JPH09195036A - 蒸着装置、及び薄膜製造方法 - Google Patents
蒸着装置、及び薄膜製造方法Info
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- JPH09195036A JPH09195036A JP2728496A JP2728496A JPH09195036A JP H09195036 A JPH09195036 A JP H09195036A JP 2728496 A JP2728496 A JP 2728496A JP 2728496 A JP2728496 A JP 2728496A JP H09195036 A JPH09195036 A JP H09195036A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 細長い管に代表される中空の被成膜対象物の
内面に薄膜(特に化合物薄膜)を形成する技術を提供す
る。 【解決手段】 内部が中空の被成膜対象物９の内面に薄
膜を形成する場合に、蒸着材料が配置された導電性発熱
体３を有する閉塞部材５1、５2でその開口部１６1、１
６2を気密に閉塞し、真空排気しながら蒸着を行う。蒸
着後、閉塞部材５1、５2に設けたガス導入孔４1、４2か
ら反応性ガスを導入し、導電性発熱体３と被成膜対象物
９との間に電圧を印加すると、反応性ガスのプラズマが
発生し、被成膜対象物９内に形成された薄膜と反応性ガ
スとを反応させることができる。化学量論組成に近い化
合物薄膜を得ることが可能となる。
内面に薄膜(特に化合物薄膜)を形成する技術を提供す
る。 【解決手段】 内部が中空の被成膜対象物９の内面に薄
膜を形成する場合に、蒸着材料が配置された導電性発熱
体３を有する閉塞部材５1、５2でその開口部１６1、１
６2を気密に閉塞し、真空排気しながら蒸着を行う。蒸
着後、閉塞部材５1、５2に設けたガス導入孔４1、４2か
ら反応性ガスを導入し、導電性発熱体３と被成膜対象物
９との間に電圧を印加すると、反応性ガスのプラズマが
発生し、被成膜対象物９内に形成された薄膜と反応性ガ
スとを反応させることができる。化学量論組成に近い化
合物薄膜を得ることが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸着技術にかかり、
特に、中空の被成膜対象物の内面に薄膜を形成する技術
に関する。
特に、中空の被成膜対象物の内面に薄膜を形成する技術
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の一般的な蒸着装置を図７の符
号１０２で示して説明すると、この蒸着装置１０２は真
空室１１０を有しており、その底面には、るつぼ１１７
が配置されている。るつぼ１１７内には、成膜したい物
質から成る蒸着材料１１６が配置されており、図示しな
い真空ポンプで真空室１１０内を真空排気し、フィラメ
ント１１３で発生させた電子ビーム１１５を磁極によっ
て曲げ、蒸着材料１１６に照射すると蒸気流１１８が発
生し、るつぼ１１７の上方に配置された平板状の基板１
１４の表面に前記蒸着材料１１６を構成する物質の薄膜
を形成することができるものである。
号１０２で示して説明すると、この蒸着装置１０２は真
空室１１０を有しており、その底面には、るつぼ１１７
が配置されている。るつぼ１１７内には、成膜したい物
質から成る蒸着材料１１６が配置されており、図示しな
い真空ポンプで真空室１１０内を真空排気し、フィラメ
ント１１３で発生させた電子ビーム１１５を磁極によっ
て曲げ、蒸着材料１１６に照射すると蒸気流１１８が発
生し、るつぼ１１７の上方に配置された平板状の基板１
１４の表面に前記蒸着材料１１６を構成する物質の薄膜
を形成することができるものである。
【０００３】しかしながらこのような平板状の基板１１
４ではなく、中空に形成された被成膜対象物の内面に薄
膜を形成したいという要請がある。かかる場合、被成膜
対象物に設けられた開口部を蒸着材料１１６側に向け、
その内面に薄膜を成膜しようとしても、蒸気流１１８
は、内周面の蒸発源に近い方に優先的に付着するため、
均一な膜を形成することができない。
４ではなく、中空に形成された被成膜対象物の内面に薄
膜を形成したいという要請がある。かかる場合、被成膜
対象物に設けられた開口部を蒸着材料１１６側に向け、
その内面に薄膜を成膜しようとしても、蒸気流１１８
は、内周面の蒸発源に近い方に優先的に付着するため、
均一な膜を形成することができない。
【０００４】特に、化合物薄膜を形成したい場合には、
真空室内に反応性ガスを導入して蒸着材料物質と反応さ
せる必要があるが、従来の蒸着装置では、中空の被成膜
対象物内部にプラズマを発生させることができず、膜質
の良い化合物薄膜を得ることができないという不都合が
あった。中空の被成膜対象物に薄膜を形成する場合のこ
れら不都合は、イオンプレーティング法やＣＶＤ法を用
いても生じてしまう。
真空室内に反応性ガスを導入して蒸着材料物質と反応さ
せる必要があるが、従来の蒸着装置では、中空の被成膜
対象物内部にプラズマを発生させることができず、膜質
の良い化合物薄膜を得ることができないという不都合が
あった。中空の被成膜対象物に薄膜を形成する場合のこ
れら不都合は、イオンプレーティング法やＣＶＤ法を用
いても生じてしまう。
【０００５】かかる場合、ターゲットを被成膜対象物の
内部に配置してスパッタ法によって内面に薄膜を形成す
ることも考えられるが、被成膜対象物が細長い管状体で
ある等の場合には、被成膜対象物の内面とターゲットが
近接してしまい、スパッタガス圧力を通常よりも高くし
なければ安定な放電が維持できなくなってしまう(通常
のスパッタ圧力は１０-3〜１０-2Ｐａ)。高い圧力でス
パッタを行うと、得られる薄膜の膜質が悪化するばかり
でなく、ターゲット表面が反応により生じた化合物で覆
われてしまい、極端に低いスパッタリングレートしか得
られなくなってしまい、量産性の面からも実用にならな
かった。
内部に配置してスパッタ法によって内面に薄膜を形成す
ることも考えられるが、被成膜対象物が細長い管状体で
ある等の場合には、被成膜対象物の内面とターゲットが
近接してしまい、スパッタガス圧力を通常よりも高くし
なければ安定な放電が維持できなくなってしまう(通常
のスパッタ圧力は１０-3〜１０-2Ｐａ)。高い圧力でス
パッタを行うと、得られる薄膜の膜質が悪化するばかり
でなく、ターゲット表面が反応により生じた化合物で覆
われてしまい、極端に低いスパッタリングレートしか得
られなくなってしまい、量産性の面からも実用にならな
かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたもので、その目的
は、細長い管に代表される中空の被成膜対象物の内面に
薄膜を形成する技術を提供することにあり、更には、そ
のような中空の被成膜対象物の内面に、化合物薄膜を形
成できる技術を提供することにある。
の不都合を解決するために創作されたもので、その目的
は、細長い管に代表される中空の被成膜対象物の内面に
薄膜を形成する技術を提供することにあり、更には、そ
のような中空の被成膜対象物の内面に、化合物薄膜を形
成できる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明装置は、少なくとも一つの開口
部を有し、内部が中空の被成膜対象物の内面に薄膜を形
成する蒸着装置であって、前記開口部を気密に閉塞する
閉塞部材と、蒸着材料が配置され、前記閉塞部材に設け
られた導電性発熱体とを有し、前記被成膜対象物の内部
を真空排気できるように構成されたことを特徴とする。
この場合、請求項２記載の発明装置のように、前記閉塞
部材に反応性ガスを導入するガス導入孔を設けてもよ
く、また、請求項３記載の発明装置のように、前記被成
膜対象物と前記導電性発熱体とを電気的に絶縁し、前記
導電性発熱体と前記被成膜対象物との間に電圧を印加し
て前記ガス導入孔から導入した反応性ガスをプラズマ化
できるように構成してもよい。
に、請求項１記載の発明装置は、少なくとも一つの開口
部を有し、内部が中空の被成膜対象物の内面に薄膜を形
成する蒸着装置であって、前記開口部を気密に閉塞する
閉塞部材と、蒸着材料が配置され、前記閉塞部材に設け
られた導電性発熱体とを有し、前記被成膜対象物の内部
を真空排気できるように構成されたことを特徴とする。
この場合、請求項２記載の発明装置のように、前記閉塞
部材に反応性ガスを導入するガス導入孔を設けてもよ
く、また、請求項３記載の発明装置のように、前記被成
膜対象物と前記導電性発熱体とを電気的に絶縁し、前記
導電性発熱体と前記被成膜対象物との間に電圧を印加し
て前記ガス導入孔から導入した反応性ガスをプラズマ化
できるように構成してもよい。
【０００８】また、請求項４記載の発明方法は、少なく
とも一つの開口部を有し、内部が中空の被成膜対象物の
内面に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、蒸着材料
が配置された導電性発熱体を前記被成膜対象物内に位置
させ、前記開口部を気密に閉塞して前記被成膜対象物の
内部を真空排気し、前記導電性発熱体に通電して前記蒸
着材料を蒸発させることを特徴とする。
とも一つの開口部を有し、内部が中空の被成膜対象物の
内面に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、蒸着材料
が配置された導電性発熱体を前記被成膜対象物内に位置
させ、前記開口部を気密に閉塞して前記被成膜対象物の
内部を真空排気し、前記導電性発熱体に通電して前記蒸
着材料を蒸発させることを特徴とする。
【０００９】請求項５記載の発明方法は、少なくとも一
つの開口部を有し、内部が中空の被成膜対象物の内面に
薄膜を形成する薄膜製造方法であって、蒸着材料が配置
された導電性発熱体を前記被成膜対象物内に位置させ、
前記被成膜対象物内を真空排気し、前記導電性発熱体に
通電して前記蒸着材料を蒸発させ、前記被成膜対象物の
内面に前記蒸着材料の薄膜を形成し、前記被成膜対象物
内に反応性ガスを導入し、前記被成膜対象物と前記導電
性発熱体との間に電圧を印加して前記反応性ガスをプラ
ズマ化し、該反応性ガスと前記被成膜対象物内面に形成
された薄膜とを反応させ、化合物薄膜を形成することを
特徴とする。この場合、請求項６記載の発明方法のよう
に、前記蒸着材料を蒸発させる際、前記被成膜対象物内
に前記反応性ガスを導入するようにしてもよい。
つの開口部を有し、内部が中空の被成膜対象物の内面に
薄膜を形成する薄膜製造方法であって、蒸着材料が配置
された導電性発熱体を前記被成膜対象物内に位置させ、
前記被成膜対象物内を真空排気し、前記導電性発熱体に
通電して前記蒸着材料を蒸発させ、前記被成膜対象物の
内面に前記蒸着材料の薄膜を形成し、前記被成膜対象物
内に反応性ガスを導入し、前記被成膜対象物と前記導電
性発熱体との間に電圧を印加して前記反応性ガスをプラ
ズマ化し、該反応性ガスと前記被成膜対象物内面に形成
された薄膜とを反応させ、化合物薄膜を形成することを
特徴とする。この場合、請求項６記載の発明方法のよう
に、前記蒸着材料を蒸発させる際、前記被成膜対象物内
に前記反応性ガスを導入するようにしてもよい。
【００１０】このような本発明装置の構成によれば、少
なくとも一つの開口部を有し、内部が中空の被成膜対象
物の内面に薄膜を形成する場合に、前記開口部を気密に
閉塞する閉塞部材を設けて被成膜対象物内部を真空排気
するようにし、また、その閉塞部材に蒸着材料が配置さ
れた導電性発熱体を設けたので、真空室を設けなくて
も、この導電性発熱体に通電して被成膜対象物の内面に
前記蒸着材料の均一な薄膜を形成することが可能とな
る。
なくとも一つの開口部を有し、内部が中空の被成膜対象
物の内面に薄膜を形成する場合に、前記開口部を気密に
閉塞する閉塞部材を設けて被成膜対象物内部を真空排気
するようにし、また、その閉塞部材に蒸着材料が配置さ
れた導電性発熱体を設けたので、真空室を設けなくて
も、この導電性発熱体に通電して被成膜対象物の内面に
前記蒸着材料の均一な薄膜を形成することが可能とな
る。
【００１１】この場合、この蒸着装置の閉塞部材に反応
性ガスを導入するガス導入孔を設けておけば、反応性ガ
スを導入しながら前記蒸着材料を蒸発させることができ
るので、蒸着材料と反応性ガスとを反応させることも可
能となる。
性ガスを導入するガス導入孔を設けておけば、反応性ガ
スを導入しながら前記蒸着材料を蒸発させることができ
るので、蒸着材料と反応性ガスとを反応させることも可
能となる。
【００１２】更に、前記導電性発熱体と前記被成膜対象
物とを電気的に絶縁しておき、被成膜対象物内部を真空
にし、反応性ガスを導入しながら前記導電性発熱体と前
記被成膜対象物との間に電圧を印加すれば前記反応性ガ
スのプラズマが発生するので、被成膜対象物の内面に形
成された薄膜と反応性ガスを反応させ、化学量論組成に
近い化合物薄膜を得ることが可能となる。
物とを電気的に絶縁しておき、被成膜対象物内部を真空
にし、反応性ガスを導入しながら前記導電性発熱体と前
記被成膜対象物との間に電圧を印加すれば前記反応性ガ
スのプラズマが発生するので、被成膜対象物の内面に形
成された薄膜と反応性ガスを反応させ、化学量論組成に
近い化合物薄膜を得ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。
て説明する。
【００１４】＜蒸着装置＞図１の符号２は、本発明の蒸
着装置の一例を示したものであり、内部が中空の被成膜
対象物９の内面に薄膜を形成するものである。この被成
膜対象物９は、陽電子を加速、貯蔵する加速器に使用さ
れる部材であり、内面にＴｉＮ薄膜を形成することによ
って二次電子放出を低減させ、陽電子を長寿命化させよ
うとするものである。
着装置の一例を示したものであり、内部が中空の被成膜
対象物９の内面に薄膜を形成するものである。この被成
膜対象物９は、陽電子を加速、貯蔵する加速器に使用さ
れる部材であり、内面にＴｉＮ薄膜を形成することによ
って二次電子放出を低減させ、陽電子を長寿命化させよ
うとするものである。
【００１５】該被成膜対象物９は、金属材料が管状に形
成され、両端に開口部１６1、１６2が形成された管状部
１９1(内径５０ｍｍ×長さ約２０００ｍｍ)と、その管
状部１９1の中央付近に張り出された凸部１９2を有して
おり、管状部１９1と凸部１９2とで全体の形状がＴ字状
になるようにされている。前記蒸着装置２は、閉塞部材
５1、５2を有しており、各閉塞部材５1、５2は、それぞ
れ絶縁ブッシュ２１1、２１2を介して開口部１６1、１
６2に取り付けられ、被成膜対象物９の内部を気密に閉
塞するように構成されている。
成され、両端に開口部１６1、１６2が形成された管状部
１９1(内径５０ｍｍ×長さ約２０００ｍｍ)と、その管
状部１９1の中央付近に張り出された凸部１９2を有して
おり、管状部１９1と凸部１９2とで全体の形状がＴ字状
になるようにされている。前記蒸着装置２は、閉塞部材
５1、５2を有しており、各閉塞部材５1、５2は、それぞ
れ絶縁ブッシュ２１1、２１2を介して開口部１６1、１
６2に取り付けられ、被成膜対象物９の内部を気密に閉
塞するように構成されている。
【００１６】閉塞部材５1、５2には、それぞれ絶縁物２
２1、２２2を介して電極１５1、１５2が設けられてお
り、該電極１５1、１５2の間には、管状部１９1の内部
の中心軸線上に位置するように、タングステンフィラメ
ントから成る導電性発熱体３が設けられている。電極１
５1、１５2には加熱電源１８が接続されており、この加
熱電源１８によって導電性発熱体３の両端に交流電圧を
印加して通電したり、導電性発熱体３にＤＣ電圧を印加
することで、その導電性発熱体３と被成膜対象物９との
間にＤＣ電圧を印加できるように構成されている。ま
た、各閉塞部材５1、５2には、それぞれガス導入孔
４1、４2が設けられており、マスフローコントローラー
１４1、１４2を介して、被成膜対象物９内部に、窒素ガ
スや酸素ガス等の各種ガスを直接導入できるように構成
されている。
２1、２２2を介して電極１５1、１５2が設けられてお
り、該電極１５1、１５2の間には、管状部１９1の内部
の中心軸線上に位置するように、タングステンフィラメ
ントから成る導電性発熱体３が設けられている。電極１
５1、１５2には加熱電源１８が接続されており、この加
熱電源１８によって導電性発熱体３の両端に交流電圧を
印加して通電したり、導電性発熱体３にＤＣ電圧を印加
することで、その導電性発熱体３と被成膜対象物９との
間にＤＣ電圧を印加できるように構成されている。ま
た、各閉塞部材５1、５2には、それぞれガス導入孔
４1、４2が設けられており、マスフローコントローラー
１４1、１４2を介して、被成膜対象物９内部に、窒素ガ
スや酸素ガス等の各種ガスを直接導入できるように構成
されている。
【００１７】前記凸部１９2の端部には開口部１６3が形
成されており、その開口部１６3には、絶縁ブッシュ２
１3を介して排気パイプ２０の一端が接続されている。
排気パイプ２０の他端には真空ポンプ１３が設けられて
おり、この真空ポンプ１３を起動すると、被成膜対象物
９の内部を真空排気できるように構成されている。ま
た、被成膜対象物９にはバイアス電源１７が接続され、
被成膜対象物９と導電性発熱体３との間に電圧が印加で
きるように構成されている。
成されており、その開口部１６3には、絶縁ブッシュ２
１3を介して排気パイプ２０の一端が接続されている。
排気パイプ２０の他端には真空ポンプ１３が設けられて
おり、この真空ポンプ１３を起動すると、被成膜対象物
９の内部を真空排気できるように構成されている。ま
た、被成膜対象物９にはバイアス電源１７が接続され、
被成膜対象物９と導電性発熱体３との間に電圧が印加で
きるように構成されている。
【００１８】＜薄膜製造方法の実施例１＞この蒸着装置
２を用い、前記被成膜対象物９の内面へ薄膜を形成する
薄膜製造方法の一実施例について説明する。まず、真空
ポンプ１３を用いて被成膜対象物９の内部を１．０×１
０-6Torr以下の圧力になるまで真空排気した。その後、
マスフローコントローラー１４1、１４2によって、被成
膜対象物９内部が０．１Torrの圧力になるまで窒素ガス
を導入し、バイアス電源１７により、導電性発熱体９に
対して被成膜対象物９が−０．５ｋＶの電位になるよう
にして窒素ガスプラズマを発生させ、被成膜対象物９内
面のボンバードクリーニングを行った。
２を用い、前記被成膜対象物９の内面へ薄膜を形成する
薄膜製造方法の一実施例について説明する。まず、真空
ポンプ１３を用いて被成膜対象物９の内部を１．０×１
０-6Torr以下の圧力になるまで真空排気した。その後、
マスフローコントローラー１４1、１４2によって、被成
膜対象物９内部が０．１Torrの圧力になるまで窒素ガス
を導入し、バイアス電源１７により、導電性発熱体９に
対して被成膜対象物９が−０．５ｋＶの電位になるよう
にして窒素ガスプラズマを発生させ、被成膜対象物９内
面のボンバードクリーニングを行った。
【００１９】ボンバードクリーニング後、バイアス電源
１７を停止させるとともに被成膜対象物９内部への窒素
ガスの導入を停止し、再度１．０×１０-6Torr以下の圧
力になるまで真空排気した後、加熱電源１８を起動して
交流電圧を発生させ、導電性発熱体３を加熱した。
１７を停止させるとともに被成膜対象物９内部への窒素
ガスの導入を停止し、再度１．０×１０-6Torr以下の圧
力になるまで真空排気した後、加熱電源１８を起動して
交流電圧を発生させ、導電性発熱体３を加熱した。
【００２０】この導電性発熱体３には、その部分拡大図
である図２に示すように、チタン線１０が螺旋状に巻回
されており、導電性発熱体３が発熱するとチタン線１０
が溶融し、溶融チタンが導電性発熱体３表面を均一に濡
らすように構成されている。
である図２に示すように、チタン線１０が螺旋状に巻回
されており、導電性発熱体３が発熱するとチタン線１０
が溶融し、溶融チタンが導電性発熱体３表面を均一に濡
らすように構成されている。
【００２１】前記加熱電源１８の起動によりチタン線１
０が溶融してチタン蒸気流が発生し、被成膜対象物９の
管状部１９1の内面に均一に到達し、１０００Åの厚み
のＴｉ薄膜が成膜された。
０が溶融してチタン蒸気流が発生し、被成膜対象物９の
管状部１９1の内面に均一に到達し、１０００Åの厚み
のＴｉ薄膜が成膜された。
【００２２】Ｔｉ薄膜の形成後、直ちにガス導入孔
４1、４2から窒素ガスを導入し、マスフローコントロー
ラー１４1、１４2によって０．１Torrの窒素ガス圧力を
維持しながら、導電性発熱体３を接地電位に置き、バイ
アス電源１７を起動して被成膜対象物９に−１．０ｋＶ
のＤＣ電圧を印加して、被成膜対象物９内部に均一なプ
ラズマを発生させた。このプラズマにより５分間Ｔｉ薄
膜を窒化してＴｉＮ薄膜を形成させた。
４1、４2から窒素ガスを導入し、マスフローコントロー
ラー１４1、１４2によって０．１Torrの窒素ガス圧力を
維持しながら、導電性発熱体３を接地電位に置き、バイ
アス電源１７を起動して被成膜対象物９に−１．０ｋＶ
のＤＣ電圧を印加して、被成膜対象物９内部に均一なプ
ラズマを発生させた。このプラズマにより５分間Ｔｉ薄
膜を窒化してＴｉＮ薄膜を形成させた。
【００２３】全長２０００ｍｍの管状部１９1内に形成
されたＴｉＮ薄膜の膜厚を、図３に示す位置Ａ〜Ｅにお
いて測定した。その結果を下記表１に示す。
されたＴｉＮ薄膜の膜厚を、図３に示す位置Ａ〜Ｅにお
いて測定した。その結果を下記表１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】この表１の膜厚分布から、ＴｉＮ薄膜は、
管状部１９1の長手方向に対してほぼ均一な膜厚に形成
されていることが分かる。
管状部１９1の長手方向に対してほぼ均一な膜厚に形成
されていることが分かる。
【００２６】また、このＴｉＮ薄膜の深さ方向の組成を
オージェ分析法により求めた。その分析結果を図４のグ
ラフに示す。薄膜表面の組成は反応性スパッタによって
作成した場合のＴｉＮ薄膜の組成と同等程度である。
オージェ分析法により求めた。その分析結果を図４のグ
ラフに示す。薄膜表面の組成は反応性スパッタによって
作成した場合のＴｉＮ薄膜の組成と同等程度である。
【００２７】＜薄膜製造方法の実施例２＞未成膜の被成
膜対象物９を用い、その内面に上記実施例１と同じ条件
で真空排気、ボンバードクリーニング、Ｔｉ薄膜の形成
を行った後、ガス導入孔４1、４2から直ちに窒素ガスを
導入し、被成膜対象物９内の圧力を０．１Torrに維持し
ながら、今度は被成膜対象物９を接地電位に置き、導電
性発熱体３に＋１．０ｋＶのＤＣ電圧を印加した。この
場合も被成膜対象物９内部にプラズマが発生し、上記実
施例１と同様の膜厚分布、組成のＴｉＮ薄膜を得ること
ができた。
膜対象物９を用い、その内面に上記実施例１と同じ条件
で真空排気、ボンバードクリーニング、Ｔｉ薄膜の形成
を行った後、ガス導入孔４1、４2から直ちに窒素ガスを
導入し、被成膜対象物９内の圧力を０．１Torrに維持し
ながら、今度は被成膜対象物９を接地電位に置き、導電
性発熱体３に＋１．０ｋＶのＤＣ電圧を印加した。この
場合も被成膜対象物９内部にプラズマが発生し、上記実
施例１と同様の膜厚分布、組成のＴｉＮ薄膜を得ること
ができた。
【００２８】なお、上述のように、Ｔｉ薄膜の成膜後に
被成膜対象物９と導電性発熱体３との間に印加する電圧
をＤＣ電圧とせず、高周波電圧としても被成膜対象物９
内にプラズマを発生させることができ、この場合も、上
記実施例１と同様の膜厚分布、組成のＴｉＮ薄膜を得る
ことができた。
被成膜対象物９と導電性発熱体３との間に印加する電圧
をＤＣ電圧とせず、高周波電圧としても被成膜対象物９
内にプラズマを発生させることができ、この場合も、上
記実施例１と同様の膜厚分布、組成のＴｉＮ薄膜を得る
ことができた。
【００２９】＜薄膜製造方法の実施例３＞未成膜の被成
膜対象物９に対し、実施例１と同様の条件で真空排気と
ボンバードクリーニングを行い、一旦１．０×１０-6To
rr以下の圧力まで真空排気した後、マスフローコントロ
ーラー１４1、１４2によって流量制御しながら、キャリ
アガスと窒素ガスとの混合ガス(窒素ガス分圧は１．０
×１０-4Torr)を導入し、電極１５1、１５2の間に接続
された加熱電源１８を起動して交流電圧を発生させ、被
成膜対象物９の温度が１００℃になるようにしながら導
電性発熱体３に通電して、被成膜対象物９内面にＴｉＮ
x薄膜を形成した(ｘ≦1.0)。このときのＴｉＮx薄膜の
成膜速度は２．０Å／秒であった。
膜対象物９に対し、実施例１と同様の条件で真空排気と
ボンバードクリーニングを行い、一旦１．０×１０-6To
rr以下の圧力まで真空排気した後、マスフローコントロ
ーラー１４1、１４2によって流量制御しながら、キャリ
アガスと窒素ガスとの混合ガス(窒素ガス分圧は１．０
×１０-4Torr)を導入し、電極１５1、１５2の間に接続
された加熱電源１８を起動して交流電圧を発生させ、被
成膜対象物９の温度が１００℃になるようにしながら導
電性発熱体３に通電して、被成膜対象物９内面にＴｉＮ
x薄膜を形成した(ｘ≦1.0)。このときのＴｉＮx薄膜の
成膜速度は２．０Å／秒であった。
【００３０】次に、実施例１と同様の条件でプラズマを
生成したところ前記ＴｉＮx薄膜が窒化され、化学量論
組成のＴｉＮ薄膜を得ることができた。このときに得ら
れたＴｉＮ薄膜のオージェ分析結果を図５のグラフに示
す。
生成したところ前記ＴｉＮx薄膜が窒化され、化学量論
組成のＴｉＮ薄膜を得ることができた。このときに得ら
れたＴｉＮ薄膜のオージェ分析結果を図５のグラフに示
す。
【００３１】以上はチタン線１０を蒸着材料に、窒素ガ
スを反応性ガスに用いてＴｉＮ薄膜を形成する場合につ
いて説明したが、本発明の蒸着材料はチタンに限定され
るものではない。また、反応性ガスについても窒素ガス
に限定されるものではなく、アンモニアガス、酸素ガ
ス、炭化水素ガス(例えばＣＨ4ガス等)の各種のガスを
用いて、窒化膜、酸化膜、炭化膜を形成することができ
る。
スを反応性ガスに用いてＴｉＮ薄膜を形成する場合につ
いて説明したが、本発明の蒸着材料はチタンに限定され
るものではない。また、反応性ガスについても窒素ガス
に限定されるものではなく、アンモニアガス、酸素ガ
ス、炭化水素ガス(例えばＣＨ4ガス等)の各種のガスを
用いて、窒化膜、酸化膜、炭化膜を形成することができ
る。
【００３２】また、図６に示すような、全体が筒状に形
成された被成膜対象物９'については、前記閉塞部材５2
に代え、開口部１６2に閉塞部材５'2を設けて気密に閉
塞させ、該閉塞部材５'2が有する開口部１６'3に絶縁ブ
ッシュ２１'3を介して排気パイプ２０'の一端を接続
し、排気パイプ２０'の他端に真空ポンプ１３を接続し
て蒸着装置５２を構成させれば、被成膜対象物９'内を
真空排気することができ、閉塞部材１５1、１５'2の間
に設けられた導電性発熱体３やガス導入孔４1、４2によ
り、上記実施例１、２と同様にＴｉ薄膜やＴｉＮ薄膜を
形成できる。この閉塞部材５2を両方の開口部１６1、１
６2に設けて被成膜対象物９の内部を真空排気するよう
にしてもよい。
成された被成膜対象物９'については、前記閉塞部材５2
に代え、開口部１６2に閉塞部材５'2を設けて気密に閉
塞させ、該閉塞部材５'2が有する開口部１６'3に絶縁ブ
ッシュ２１'3を介して排気パイプ２０'の一端を接続
し、排気パイプ２０'の他端に真空ポンプ１３を接続し
て蒸着装置５２を構成させれば、被成膜対象物９'内を
真空排気することができ、閉塞部材１５1、１５'2の間
に設けられた導電性発熱体３やガス導入孔４1、４2によ
り、上記実施例１、２と同様にＴｉ薄膜やＴｉＮ薄膜を
形成できる。この閉塞部材５2を両方の開口部１６1、１
６2に設けて被成膜対象物９の内部を真空排気するよう
にしてもよい。
【００３３】なお、化合物薄膜を形成する場合には、蒸
着とプラズマによる反応とを交互に繰り返して行う化合
物薄膜の製造方法も本発明に含まれる。また、化合物薄
膜を形成する場合は、開口部を閉塞させて被成膜対象物
内部を真空排気する方法に限定されるものではない。蒸
着材料が配置された導電性発熱体を中空の被成膜対象物
内部に位置させ、その導電性発熱体を蒸着源とプラズマ
発生用電極の両方に用いるものであれば本発明に含まれ
る。
着とプラズマによる反応とを交互に繰り返して行う化合
物薄膜の製造方法も本発明に含まれる。また、化合物薄
膜を形成する場合は、開口部を閉塞させて被成膜対象物
内部を真空排気する方法に限定されるものではない。蒸
着材料が配置された導電性発熱体を中空の被成膜対象物
内部に位置させ、その導電性発熱体を蒸着源とプラズマ
発生用電極の両方に用いるものであれば本発明に含まれ
る。
【００３４】
【発明の効果】本発明により、被成膜対象物の開口部を
閉塞して真空排気すれば、真空室を設けなくても被成膜
対象物の内面に薄膜を形成できる。この場合、形成され
る薄膜の膜厚分布を均一にすることができる。また、導
電性発熱体を被成膜対象物内部に導入した反応性ガスを
プラズマ化する電極に用いることができるので均一な膜
質の化合物薄膜を形成することが可能となる。
閉塞して真空排気すれば、真空室を設けなくても被成膜
対象物の内面に薄膜を形成できる。この場合、形成され
る薄膜の膜厚分布を均一にすることができる。また、導
電性発熱体を被成膜対象物内部に導入した反応性ガスを
プラズマ化する電極に用いることができるので均一な膜
質の化合物薄膜を形成することが可能となる。
【図１】 本発明の蒸着装置の一例を示す図
【図２】 導電性発熱体の部分拡大図
【図３】 膜厚測定位置を説明するための図
【図４】 本発明方法の一例により成膜したＴｉＮ薄膜
のオージェ分析結果
のオージェ分析結果
【図５】 本発明方法の他の例により成膜したＴｉＮ薄
膜のオージェ分析結果
膜のオージェ分析結果
【図６】 本発明の蒸着装置の他の例を示す図
【図７】 従来技術の蒸着装置の一例
２、５２……蒸着装置 ３……導電性発熱体 ４1、４2……ガス導入孔 ５1、５2、５'2……閉塞部材 ９……被成膜対象物 １０……蒸着材料 １６1〜１６3、１６'3……開口部
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも一つの開口部を有し、内部が
中空の被成膜対象物の内面に薄膜を形成する蒸着装置で
あって、 前記開口部を気密に閉塞する閉塞部材と、 蒸着材料が配置され前記閉塞部材に設けられた導電性発
熱体とを有し、 前記被成膜対象物の内部を真空排気できるように構成さ
れたことを特徴とする蒸着装置。 - 【請求項２】 前記閉塞部材には反応性ガスを導入する
ガス導入孔が設けられたことを特徴とする請求項１記載
の蒸着装置。 - 【請求項３】 前記被成膜対象物と前記導電性発熱体と
は電気的に絶縁され、 前記導電性発熱体と前記被成膜対象物との間に電圧を印
加して前記ガス導入孔から導入された反応性ガスをプラ
ズマ化できるように構成されたことを特徴とする請求項
２記載の蒸着装置。 - 【請求項４】 少なくとも一つの開口部を有し、内部が
中空の被成膜対象物の内面に薄膜を形成する薄膜製造方
法であって、 蒸着材料が配置された導電性発熱体を前記被成膜対象物
内に位置させ、 前記開口部を気密に閉塞して前記被成膜対象物の内部を
真空排気し、 前記導電性発熱体に通電して前記蒸着材料を蒸発させる
ことを特徴とする薄膜製造方法。 - 【請求項５】 少なくとも一つの開口部を有し、内部が
中空の被成膜対象物の内面に薄膜を形成する薄膜製造方
法であって、 蒸着材料が配置された導電性発熱体を前記被成膜対象物
内に位置させ、 前記被成膜対象物内を真空排気し、前記導電性発熱体に
通電して前記蒸着材料を蒸発させ、前記被成膜対象物の
内面に前記蒸着材料の薄膜を形成し、 前記被成膜対象物内に反応性ガスを導入し、 前記被成膜対象物と前記導電性発熱体との間に電圧を印
加して前記反応性ガスをプラズマ化し、該反応性ガスと
前記被成膜対象物内面に形成された薄膜とを反応させる
ことを特徴とする薄膜製造方法。 - 【請求項６】 前記蒸着材料を蒸発させる際、前記被
成膜対象物内に前記反応性ガスを導入することを特徴と
する請求項５記載の薄膜製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2728496A JPH09195036A (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | 蒸着装置、及び薄膜製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2728496A JPH09195036A (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | 蒸着装置、及び薄膜製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09195036A true JPH09195036A (ja) | 1997-07-29 |
Family
ID=12216782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2728496A Pending JPH09195036A (ja) | 1996-01-22 | 1996-01-22 | 蒸着装置、及び薄膜製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09195036A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007035623A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Sandvik Intellectual Property Ab | プラズマ活性を向上させる装置 |
| WO2006019565A3 (en) * | 2004-07-15 | 2007-04-26 | Sub One Technology Inc | Method and system for coating internal surfaces of prefabricated process piping in the field |
| JP2008531856A (ja) * | 2005-03-07 | 2008-08-14 | サブ−ワン テクノロジー， インコーポレイテッド | 逆流サイクル及び他の技術を用いた，内面をコーティングする方法及びシステム |
| WO2014192928A1 (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | 本田技研工業株式会社 | ワークの前処理方法 |
| CN107502862A (zh) * | 2017-09-27 | 2017-12-22 | 聂恒志 | 一种筒状金属内表面等离子体强化方法及装置 |
-
1996
- 1996-01-22 JP JP2728496A patent/JPH09195036A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006019565A3 (en) * | 2004-07-15 | 2007-04-26 | Sub One Technology Inc | Method and system for coating internal surfaces of prefabricated process piping in the field |
| US7300684B2 (en) * | 2004-07-15 | 2007-11-27 | Sub-One Technology, Inc. | Method and system for coating internal surfaces of prefabricated process piping in the field |
| JP2008506840A (ja) * | 2004-07-15 | 2008-03-06 | サブ−ワン テクノロジー， インコーポレイテッド | 事前に組立済みのプロセス配管の内部表面を現場においてコーティングする方法及びシステム |
| JP2008531856A (ja) * | 2005-03-07 | 2008-08-14 | サブ−ワン テクノロジー， インコーポレイテッド | 逆流サイクル及び他の技術を用いた，内面をコーティングする方法及びシステム |
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| WO2014192929A1 (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | 本田技研工業株式会社 | 炭素被膜クリーニング方法及び装置 |
| WO2014192928A1 (ja) * | 2013-05-31 | 2014-12-04 | 本田技研工業株式会社 | ワークの前処理方法 |
| CN105229197A (zh) * | 2013-05-31 | 2016-01-06 | 本田技研工业株式会社 | 碳涂层清洗方法及装置 |
| JP5982570B2 (ja) * | 2013-05-31 | 2016-08-31 | 本田技研工業株式会社 | 炭素被膜クリーニング方法及び装置 |
| JP6030759B2 (ja) * | 2013-05-31 | 2016-11-24 | 本田技研工業株式会社 | ワークの前処理方法 |
| US9994957B2 (en) | 2013-05-31 | 2018-06-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Preliminary treatment method for workpiece |
| US10273581B2 (en) | 2013-05-31 | 2019-04-30 | Honda Motor Co., Ltd. | Carbon-coating-film cleaning method and device |
| CN107502862A (zh) * | 2017-09-27 | 2017-12-22 | 聂恒志 | 一种筒状金属内表面等离子体强化方法及装置 |
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