JPH04124263A - 絶縁物蒸着中における電極維持方法 - 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、真空アーク放電によりＡｌ２ｘ　Ｏｘ　。

５ｉｎｓ等の絶縁物を蒸着する際、電極の導電性が低下
することがないように電極を維持する方法に関する。

［従来の技術］ 基板、成形体等の表面に絶縁皮膜を形成する方法として
、真空蒸着が知られている。

この方法においては、たとえば第４図に示した装置を使
用して蒸着を行うことが、金属表面技術Ｖｏ１．３５　
ｆ１９８４］第１０頁に記載されている。

この真空蒸着装置においては、真空槽１の内部にルツボ
２を配置し、ルツボ２に被蒸着材料３を収容する。被蒸
着材料３には電子ビームガン４がら電子ビーム５が照射
され、熱電子が発生する。

また、熱電子の発生を促進させるため、被蒸着材料３の
近傍に熱電子放射フィラメント６を配置する場合もある
。

被蒸着材料３の上方には、正の電圧が印加された電極７
が配置されている。電極７と被蒸着材料３との間でアー
ク放電を発生させ、ルツボ２に収容されている被蒸発材
料３から蒸発した蒸気の一部又は全部をイオン化する。

イオン化された蒸気は、真空槽１に導入された反応ガス
ｌＯと反応し、絶縁物として基板１１に蒸着される。こ
のとき、基板１１を一定温度に維持して蒸着条件を安定
化するため、ヒータ１２で基板１１を加熱する場合もあ
る。

反応によって生成した絶縁物は、基板１０に蒸着される
ばかりでなく、電極７の表面にも蒸着される。絶縁物の
蒸着によって電極７の導電性が低下し、被蒸着材料３と
電極７との間のアーク放電が不安定になる。その結果、
蒸着が一定速度で行われず、均質な絶縁皮膜を基板１１
上に形成することができなくなる。場合によっては、ア
ーク放電が停止し、蒸着の継続が不可能になる。

そのため、たとえば特開平１−９６３７３号公報では、
電極７を高温に加熱し、電極７の表面に絶縁物が蒸着す
ることを防止している。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、電極７を高温に加熱するとき、電極７からの輻
射熱が多くなる。この輻射熱とアーク放電で発生した熱
が基板１１に加えられ、基板１１が必要以上に加熱され
る。その結果、強度低下。

耐食性劣化等、被蒸着基板の性質が悪化する。

本発明は、このような問題を解消するために案出された
ものであり、電極に不活性ガスを吹付けることにより、
電極を側段加熱する必要なく、反応生成物が電極表面に
付着することを抑制し、アーク放電を一定した条件下で
継続させることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の電極維持方法は、その目的を達成するために、
真空槽内に配置されたルツボに被蒸発材料を収容し、前
記ルツボに対して相対的に正の電圧を印加した電極を前
記ルツボの上方に設け、前記ルツボと前記電極との間で
アーク放電を発生させ、前記ルツボから蒸発した蒸気の
一部又は全部をイオン化し、該蒸気と前記真空槽内に導
入した反応ガスとの反応によって生成した絶縁物を被蒸
着基板に蒸着するとき、前記電極に不活性ガスを吹き付
け、前記電極に対する前記絶縁物の付着を防止すること
を特徴とする。

ここで、電極の内部にガス流路を穿設し、該ガス流路か
ら電極表面に不活性ガスを吹き出すこともできる。

［作用］ 電極の表面に不活性ガスを吹き付けるとき、ルツボから
電極に飛来する蒸発粒子の蒸着は阻止される。また、吹
き出された不活性ガスの流れによって、反応ガスの流動
方向が変わり、電極近傍に流れてこなくなる。そのため
、電極近傍で蒸発粒子と不活性ガスとが反応して、電極
表面に絶縁物が蒸着されることがなくなる。その結果、
電極の導電性が維持され、長時間にわたりアーク放電が
継続され、被蒸着基体に一定した品質の絶縁物を蒸着さ
せることができる。

また、電極内部にガス流路を設け、その流路から不活性
ガスを吹き出させるとき、ガス流路の内側表面に絶縁物
が蒸着されることが防がれ、電極の導電性が維持される
。このとき、飛来する蒸発粒子及び反応ガスの流入阻止
が一層確実になる。

そのため、蒸着をより長時間継続させることができる。

［実施例］ 以下、ＡＡ＊Ｏｓをステンレス鋼５ＵＳ３０４製の基板
に蒸着させることに本発明を適用した実施例を説明する 実施例１： 本実施例においては、第１図に示した設備構成をもつ真
空蒸着装置を使用した。

真空槽１には適宜の真空ポンプ（図示せず）が接続され
ており、内部が真空排気される。真空槽１の内部には大
地電位のルツボ２が配置されており、ルツボ２に被蒸発
材料３としてＡβを収容している。

被蒸発材料３は、電子ビームガン４から照射した電子ビ
ーム５で加熱され、蒸発する。また、正の電圧が印加さ
れた電極７と被蒸発材料３との間でアーク放電を発生さ
せ、被蒸発材料３から蒸発した蒸気をイオン化する。

ここで、被蒸発材料３が加熱によってもほとんど熱電子
を放射しないＡβであるため、電子放射フィラメント６
から熱電子を放射させ、アーク放電を発生させる。

電極７の表面には、導入管８から不活性ガス９を吹き付
けられる。これにより、電極７に対する絶縁物の蒸着が
防がれ、電極７の導電性が維持される。

反応ガス１０は、真空槽ｌの外部から導入管１３を通っ
て真空槽ｌに導入される。

基板１２は、ルツボの上方に設けられており、ヒータ１
３で加熱される。なお、基板１２は、大地電位に維持さ
れている。アーク放電によってイオン化した蒸発材料３
の蒸気と反応ガス１０が基板工２上或いは空間中で反応
し、反応生成物である化合物へβ、Ｏ，が生成され、基
板１２に蒸着される。

実施例２： 本実施例においては、第２図に示すように、内部にガス
流路工４を穿設した電極７を使用する外は、実施例１と
同じ設備構成の真空蒸着装置を使用した。そして、ガス
流路１４に不活性ガス９を送り込み、電極７の表面に流
出させている。これにより、ガス流路１４内面に絶縁物
が蒸着するのを防止し、電極７の導電性を維持する。

実施例１及び実施例２による蒸着実験：真空槽１を１Ｘ
１０−’トールまで真空排気した後、反応ガス１０とし
て０２ガスを導入管１３から導入した。また、不活性ガ
スとしてＡｒを、実施例１では電極７の表面に吹き付け
、実施例２ではガス流路１４から電極７の表面に吹き出
した。

電子ビームガン４から照射した電子ビーム５によって蒸
発材料３を蒸発させた。そして、４０Ｖの電圧を印加し
た電極７とルツボ２との間で電子放射フィラメント６か
ら放出させた電子を元にしたアーク放電によって、発生
した蒸気をイオン化して、大地電位の基板１１にＡβｔ
Ｏ３を２０人／秒の速度で蒸着した。なお、基板１１は
、ヒータ１２によって２００℃に加熱保持した。

このときの蒸着時間とアーク放電電流の関係を第３図に
示す、アーク放電電流は、電極７に流れる電流によって
測定した。また、第４図に示した従来の装置で蒸着を行
った結果についても、第３図に併せ示した。

第３図から明らかなように、従来の方法では、３０秒で
アーク放電が発生しなくなり、蒸着が不可能になった。

これに対して、本発明法においては、長時間にわたって
アーク放電が発生し続け、３０００秒以上の蒸着の継続
が可能であった。

［発明の効果〕 以上に説明したように、本発明においては、電極に不活
性ガスを吹き付けることにより、蒸発材料の蒸気と反応
ガスとの間の反応で生成した絶縁物が電極に蒸着するこ
とがなくなる。そのため、電極の導電性低下が抑制され
、長時間にわたって安定した条件下でセラミックス等の
絶縁材料を蒸着することが可能となる。しかも、導電性
の維持が簡単且つ安価に行われるため、基板、成形物等
に対する絶縁皮膜の形成が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１において使用した真空蒸着装
置の概略を示し、第２図は実施例２で使用した真空蒸着
装置の概略を示し、第３図は本発明の効果を従来法と比
較しながら具体的に表したグラフ、第４図は従来の真空
蒸着装置の概略を示す。 １：真空槽　　　　　２；ルツボ ３：蒸発材料　　　　４：電子ビームガン５：電子ビー
ム　　　６：電子放射フィラメント７：電極　　　　　
　８：導入管 ９：不活性ガス　　　１ｏ：反応ガス １１：基板　　　　　１２：ヒータ １３：導入管　　　　１４；ガス流路 第 図 第 図 第 図 蒸 看 時 間 （秒） 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空槽内に配置されたルツボに被蒸発材料を収容
   し、前記ルツボに対して相対的に正の電圧を印加した電
   極を前記ルツボの上方に設け、前記ルツボと前記電極と
   の間でアーク放電を発生させ、前記ルツボから蒸発した
   蒸気の一部又は全部をイオン化し、該蒸気と前記真空槽
   内に導入した反応ガスとの反応によって生成した絶縁物
   を被蒸着基板に蒸着するとき、前記電極に不活性ガスを
   吹き付け、前記電極に対する前記絶縁物の付着を防止す
   ることを特徴とする電極維持方法。
2. （２）請求項１記載の電極の内部にガス流路を穿設し、
   該ガス流路から電極表面に不活性ガスを吹き出すことを
   特徴とする電極維持方法。