JP3295724B2 - Method for forming vapor deposition film and vapor deposition apparatus - Google Patents
Method for forming vapor deposition film and vapor deposition apparatusInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、所望の被加工体表
面に、機械的特性や電気的特性などの物理的性質、ある
いは耐食性や耐薬品性などの化学的性質などの均一性に
優れる蒸着膜を効率よく形成させる方法、及びこの方法
に用いる蒸着装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vapor deposition method having excellent uniformity of physical properties such as mechanical properties and electrical properties or chemical properties such as corrosion resistance and chemical resistance on a desired workpiece surface. The present invention relates to a method for efficiently forming a film and a vapor deposition apparatus used for the method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、機械部品や電子部品などにおいて
は、表面に被膜を設けたものが多用されており、そし
て、この被膜には、優れた耐摩耗性、耐食性及び電気的
特性などが要求されることが多く、そのため、これまで
多くの被膜形成方法が提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, mechanical parts and electronic parts are often provided with a coating on the surface, and the coating is required to have excellent abrasion resistance, corrosion resistance and electrical properties. Therefore, many film forming methods have been proposed.
【０００３】この中で、代表的な被膜形成方法として
は、成形体表面に、異種金属やセラミックスなどの所望
の特性を有する被膜を形成させる方法、例えば真空蒸着
法、スパッタリング法、分子線ビーム法、イオンプレー
ティング法などが知られている。しかしながら、これら
の方法においては、被膜形成速度が遅かったり、あるい
は膜特性が劣るなど、なんらかの欠点を有していた。[0003] Among them, a typical method of forming a film is a method of forming a film having desired characteristics such as dissimilar metals and ceramics on the surface of a molded body, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a molecular beam method. And an ion plating method are known. However, these methods have some drawbacks, such as a low film formation rate or poor film properties.
【０００４】一方、近年、金属やセラミックス、有機材
料などからなる被膜を形成する方法として、レーザ光な
どの高エネルギービームによるアブレーション現象を利
用する方法が研究されている。このアブレーション現象
とは、レーザ光などの高いエネルギー密度を有するビー
ムをターゲットなどの固体物質表面に照射した際、この
ビームエネルギーを吸収した物質が大きなエネルギーを
もつフラグメントとして飛散する現象である。On the other hand, in recent years, as a method of forming a coating made of a metal, ceramics, an organic material, or the like, a method utilizing an ablation phenomenon by a high energy beam such as a laser beam has been studied. The ablation phenomenon is a phenomenon in which, when a surface of a solid material such as a target is irradiated with a beam having a high energy density such as a laser beam, a material that has absorbed the beam energy scatters as a fragment having a large energy.
【０００５】しかしながら、この方法により得られた蒸
着膜は、ミクロンあるいはサブミクロン程度の溶融再凝
固粒子あるいはアブレーション時に発生したクラスター
など、比較的大きな径の粒子を含んでおり、電気的、機
械的、化学的特性の均一性が低いという欠点を有してい
る。However, the vapor-deposited film obtained by this method contains particles having a relatively large diameter, such as molten re-solidified particles of the order of microns or submicrons or clusters generated during ablation, and is electrically, mechanically and mechanically. It has the disadvantage of low uniformity of chemical properties.
【０００６】そのため、特にレーザ光を用いたアブレー
ション現象を利用する被膜形成においては、これらの粒
子を除去する方法として、高速シャッター法、エクリプ
ス法、高速回転ターゲット法などが研究されている。上
記高速シャッター法は、アブレーションにおける粒子の
発生と同期回転するシャッターにより、飛行速度の低い
粗大粒子を除去するものである。また、エクリプス法
は、ターゲット正面に遮蔽板を設置して、雰囲気ガス分
子との衝突や散乱により、これを回り込んでくる粒子の
み利用するものである。一方、高速回転ターゲット法
は、ターゲット回転により生じる遠心力で、飛行速度の
低い粗大粒子の方向を変えるものである。[0006] Therefore, particularly in the formation of a film utilizing an ablation phenomenon using a laser beam, as a method for removing these particles, a high-speed shutter method, an Eclipse method, a high-speed rotating target method, and the like have been studied. The high-speed shutter method removes coarse particles having a low flight speed by using a shutter that rotates in synchronization with the generation of particles during ablation. In the Eclipse method, a shielding plate is provided in front of a target, and only particles that are wrapped around by collision or scattering with atmospheric gas molecules are used. On the other hand, the high-speed rotation target method changes the direction of coarse particles having a low flight speed by centrifugal force generated by target rotation.
【０００７】しかしながら、これらの方法は、装置が複
雑で長時間の安定動作が困難であり、かつ適用可能な雰
囲気圧範囲が狭い上に、粗大粒子の除去率が低く、かな
りの粗大粒子が被膜中に残存するという欠点を有してい
る。However, in these methods, the apparatus is complicated, it is difficult to stably operate for a long time, the applicable atmospheric pressure range is narrow, the removal rate of coarse particles is low, and considerable coarse particles are coated. It has the disadvantage that it remains inside.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、所望の被加工体表面に、機械的特性や電
気的特性などの物理的性質、あるいは耐食性や耐薬品性
などの化学的性質などの物性が均一な蒸着膜を効率よく
形成させる方法、及びこの方法に用いる蒸着装置を提供
することを目的としてなされたものである。SUMMARY OF THE INVENTION Under such circumstances, the present invention aims to provide a desired surface of a workpiece with physical properties such as mechanical and electrical properties, corrosion resistance, chemical resistance and the like. An object of the present invention is to provide a method for efficiently forming a deposited film having uniform physical properties such as chemical properties of the above, and a vapor deposition apparatus used for the method.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アブレー
ション現象を利用した蒸着膜の形成について鋭意研究を
重ねた結果、アブレーションで発生した粒子の運動が粒
子の質量により大きく異なり、多量に発生する質量の小
さな粒子は、相互に衝突して散乱するのに対し、質量の
大きな粒子は直線的に運動すること、したがって、高エ
ネルギービームの照射により発生した蒸着物質粒子群
を、特定の構造のフィルターを通して分別したのち、被
加工体表面に蒸着させれば粗大粒子が排除され、均一な
物性の蒸着膜が得られることを見出し、この知見に基づ
いて本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies on the formation of a vapor-deposited film utilizing the ablation phenomenon. As a result, the motion of the particles generated by ablation greatly differs depending on the mass of the particles, and a large amount of the particles are generated Small mass particles collide with each other and scatter, while large mass particles move linearly.Therefore, the deposition material particles generated by the irradiation of the high energy beam are After filtering through a filter, it was found that coarse particles were eliminated by vapor deposition on the surface of the workpiece, and a vapor-deposited film having uniform physical properties was obtained. Based on this finding, the present invention was completed.
【００１０】すなわち、本発明は、真空帯域内に被加工
体と蒸着用ターゲット物質とを共存させ、該蒸着用ター
ゲット物質にレーザビームを照射してアブレーション現
象に基づく蒸着物質粒子群を発生させ、この粒子を被加
工体表面に蒸着させて蒸着膜を形成させる方法におい
て、被加工体と蒸着用ターゲット物質との間に、複数の
スリット孔を等間隔で穿設したスリット板複数枚を、蒸
着用ターゲット物質と被加工体との間での粒子の直進を
阻止することができる相対的な位置で、しかもターゲッ
トとそれに最も近いスリット板とを小さい距離になるよ
うに、またこのスリット板と次のスリット板とを後者に
粒子が到達する前に十分な粒子間の衝突が起る距離にな
るように、平行かつ相互に変位可能に配置し、これを制
御しながら粒子間の衝突により小粒径の粒子の飛行方向
を変えてスリット間を通過させるとともに、飛行方向が
ほとんど変わらない大粒径の粒子の通過を阻止してこれ
を被加工体表面に蒸着させないで均一性の良好な蒸着膜
を形成させる方法及び、互いに対向する位置に被加工体
支持部とターゲット収容部とを内蔵し、レーザビーム導
入口及び真空系に連結する排気口を有する密閉容器と、
該レーザビーム導入口を通してターゲットにレーザビー
ムを照射するためのレーザとを備えたアブレーション現
象を利用した蒸着装置において、レーザとターゲットと
の間にレーザ側からレーザビームが通過する可変幅スリ
ット板と複数の円筒面レンズを順次配置し、レーザビー
ムの照射領域幅と全エネルギー値を一定に保持しなが
ら、照射強度を変化させうる光学系機構部を設けたこ
と、及び該被加工体支持部と該ターゲットとの間に、複
数のスリット孔を等間隔で穿設したスリット板複数枚
を、平行かつ相互に変位可能に配置して大粒径粒子を除
去するためのフィルターを構成したことを特徴とする蒸
着装置を提供するものである。That is, according to the present invention, a workpiece and a vapor deposition target material coexist in a vacuum zone, and a laser beam is irradiated on the vapor deposition target material to generate vapor deposition material particles based on an ablation phenomenon. a method for the particles to form a deposited film by depositing on the workpiece surface, between the deposition target material as the work piece, a slit plate plurality bored a plurality of slits at equal intervals, evaporation Position relative to the target material and the workpiece to prevent the particles from going straight.
And the slit plate closest to it
Uh, again this slit plate and the next slit plate
The distance must be such that sufficient interparticle collisions occur before the particles reach
Parallel and mutually displaceable so that
In addition to changing the flight direction of small-sized particles through collisions between particles while passing between slits, it also prevents the passage of large-sized particles, whose flight direction hardly changes, and places them on the surface of the workpiece. Deposited film with good uniformity without deposition
And a closed container having a built-in workpiece support portion and a target housing portion at positions facing each other, and having a laser beam introduction port and an exhaust port connected to a vacuum system,
In a vapor deposition apparatus utilizing an ablation phenomenon having a laser for irradiating a laser beam to a target through the laser beam introduction port, the laser and the target
Variable width slide through which the laser beam passes from the laser side during
A laser beam and a plurality of cylindrical lenses
While keeping the irradiation area width and total energy value of the
Optical system mechanism that can change the irradiation intensity.
If and between the該被workpiece support and the target, a slit plate plurality bored a plurality of slits at equal intervals, the displaceably placed to large particles in parallel and mutually It is an object of the present invention to provide a vapor deposition apparatus characterized by comprising a filter for removing the same.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明方法は、レーザビームによ
るアブレーション現象を利用して形成させる蒸着膜に対
して、機械的、電気的、化学的特性の不均一化をもたら
す原因となる大粒径蒸着物質粒子を除去して被加工体表
面に蒸着させる点でのみ、従来の方法と異なるので、基
本的な構成は、従来の方法の場合と全く同じである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method of the present invention has a large grain size which causes non-uniform mechanical, electrical and chemical properties of a deposited film formed by utilizing the ablation phenomenon by a laser beam. It differs from the conventional method only in that the vapor deposition material particles are removed and vapor deposition is performed on the surface of the workpiece, and thus the basic configuration is exactly the same as that of the conventional method.
【００１２】すなわち、本発明方法で蒸着しうる被加工
体の素材としては、鉄、ニッケル、コバルト、アルミニ
ウム、銅、亜鉛、スズなどの金属やこれらをベースとす
る合金例えばステンレス鋼、炭素鋼、黄銅、青銅、白
銅、アルミニウムなどの合金、さらにはプラスチックを
はじめとする有機材料などがある。That is, as the material of the workpiece that can be deposited by the method of the present invention, metals such as iron, nickel, cobalt, aluminum, copper, zinc, tin and alloys based on these, such as stainless steel, carbon steel, Alloys such as brass, bronze, bronze, and aluminum, and organic materials such as plastics are available.
【００１３】また、本発明方法のターゲット物質は、従
来のスパッタリングによる蒸着膜の形成に慣用されてい
るターゲット物質の中から任意に選ぶことができ、特に
制限はない。このようなものとしては、例えばＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、
Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕなどの金属、そ
の合金や化合物、例えば窒化アルミニウム、窒化ケイ素
などが好ましく用いられる。また、プラスチックなどの
有機材料も用いることができる。The target material used in the method of the present invention can be arbitrarily selected from target materials commonly used for forming a deposited film by conventional sputtering, and is not particularly limited. Such materials include, for example, Al, S
i, Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Ge,
Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, T
Metals such as a, W, Re, Os, Ir, Pt, and Au, and alloys and compounds thereof, such as aluminum nitride and silicon nitride, are preferably used. Further, an organic material such as plastic can be used.
【００１４】本発明方法においては、ターゲット物質に
照射するレーザビームとして、例えばエキシマレーザ、
Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、Ｎｄ−ガラスレーザ、炭酸ガスレ
ーザなどを用いるが、これらも従来方法の場合と全く同
じものを用いることができる。In the method of the present invention, as the laser beam for irradiating the target material, for example, an excimer laser,
An Nd-YAG laser, an Nd-glass laser, a carbon dioxide laser, or the like is used, and these can be exactly the same as those in the conventional method.
【００１５】これらのレーザビームのエネルギー密度
は、ターゲット物質の種類により変わるが、アブレーシ
ョン現象を起こさせるためには、低融点金属材料の場合
には２０ｋＪ／ｍ2以上、高融点金属材料では５０ｋＪ
／ｍ2以上、有機材料の場合には５ｋＪ／ｍ2以上が好ま
しい。特に、後述の本発明における光学系を使用する場
合には、エネルギー密度が上記範囲にあるレーザビーム
を用いるのが有利である。The energy density of these laser beams varies depending on the type of the target material. To cause an ablation phenomenon, the energy density of the low-melting metal material is 20 kJ / m 2 or more, and the high-melting metal material is 50 kJ / m 2.
/ M 2 or more, and in the case of an organic material, 5 kJ / m 2 or more. In particular, when an optical system according to the present invention described later is used, it is advantageous to use a laser beam having an energy density in the above range.
【００１６】本発明方法においては、蒸着膜を形成させ
る際のレーザビームの照射時間は、ターゲット物質の種
類、蒸着膜の厚さ、ビームエネルギー密度などの蒸着条
件によって左右されるが、通常は３０秒ないし６０分程
度で十分である。In the method of the present invention, the irradiation time of the laser beam in forming the vapor-deposited film depends on the vapor-deposition conditions such as the type of target material, the thickness of the vapor-deposited film, and the beam energy density. Seconds to about 60 minutes are sufficient.
【００１７】次に、添付図面に従って本発明方法を説明
する。図１は本発明方法を実施するのに好適な蒸着装置
の例を示す略解断面図であって、内部を真空に保持する
ための排気口２及びレーザビーム導入口７を有する密閉
容器１内には、レーザビームが照射され、蒸着物質粒子
を発生させるターゲット物質８及び被加工体１２が設置
され、さらにターゲット物質８と被加工体１２との間
に、複数のスリット孔を有する第１スリット板１０及び
第２スリット板１１からなるフィルターが配置されてい
る。Next, the method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a vapor deposition apparatus suitable for carrying out the method of the present invention, wherein the inside of a closed vessel 1 having an exhaust port 2 and a laser beam introducing port 7 for keeping the inside vacuum. A first slit plate having a plurality of slit holes between the target material 8 and the workpiece 12 provided with a target material 8 and a workpiece 12 which are irradiated with a laser beam to generate vapor deposition material particles; A filter composed of 10 and the second slit plate 11 is arranged.
【００１８】本発明の蒸着装置においては、レーザビー
ムとターゲットとの間に、レーザ側から、レーザビーム
が通過する可変幅スリット板と複数の円筒面レンズを順
次配置し、ビームの照射領域幅と全エネルギー値を一定
に保持しながら、照射強度を変化させうる光学系機構部
を設置することが好ましい。この光学系機構部は、通常
前記密閉容器１の外側に設けるが、所望ならばその中に
収容させてもよいし、また、外側と内側の両方にわたっ
て設けてもよい。また、レンズの代りにミラーを用いて
同様の光学系を構成することもできる。In the vapor deposition apparatus according to the present invention, a variable width slit plate through which the laser beam passes and a plurality of cylindrical lenses are sequentially arranged from the laser side between the laser beam and the target, so that the irradiation area width of the beam is reduced. It is preferable to provide an optical system mechanism capable of changing the irradiation intensity while keeping the total energy value constant. This optical system mechanism is usually provided outside the closed container 1, but may be housed in the container if desired, or may be provided both outside and inside. Further, a similar optical system can be configured by using a mirror instead of a lens.
【００１９】図２は、この光学系機構部を密閉容器の外
側に設置した場合の１例の略解上面図であって、レーザ
（図示せず）側から、レーザビームが通過する可変幅ス
リット板４、第１円筒面レンズ５及び第２円筒面レンズ
６が順次設置されている。FIG. 2 is a schematic top view of an example in which this optical system mechanism is installed outside a closed container, and a variable width slit plate through which a laser beam passes from a laser (not shown) side. 4, a first cylindrical lens 5 and a second cylindrical lens 6 are sequentially installed.
【００２０】図３は、本発明の蒸着装置における蒸着物
質粒子群を通過させるフィルター部の１例の略解断面図
であって、ターゲット物質８と被加工体１２との間に、
複数のスリット孔を有する第１スリット板１０と第２ス
リット板１１とが、相互に変位自在に設置されている。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of one example of a filter section for allowing the vapor deposition material particles to pass through in the vapor deposition apparatus of the present invention.
A first slit plate 10 and a second slit plate 11 having a plurality of slit holes are provided so as to be mutually displaceable.
【００２１】まず、密閉容器１内に被加工体１２を装着
したのち、排気口２で密閉容器内の真空度が５×１０-6
Ｔｏｒｒ程度になるまで排気後、レーザビーム３を可変
幅スリット板４、第１円筒面レンズ５及び第２円筒面レ
ンズ６を順次通過させたのち、ビーム導入口７を通して
ターゲット物質８に照射する。この際、レーザビーム３
は縦方向分布を可変幅スリット板４で整波されたのち、
第１円筒面レンズ５、第２円筒面レンズ６及びビーム導
入口７を順次通過することで、高さ０．５ｍｍ程度で横
長のビームに整形され、ターゲット物質８に照射され
る。First, after the workpiece 12 is mounted in the closed container 1, the degree of vacuum in the closed container is set to 5 × 10 −6 at the exhaust port 2.
After evacuation until the pressure reaches about Torr, the laser beam 3 is sequentially passed through the variable width slit plate 4, the first cylindrical surface lens 5 and the second cylindrical surface lens 6, and then irradiated onto the target material 8 through the beam inlet 7. At this time, the laser beam 3
After the longitudinal distribution is rectified by the variable width slit plate 4,
By sequentially passing through the first cylindrical lens 5, the second cylindrical lens 6, and the beam inlet 7, the beam is shaped into a horizontally long beam with a height of about 0.5 mm, and the target material 8 is irradiated.
【００２２】この照射により、ターゲット物質８から蒸
着物質粒子群が発生するが、その中の大粒径粒子は直線
的に飛行して、第１スリット板１０や第２スリット板１
１で遮断される。原子あるいは非常に径の小さな粒子
は、第１スリット板１０を通過したのち、たがいに衝突
することにより方向を変え、かなりの部分が第２スリッ
ト板をも通過し、被加工体１２の表面に蒸着される。By this irradiation, vapor deposition material particles are generated from the target material 8, and the large-diameter particles therein fly in a straight line to form the first slit plate 10 or the second slit plate 1.
Blocked at 1. After passing through the first slit plate 10, the atoms or very small particles change their directions by colliding with each other, and a considerable part also passes through the second slit plate, and the surface of the workpiece 12 Deposited.
【００２３】この際、ターゲット物質８の蒸発領域９
を、各スリット板に平行に、かつスリット板の長さ方向
と垂直な軸が十分に短い長方形とすることで、各スリッ
ト板の開口率を５０％近くまで拡大できるとともに、タ
ーゲット物質と第１スリット板との距離を小さくしつ
つ、２つのスリット板の距離を十分に維持することが可
能である。その結果、第２スリット板に到達する前に十
分な粒子衝突が起こり、粒子分布が均一化され、スリッ
ト板挿入に伴う蒸着膜形成速度の低下を最小限にとどめ
ることができる。このようにして、被加工体表面に、金
属、合金、有機材料、窒化物系セラミックスなどからな
る膜厚１０μｍ程度までの均質な蒸着膜が形成される。At this time, the evaporation region 9 of the target material 8
By making the axis parallel to each slit plate and the axis perpendicular to the length direction of the slit plate sufficiently short, the aperture ratio of each slit plate can be increased to nearly 50%, and the target material and the first It is possible to sufficiently maintain the distance between the two slit plates while reducing the distance between the slit plates. As a result, sufficient particle collision occurs before reaching the second slit plate, the particle distribution is made uniform, and a reduction in the deposition film formation speed due to the insertion of the slit plate can be minimized. In this way, a uniform vapor-deposited film made of a metal, an alloy, an organic material, a nitride-based ceramic, or the like and having a thickness of up to about 10 μm is formed on the surface of the workpiece.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明によれば、金属、合金、有機材
料、セラミックスなどからなる被加工体表面に、機械的
特性や電気的特性などの物理的性質、あるいは耐食性や
耐薬品性などの化学的物質などの物性が均一な異種金属
や合金、有機材料、セラミックスなどからなる蒸着膜を
形成することができる。このように、表面が改質された
成形体は、例えば各種機械部品や電子部品などに好適に
用いられる。According to the present invention, physical properties such as mechanical properties and electrical properties, or chemical properties such as corrosion resistance and chemical resistance are applied to the surface of a workpiece made of metal, alloy, organic material, ceramics or the like. It is possible to form a deposited film made of a different metal or alloy, an organic material, a ceramic, or the like having uniform physical properties such as a target substance. Thus, the molded body having the modified surface is suitably used for, for example, various mechanical parts and electronic parts.
【００２５】[0025]
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明は、これらの例によってなんら限定され
るものではない。Next, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００２６】実施例１ 図１に示す装置の密閉容器１内の真空度を５×１０-6Ｔ
ｏｒｒ程度まで排気したのち、ＫｒＦエキシマレーザ光
を、可変幅スリット板４、第１円筒面レンズ５及び第２
円筒面レンズ６を順次通過させることにより、０．５×
４ｍｍの長方形状に整形し、平均エネルギー密度を１パ
ルス当り１２０ｋＪ／ｍ2に絞り、毎秒１０Ｈｚの繰り
返し数で、タンタル板からなるターゲット物質８に照射
した。EXAMPLE 1 The degree of vacuum in the closed vessel 1 of the apparatus shown in FIG. 1 was set to 5 × 10 −6 T.
After evacuating to about orr, the KrF excimer laser light is applied to the variable width slit plate 4, the first cylindrical surface lens 5, and the second
By sequentially passing through the cylindrical lens 6, 0.5 ×
It was shaped into a 4 mm rectangular shape, the average energy density was reduced to 120 kJ / m 2 per pulse, and the target material 8 made of a tantalum plate was irradiated at a repetition rate of 10 Hz per second.
【００２７】アブレーション現象により発生した蒸着物
質粒子群の中から、スリット板１０及び１１により大粒
径粒子を除去したのち、約４０ｍｍ離れたステンレス鋼
基材１２の表面に、厚さ０．５μｍのタンタルからなる
蒸着膜を形成させた。このようにして形成された蒸着膜
の表面状態の顕微鏡写真を、図４の左半分に示す。な
お、比較のため、スリット板による大粒径粒子の除去を
行わずに蒸着膜を形成させた場合の表面状態の顕微鏡写
真を図４の右半分に示す。After the large-diameter particles are removed from the vapor-deposited substance particles generated by the ablation phenomenon by the slit plates 10 and 11, the surface of the stainless steel substrate 12 having a thickness of about 0.5 μm An evaporation film made of tantalum was formed. A micrograph of the surface state of the deposited film thus formed is shown in the left half of FIG. For comparison, the right half of FIG. 4 shows a photomicrograph of the surface state when the deposited film was formed without removing the large-diameter particles using the slit plate.
【００２８】この図４の左右を対比すると、スリット板
による大粒径粒子の除去を行わない場合、蒸着膜表面
に、０．５ないし数μｍの粒子が多数付着しているのに
対し、スリット板による大粒径粒子の除去を行った場合
には、ほとんど上記粒子の付着が認められず、良好な蒸
着膜が形成されていることが分かる。When comparing the left and right in FIG. 4, when the large-diameter particles are not removed by the slit plate, a large number of particles of 0.5 to several μm adhere to the surface of the deposited film. When the large-diameter particles were removed by the plate, almost no adhesion of the particles was observed, indicating that a good vapor-deposited film was formed.
【００２９】実施例２ 実施例１において、ターゲット物質として、タンタルの
代わりにタングステンを用いた以外は、実施例１と同様
にして実施したところ、大粒径粒子の付着が認められな
い良好なタングステン蒸着膜が形成された。Example 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that tungsten was used instead of tantalum as the target material. A deposited film was formed.
【図１】 本発明の蒸着装置の１例の略解断面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one example of a vapor deposition apparatus of the present invention.
【図２】 本発明の蒸着装置における光学系機構部の１
例の略解上面図。FIG. 2 shows an optical system mechanism 1 in the vapor deposition apparatus of the present invention.
FIG.
【図３】 本発明の蒸着装置におけるフィルター部の１
例の略解断面図。FIG. 3 shows a filter unit 1 in the vapor deposition apparatus of the present invention.
Schematic sectional view of an example.
【図４】 スリット板の有無による形成蒸着膜の表面状
態の例を示す顕微鏡写真図。FIG. 4 is a photomicrograph showing an example of the surface state of a deposited film with or without a slit plate.
１ 密閉容器 ２ 排気口 ３ レーザビーム ４ 可変幅スリット板 ５ 第１円筒面レンズ ６ 第２円筒面レンズ ７ ビーム導入口 ８ ターゲット物質 ９ ターゲット蒸発領域 １０ 第１スリット板 １１ 第２スリット板 １２ 被加工体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Closed container 2 Exhaust port 3 Laser beam 4 Variable width slit plate 5 1st cylindrical surface lens 6 2nd cylindrical surface lens 7 Beam introduction port 8 Target material 9 Target evaporation area 10 1st slit plate 11 2nd slit plate 12 Processing body
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 理史 香川県高松市林町2217番14 工業技術院 四国工業技術研究所内 (72)発明者 勝村 宗英 香川県高松市林町2217番14 工業技術院 四国工業技術研究所内 (56)参考文献 特開 平５−271914（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−141061（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor, Masashi Yoneda 22217-14, Hayashi-cho, Takamatsu-shi, Kagawa Prefecture Within the Institute of Industrial Technology, Shikoku Institute of Industrial Technology (72) Inventor, Munehide 22217-14, Hayashi-cho, Takamatsu-shi, Kagawa Industrial Technology (56) References JP-A-5-271914 (JP, A) JP-A-62-141061 (JP, U)
Claims (2)
ト物質とを共存させ、該蒸着用ターゲット物質にレーザ
ビームを照射してアブレーション現象に基づく蒸着物質
粒子群を発生させ、この粒子を被加工体表面に蒸着させ
て蒸着膜を形成させる方法において、被加工体と蒸着用
ターゲット物質との間に、複数のスリット孔を等間隔で
穿設したスリット板複数枚を、蒸着用ターゲット物質と
被加工体との間での粒子の直進を阻止することができる
相対的な位置で、しかもターゲットとそれに最も近いス
リット板とを小さい距離になるように、またこのスリッ
ト板と次のスリット板とを後者に粒子が到達する前に十
分な粒子間の衝突が起る距離になるように、平行かつ相
互に変位可能に配置し、これを制御しながら粒子間の衝
突により小粒径の粒子の飛行方向を変えてスリット間を
通過させるとともに、飛行方向がほとんど変わらない大
粒径の粒子の通過を阻止してこれを被加工体表面に蒸着
させないで均一性の良好な蒸着膜を形成させる方法。An object to be processed and a target material for vapor deposition coexist in a vacuum zone, and a laser beam is applied to the target material for vapor deposition to generate particles of vapor deposition material based on an ablation phenomenon. a method of forming a deposited film by depositing on the working surface, between the deposition target material as the work piece, a slit plate plurality bored a plurality of slits at equal intervals, and the deposition target material it is possible to prevent the straight particles between the workpiece
Relative position, and the target and the nearest
So that it is at a small distance from the
Before the particles reach the latter.
Parallel and phase so that the distance between
Displacements are arranged so that they can be displaced from each other, and while controlling this, the flight direction of small-sized particles is changed by collision between particles to pass between slits, while passing of large-sized particles whose flight direction hardly changes. Stop and deposit on the workpiece surface
A method of forming a vapor deposition film having good uniformity without performing the above .
ターゲット収容部とを内蔵し、レーザビーム導入口及び
真空系に連結する排気口を有する密閉容器と、該レーザ
ビーム導入口を通してターゲットにレーザビームを照射
するためのレーザとを備えたアブレーション現象を利用
した蒸着装置において、レーザとターゲットとの間にレ
ーザ側からレーザビームが通過する可変幅スリット板と
複数の円筒面レンズを順次配置し、レーザビームの照射
領域幅と全エネルギー値を一定に保持しながら、照射強
度を変化させうる光学系機構部を設けたこと、及び該被
加工体支持部と該ターゲットとの間に、複数のスリット
孔を等間隔で穿設したスリット板複数枚を、平行かつ相
互に変位可能に配置して大粒径粒子を除去するためのフ
ィルターを構成したことを特徴とする蒸着装置。2. A sealed container having a workpiece support portion and a target accommodating portion built therein at positions facing each other and having a laser beam introduction port and an exhaust port connected to a vacuum system; In a deposition apparatus utilizing an ablation phenomenon, which includes a laser for irradiating a laser beam, a laser beam is emitted between a laser and a target.
A variable width slit plate through which the laser beam passes from the user side
Laser beam irradiation by arranging multiple cylindrical lenses sequentially
While keeping the area width and total energy value constant,
The provision of an optical system mechanism that can change the degree, and a plurality of slit plates having a plurality of slit holes formed at equal intervals between the workpiece support portion and the target, parallel and mutually displaceably placed to deposition apparatus, characterized in that to constitute a filter for removing large particles.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10183498A JP3295724B2 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Method for forming vapor deposition film and vapor deposition apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10183498A JP3295724B2 (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Method for forming vapor deposition film and vapor deposition apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279747A JPH11279747A (en) | 1999-10-12 |
| JP3295724B2 true JP3295724B2 (en) | 2002-06-24 |
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ID=14311125
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3295724B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006111930A (en) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Nissin Electric Co Ltd | Film deposition system |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP10183498A patent/JP3295724B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11279747A (en) | 1999-10-12 |
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