JPH0229746B2 - Fukusunojohatsugenosonaetaionpureeteingusochi - Google Patents
FukusunojohatsugenosonaetaionpureeteingusochiInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/006—Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複数の蒸発源を備えたイオンプレーテ
イング装置に関する。
イング装置に関する。
複数の元素からなる合金、化合物、混合物被膜
を形成する場合、これらの合金などを蒸発材料と
すると個々の元素の蒸気圧が異なるため成分の変
動が著しく、目的とする組成の被膜を得ることが
困難である。
を形成する場合、これらの合金などを蒸発材料と
すると個々の元素の蒸気圧が異なるため成分の変
動が著しく、目的とする組成の被膜を得ることが
困難である。
このような場合には、それぞれ異なる物質を蒸
発させる複数の蒸発源を並設してそれぞれの蒸発
量を調整している。
発させる複数の蒸発源を並設してそれぞれの蒸発
量を調整している。
第１図は複数の蒸発源を備えた従来のイオンプ
レーテイング装置の構成を示す模式的断面図であ
り、真空室１の内部には蒸発源Ａと蒸発源Ｂとが
並設されており、それぞれの駆動電源（図示せ
ず）により駆動され、その電位は接地電位となつ
ている。蒸発源の上方には、複数の基板２を保持
し蒸発源に対する個々の基板の相対位置が均等に
なるように基板２を回動させる基板ホルダー３が
配置されており、基板電源４により正の電位が印
加される。
レーテイング装置の構成を示す模式的断面図であ
り、真空室１の内部には蒸発源Ａと蒸発源Ｂとが
並設されており、それぞれの駆動電源（図示せ
ず）により駆動され、その電位は接地電位となつ
ている。蒸発源の上方には、複数の基板２を保持
し蒸発源に対する個々の基板の相対位置が均等に
なるように基板２を回動させる基板ホルダー３が
配置されており、基板電源４により正の電位が印
加される。
カソード電源７により駆動され接地電位にある
熱電子放出フイラメント５と、アノード電源８に
より正電位が印加されるアノード６とが蒸発源
Ａ，Ｂの近傍に対向配置されており、蒸発粒子お
よびガス導入口９から導入されるガスをイオン化
する手段を構成している。１０は排気系である。
熱電子放出フイラメント５と、アノード電源８に
より正電位が印加されるアノード６とが蒸発源
Ａ，Ｂの近傍に対向配置されており、蒸発粒子お
よびガス導入口９から導入されるガスをイオン化
する手段を構成している。１０は排気系である。
このような装置を用いて２種類の蒸発物質をそ
れぞれの蒸発源から蒸発させ、イオン化手段によ
りイオン化する場合、蒸発源およびイオン化空間
が近接しているため相互に干渉し、完全に独立し
た制御が困難であつた。
れぞれの蒸発源から蒸発させ、イオン化手段によ
りイオン化する場合、蒸発源およびイオン化空間
が近接しているため相互に干渉し、完全に独立し
た制御が困難であつた。
特に溶融温度、蒸気圧、イオン化の難易度など
が両蒸発物質間で極端に異なる場合には、以下に
述べるような不都合があつた。
が両蒸発物質間で極端に異なる場合には、以下に
述べるような不都合があつた。
例えば一方の蒸発源からチタンを蒸発させ、他
方の蒸発源から金を蒸発させる場合などがこれに
該当する。
方の蒸発源から金を蒸発させる場合などがこれに
該当する。
窒素を含むガス雰囲気中でチタンを蒸発させ、
反応性イオンプレーテイング法により窒化チタン
膜を形成する方法が耐摩耗性装飾部品の製造方法
として実用化されている。この場合、窒化チタン
の呈する黄褐色を黄金色に調色するために金を共
析させることが試みられている。
反応性イオンプレーテイング法により窒化チタン
膜を形成する方法が耐摩耗性装飾部品の製造方法
として実用化されている。この場合、窒化チタン
の呈する黄褐色を黄金色に調色するために金を共
析させることが試みられている。
このような共析膜を従来のイオンプレーテイン
グ装置により形成する場合、一方の蒸発源に存在
する金の溶湯表面に他方の蒸発源からのチタンが
被膜を形成し、そのために金が突沸現象を起して
飛沫飛散し、同時に金の蒸気圧が突発的に変動す
る。また、一方の蒸気量を変動させると放電の相
互干渉の結果として他方のイオン化率も変動する
という不都合がある。
グ装置により形成する場合、一方の蒸発源に存在
する金の溶湯表面に他方の蒸発源からのチタンが
被膜を形成し、そのために金が突沸現象を起して
飛沫飛散し、同時に金の蒸気圧が突発的に変動す
る。また、一方の蒸気量を変動させると放電の相
互干渉の結果として他方のイオン化率も変動する
という不都合がある。
このような現象のために被膜組成の制御が極め
て困難であつた。
て困難であつた。
そこで本発明の目的は、従来技術における上記
の欠点を排除することであり、そのために本発明
においては相互干渉の大きい複数の蒸発源を基板
ホルダーを介して上下に分散配置するようにし
た。
の欠点を排除することであり、そのために本発明
においては相互干渉の大きい複数の蒸発源を基板
ホルダーを介して上下に分散配置するようにし
た。
（実施例）
第２図は本発明のイオンプレーテイング装置の
構成を示す模式的断面図である。第２図において
第１図と同一の番号は同一の部材を示す。
構成を示す模式的断面図である。第２図において
第１図と同一の番号は同一の部材を示す。
回動式の基板ホルダー３の下方には、チタンを
蒸発材料とする上向き蒸発源Ａが配置されてお
り、その近傍にはカソード電源７１により駆動さ
れる熱電子放出フイラメント５１と、アノード電
源８１により正電位が印加されるアノード６１と
がイオン化する手段として配置されている。
蒸発材料とする上向き蒸発源Ａが配置されてお
り、その近傍にはカソード電源７１により駆動さ
れる熱電子放出フイラメント５１と、アノード電
源８１により正電位が印加されるアノード６１と
がイオン化する手段として配置されている。
一方、基板ホルダー３の上方には、金を蒸発材
料とする下向き蒸発源Ｃが配置されており、その
近傍にはカソード電源７２により駆動される熱電
子放出フイラメント５２と、アノード電源８２に
より正電位が印加されるアノード６２とがイオン
化する手段として配置されている。
料とする下向き蒸発源Ｃが配置されており、その
近傍にはカソード電源７２により駆動される熱電
子放出フイラメント５２と、アノード電源８２に
より正電位が印加されるアノード６２とがイオン
化する手段として配置されている。
イオン化する手段としては図示のものに限ら
ず、高周波励起方式など種々の方式を採用するこ
とができ、また単に蒸発源と基板との間に基板側
を正電位とする直流電圧を印加することのみでも
イオン化手段となり得る。
ず、高周波励起方式など種々の方式を採用するこ
とができ、また単に蒸発源と基板との間に基板側
を正電位とする直流電圧を印加することのみでも
イオン化手段となり得る。
第２図に示す実施例においては、ガス導入口が
２個設けられており、窒化チタンと金との共析膜
を形成する場合には、下方のガス導入口９１から
窒素を含むガスが導入され、上方のガス導入口９
２からは不活性ガスが導入される。これによりチ
タン蒸気の窒化反応が促進され、金の蒸発量も安
定化する。ここで、窒化チタン（TiNx）95％、
金５％の組成からなる厚さ２ミクロンの共析膜を
形成する場合を例として、従来の装置と本発明の
装置との比較例を示す。
２個設けられており、窒化チタンと金との共析膜
を形成する場合には、下方のガス導入口９１から
窒素を含むガスが導入され、上方のガス導入口９
２からは不活性ガスが導入される。これによりチ
タン蒸気の窒化反応が促進され、金の蒸発量も安
定化する。ここで、窒化チタン（TiNx）95％、
金５％の組成からなる厚さ２ミクロンの共析膜を
形成する場合を例として、従来の装置と本発明の
装置との比較例を示す。
第１図に示す従来の装置を用いて0.5時間当り
２ミクロンの成膜速度で共析膜を形成した場合、
膜の色調は白味がかつた金色であり、そのビツカ
ース厚さは約Hv＝1300であつた。
２ミクロンの成膜速度で共析膜を形成した場合、
膜の色調は白味がかつた金色であり、そのビツカ
ース厚さは約Hv＝1300であつた。
Ｘ線回折による格子定数の測定から求めた窒化
度はｘ≒0.6であつた。
度はｘ≒0.6であつた。
一方、成膜速度を1.5時間当り２ミクロンと遅
くした場合には、鮮やかな黄金色が得られ、硬さ
Hv＝2400、窒化度ｘ≒0.9となつた。
くした場合には、鮮やかな黄金色が得られ、硬さ
Hv＝2400、窒化度ｘ≒0.9となつた。
これらの処理においては、金の突沸が避けられ
ず、そのため外観品質の不良率が約30％であつ
た。
ず、そのため外観品質の不良率が約30％であつ
た。
これに対して第２図に示す本発明の装置を用い
た場合、0.5時間当り２ミクロンの成膜速度でも
鮮やかな黄金色の共析膜が得られ、その硬さは
Hv＝2300、窒化度ｘ≒0.9であつた。
た場合、0.5時間当り２ミクロンの成膜速度でも
鮮やかな黄金色の共析膜が得られ、その硬さは
Hv＝2300、窒化度ｘ≒0.9であつた。
さらに１時間当り２ミクロンの速度で成膜した
場合には、Hv＝2700の硬さが得られ、鮮やかな
黄金色で窒化度ｘ≒0.9であつた。
場合には、Hv＝2700の硬さが得られ、鮮やかな
黄金色で窒化度ｘ≒0.9であつた。
これらの処理においては金の突沸は認められ
ず、外観不良率は５％以下であつた。
ず、外観不良率は５％以下であつた。
これらの結果から、本発明の装置を用いれば、
窒化反応が促進され、成膜速度が比較的速い場合
でも鮮やかな黄金色と高い硬度が得られることが
認められた。
窒化反応が促進され、成膜速度が比較的速い場合
でも鮮やかな黄金色と高い硬度が得られることが
認められた。
第３図ないし第６図はいずれも本発明の装置に
採用し得る下向き蒸発源の実施例を示す断面図で
あり、蒸発物質として金を想定した例を示してい
る。
採用し得る下向き蒸発源の実施例を示す断面図で
あり、蒸発物質として金を想定した例を示してい
る。
第３図は高周波誘導加熱式の下向き蒸発源Ｃ１
を示す。ドーナツ形のセラミツクルツボ１１の内
部には蒸発物質としての金１２が装入されてお
り、セラミツクカバー１３の下面にはタングステ
ン、タンタルなどの高融点金属板１４が裏打ちさ
れている。高周波コイル１５により誘導加熱され
て金１２は溶融し、その蒸気はノズル１６から下
方に噴出する。セラミツクカバー１３下面の金属
板１４は誘導加熱により高温に赤熱されているの
で、この部分に蒸発物質が凝着することが防止さ
れる。
を示す。ドーナツ形のセラミツクルツボ１１の内
部には蒸発物質としての金１２が装入されてお
り、セラミツクカバー１３の下面にはタングステ
ン、タンタルなどの高融点金属板１４が裏打ちさ
れている。高周波コイル１５により誘導加熱され
て金１２は溶融し、その蒸気はノズル１６から下
方に噴出する。セラミツクカバー１３下面の金属
板１４は誘導加熱により高温に赤熱されているの
で、この部分に蒸発物質が凝着することが防止さ
れる。
第４図は抵抗加熱式の下向き蒸発源Ｃ２を示
す。
す。
中央部にノズル１７、周囲に湯留り１８を設け
たカバー付タングステンボート１９に蒸発物質と
しての金１２が装入され、ボートは通電により抵
抗加熱される。蒸発物質蒸気はノズル１７から下
向きに噴出する。
たカバー付タングステンボート１９に蒸発物質と
しての金１２が装入され、ボートは通電により抵
抗加熱される。蒸発物質蒸気はノズル１７から下
向きに噴出する。
第５図はマグネトロン方式のスパツタターゲツ
トにより構成される下向き蒸発源Ｃ３を示す。
トにより構成される下向き蒸発源Ｃ３を示す。
上板２０、側板２１、下板２２からなる非磁性
ステンレス鋼製の水冷容器の内部には、永久磁石
２３と継鉄２４とが図示のように多数組配置され
ており、その外部下面には蒸発物質としての金板
２５が接着されている。このようなターゲツトを
陰極として不活性ガス中でスパツタ現象を起こさ
せると、周知のマグネトロン効果により金板の表
面から金蒸気が効率的に放出される。
ステンレス鋼製の水冷容器の内部には、永久磁石
２３と継鉄２４とが図示のように多数組配置され
ており、その外部下面には蒸発物質としての金板
２５が接着されている。このようなターゲツトを
陰極として不活性ガス中でスパツタ現象を起こさ
せると、周知のマグネトロン効果により金板の表
面から金蒸気が効率的に放出される。
第６図は電子ビーム加熱方式の下向き蒸発源Ｃ
４を示す。
４を示す。
加熱電源２６により加熱されるフイラメント２
７と、その外側に配置されフイラメント２７と同
電位にあるリペラー２８とからなるカソードが対
向配置されており、その中心部にリール２９から
自動供給される金線３０が垂下している。電源３
２を介して金線３０に正の高電圧が印加される
と、フイラメント２７から放射される電子ビーム
により金線３０は加熱され、その先端部３１から
金が蒸発する。
７と、その外側に配置されフイラメント２７と同
電位にあるリペラー２８とからなるカソードが対
向配置されており、その中心部にリール２９から
自動供給される金線３０が垂下している。電源３
２を介して金線３０に正の高電圧が印加される
と、フイラメント２７から放射される電子ビーム
により金線３０は加熱され、その先端部３１から
金が蒸発する。
以上の実施例は窒化チタンと金の共析膜を形成
する場合を例示したものであるが、本発明の装置
は実施例に限らず、多元素膜の形成に広く利用で
きることは言うまでもない。
する場合を例示したものであるが、本発明の装置
は実施例に限らず、多元素膜の形成に広く利用で
きることは言うまでもない。
また、蒸発源の数は上下各１個に限らず、複数
個配置し得る。この場合、最も相互干渉の大きい
２個の蒸発源を上下に分散配置することにより本
発明の目的が達成される。
個配置し得る。この場合、最も相互干渉の大きい
２個の蒸発源を上下に分散配置することにより本
発明の目的が達成される。
本発明の装置は以上に述べたように、複数の蒸
発源相互の干渉を排除し、安定した膜組成の制御
を可能ならしめるものであり、薄膜技術分野にお
いて価置の大なるものである。
発源相互の干渉を排除し、安定した膜組成の制御
を可能ならしめるものであり、薄膜技術分野にお
いて価置の大なるものである。
第１図は従来の複数の蒸発源を備えたイオンプ
レーテイング装置の構成を示す膜式的断面図、第
２図は本発明のイオンプレーテイング装置の構成
を示す模式的断面図、第３図ないし第６図はいず
れも本発明の実施例における下向き蒸発源の具体
例を示す断面図である。 １……真空室、２……基板、３……基板ホルダ
ー、９……ガス導入口、Ａ，Ｂ……上向き蒸発
源、Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４……下向き蒸発
源。
レーテイング装置の構成を示す膜式的断面図、第
２図は本発明のイオンプレーテイング装置の構成
を示す模式的断面図、第３図ないし第６図はいず
れも本発明の実施例における下向き蒸発源の具体
例を示す断面図である。 １……真空室、２……基板、３……基板ホルダ
ー、９……ガス導入口、Ａ，Ｂ……上向き蒸発
源、Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４……下向き蒸発
源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ それぞれ異なる物質を蒸発させる複数の蒸発
源と、複数の基板を保持し蒸発源に対する個々の
基板の相対位置が均等になるように基板を回動さ
せる基板ホルダーと、ガス導入口と、導入ガスお
よび蒸発物質蒸気をイオン化する手段とを真空室
内に備えたイオンプレーテイング装置において、
蒸発源の少なくとも一つは基板ホルダーの下方に
配置されて蒸発物質を上向きに蒸発させる上向き
蒸発源であり、残りの蒸発源の少なくとも一つは
基板ホルダーの上方に配置されて蒸発物質を下向
きに蒸発させる下向き蒸発源であることを特徴と
する複数の蒸発源を備えたイオンプレーテイング
装置。 ２ 上向き蒸発源の蒸発物質がチタンであり、下
向き蒸発源の蒸発物質が金であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のイオンプレーテ
イング装置。 ３ ガス導入口が上向き蒸発源の近傍に開口して
窒素を含有するガスを導入するガス導入口と、下
向き蒸発源の近傍に開口して不活性ガスを導入す
るガス導入口とであることを特徴とする特許請求
の範囲第２項に記載のイオンプレーテイング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9820082A JPH0229746B2 (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | Fukusunojohatsugenosonaetaionpureeteingusochi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9820082A JPH0229746B2 (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | Fukusunojohatsugenosonaetaionpureeteingusochi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217674A JPS58217674A (ja) | 1983-12-17 |
| JPH0229746B2 true JPH0229746B2 (ja) | 1990-07-02 |
Family
ID=14213357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9820082A Expired - Lifetime JPH0229746B2 (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | Fukusunojohatsugenosonaetaionpureeteingusochi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0229746B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0450243U (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-28 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6226858A (ja) * | 1985-07-26 | 1987-02-04 | Stanley Electric Co Ltd | 遮光層を有する薄膜トランジスタ−アセンブリ− |
| CA1264025A (en) * | 1987-05-29 | 1989-12-27 | James A.E. Bell | Apparatus and process for coloring objects by plasma coating |
-
1982
- 1982-06-08 JP JP9820082A patent/JPH0229746B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0450243U (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58217674A (ja) | 1983-12-17 |
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