JPS589981A - 真空蒸着装置 - Google Patents
真空蒸着装置Info
- Publication number
- JPS589981A JPS589981A JP11263982A JP11263982A JPS589981A JP S589981 A JPS589981 A JP S589981A JP 11263982 A JP11263982 A JP 11263982A JP 11263982 A JP11263982 A JP 11263982A JP S589981 A JPS589981 A JP S589981A
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- crucible
- cathode
- plasma
- magnetic field
- hollow cathode
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/36—Gas-filled discharge tubes for cleaning surfaces while plating with ions of materials introduced into the discharge, e.g. introduced by evaporation
-
- 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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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特にプラズマの性質を利用した蒸着技術にお
いて利用される真空蒸着装置に関する。
いて利用される真空蒸着装置に関する。
、プラズマの性質を利用した蒸着技術においては、中空
陰極電弧放電のプラズマを材料の蒸発とイオン化のため
に利用する装置が公知になっている◎この際陰極は、陽
極として接続されているるつぼの上方に位置するか或い
はるつぼの垂線に対して一定の角度をなす様に配置され
ている０後者の場合には、陰極から流出するプラズマの
射線は、該射線に直交する磁場により方向を変換さ゛れ
る。陽極面に与えられる出力（ＰＡ）の最大値は、文献
により公知の装置においては全出力の５０チになってい
る。
陰極電弧放電のプラズマを材料の蒸発とイオン化のため
に利用する装置が公知になっている◎この際陰極は、陽
極として接続されているるつぼの上方に位置するか或い
はるつぼの垂線に対して一定の角度をなす様に配置され
ている０後者の場合には、陰極から流出するプラズマの
射線は、該射線に直交する磁場により方向を変換さ゛れ
る。陽極面に与えられる出力（ＰＡ）の最大値は、文献
により公知の装置においては全出力の５０チになってい
る。
文献により公知の装置の根本思想は、適当な寸法を持ち
一方の端が冷却されている融触点の高い材料から成る小
管を通り、排気された排気鐘の内部の気体が流動すると
いうことにある。
一方の端が冷却されている融触点の高い材料から成る小
管を通り、排気された排気鐘の内部の気体が流動すると
いうことにある。
陰極として接続された小管と陽極との間に十分高い電圧
を加えることによりこれら双方の電極の間にグロー放電
が発生する。電流が十分に大きい様に選定されると、陰
極の冷却されていない端が加熱され、電子の熱放射が廃
生じそしてグロー放電がいわゆる中空陰極電弧放電に移
行する。中空陰極電弧放電のプラズマの中の、放電々流
（ＩＢ）と放電々圧（ＵＢ）によって形成される全エネ
ルギーＰＢ：ｔＪＢ・よりの一部が陽極に与えられそし
て陽極るつぼの中に存在する材料の蒸発に利用される。
を加えることによりこれら双方の電極の間にグロー放電
が発生する。電流が十分に大きい様に選定されると、陰
極の冷却されていない端が加熱され、電子の熱放射が廃
生じそしてグロー放電がいわゆる中空陰極電弧放電に移
行する。中空陰極電弧放電のプラズマの中の、放電々流
（ＩＢ）と放電々圧（ＵＢ）によって形成される全エネ
ルギーＰＢ：ｔＪＢ・よりの一部が陽極に与えられそし
て陽極るつぼの中に存在する材料の蒸発に利用される。
上記した如き比較的僅かなエネルギー利用率のほかに、
従来公知になっている装置は次の様な欠点を持っている
。即ち、特に陽極の上方に陰極が配置されている場合に
は、るつぼから蒸発した材料又は活性ガスの作用によっ
て陰極が影響を受は又は汚されることが避けられないと
いう欠点を持っている。また、るつぼの内容の溶融面の
直径を連続的に規定することを可能ならしめている装置
は従来知られていない。−従来公知の装置の運転は排気
鐘を排気した後でおよそ次の４つの過程により行われる
。
従来公知になっている装置は次の様な欠点を持っている
。即ち、特に陽極の上方に陰極が配置されている場合に
は、るつぼから蒸発した材料又は活性ガスの作用によっ
て陰極が影響を受は又は汚されることが避けられないと
いう欠点を持っている。また、るつぼの内容の溶融面の
直径を連続的に規定することを可能ならしめている装置
は従来知られていない。−従来公知の装置の運転は排気
鐘を排気した後でおよそ次の４つの過程により行われる
。
１、 気体の装入率を多く設定し、
２、陰極と陽極との間に、大電流によるグロー放電（５
乃至１０Ａ）を発生させるため、必要な高い放電々圧を
供給する付加的な回路網装置を介して高い電圧（１乃至
２ ＫＶ）が加えられ、 ３、 更に電弧を維持する装置が接続され（Ｕｅ７０Ｖ
、■＝１００乃至２００Ａ）、 ４、 中空陰極電弧放電が開始された後で気体の装入率
を予定値に減少させる。
乃至１０Ａ）を発生させるため、必要な高い放電々圧を
供給する付加的な回路網装置を介して高い電圧（１乃至
２ ＫＶ）が加えられ、 ３、 更に電弧を維持する装置が接続され（Ｕｅ７０Ｖ
、■＝１００乃至２００Ａ）、 ４、 中空陰極電弧放電が開始された後で気体の装入率
を予定値に減少させる。
上記の如〈従来技術が持っている欠点と、グロー放電が
熱電弧に移行するのは阻止するため、特殊な遮蔽と隔離
とが必要であるという状態は、中空陰極電弧放電のプラ
ズマ射線を材料の蒸発と蒸着とに利用する装置が工業的
には未だ使用されていないためであると思われる。
熱電弧に移行するのは阻止するため、特殊な遮蔽と隔離
とが必要であるという状態は、中空陰極電弧放電のプラ
ズマ射線を材料の蒸発と蒸着とに利用する装置が工業的
には未だ使用されていないためであると思われる。
本発明の目的は、プラズマの性質を利用した蒸着に万能
的に使用可能でありそして公知の装置の如き欠点を持っ
ていない蒸発源を開発することである。
的に使用可能でありそして公知の装置の如き欠点を持っ
ていない蒸発源を開発することである。
本発明の課題は、陽極／陰極の配置とプラズマ射線の誘
導を最良のものにすることにより、溶融面の直径を連続
的に規正することを可能ならしめ、その際エネルギー利
用率が少（とも８０チにまで改良された、簡単に操作さ
れる装置を創成することである。陰極の蒸発と反応する
気体による消耗を阻止することによって、陰極の耐久時
間を少くとも５割だけ増加させるものとする。電気供給
装置の費用は増加させないものとする。
導を最良のものにすることにより、溶融面の直径を連続
的に規正することを可能ならしめ、その際エネルギー利
用率が少（とも８０チにまで改良された、簡単に操作さ
れる装置を創成することである。陰極の蒸発と反応する
気体による消耗を阻止することによって、陰極の耐久時
間を少くとも５割だけ増加させるものとする。電気供給
装置の費用は増加させないものとする。
本発明により上記の課題は次の様にして解決される。即
ち、それ自体公知の中空陰極が水で冷却されている蒸発
るつぼから距離を隔てた側方に配置され、中空陰極が作
動する際に発生しそして直交する磁場によってるつぼの
内容の表面に向けられるプラズマ射線が７乃至２ｏＣｒ
ｒＬの長さになっていること、中空陰極の上方の空間は
、プラズマ射線を貫通させるため、直径が８乃至２０ｍ
７Ｈの直径の開口を有する覆い室で境界されていること
、陽極として接続されている蒸発るつぼは絶縁ブロック
を介して蒸発器の基板上に固定されそして、溶融面の直
径を連続的に規正するための縦方向の磁場を形成する、
鉄で遮蔽されたレンズの形態のコイルに取巻かれている
ことにより解決される。
ち、それ自体公知の中空陰極が水で冷却されている蒸発
るつぼから距離を隔てた側方に配置され、中空陰極が作
動する際に発生しそして直交する磁場によってるつぼの
内容の表面に向けられるプラズマ射線が７乃至２ｏＣｒ
ｒＬの長さになっていること、中空陰極の上方の空間は
、プラズマ射線を貫通させるため、直径が８乃至２０ｍ
７Ｈの直径の開口を有する覆い室で境界されていること
、陽極として接続されている蒸発るつぼは絶縁ブロック
を介して蒸発器の基板上に固定されそして、溶融面の直
径を連続的に規正するための縦方向の磁場を形成する、
鉄で遮蔽されたレンズの形態のコイルに取巻かれている
ことにより解決される。
るつぼと電気的に絶縁されている、縦方向の磁場を形成
するコイルはそれの鉄の遮蔽の内側の直径の所に、溶融
体の表面の高さの位置にあり、円周に沿ったスリットを
有し、そのことにより高い密度の磁場が発生する〇 るつぼとコイルの系は１つの容器によってるつぼの上方
の開口の所まで完全に取囲まれそして容易に解ｉ可能な
結会要素により基板に固定されている。陰極に対しては
直交する磁場を形成するコイルが配置されており、この
コイルは覆い板によってプラズマの作用から保護されて
いる。直交する磁場を形成するコイルの両側面には、容
器に弱磁性の板が配置され、プラズマ射線の方向を変え
るのに役立っている。
するコイルはそれの鉄の遮蔽の内側の直径の所に、溶融
体の表面の高さの位置にあり、円周に沿ったスリットを
有し、そのことにより高い密度の磁場が発生する〇 るつぼとコイルの系は１つの容器によってるつぼの上方
の開口の所まで完全に取囲まれそして容易に解ｉ可能な
結会要素により基板に固定されている。陰極に対しては
直交する磁場を形成するコイルが配置されており、この
コイルは覆い板によってプラズマの作用から保護されて
いる。直交する磁場を形成するコイルの両側面には、容
器に弱磁性の板が配置され、プラズマ射線の方向を変え
るのに役立っている。
本発明の装置の運転は次の過程に従って行われる。
１、 気体装入率の予定値の設定、
２、 陰極の加熱、
６、 電弧を維持させる電圧の接続。
気体圧力又は気体装入率を設定した後で、中空陰極が必
要な陰極温度に熱せられる。陰極がその温度に達し電子
を放射すると、これらの電子は加えられている電圧によ
り放電気体をイオン化することができる。イオン化の過
程は、補助陽極の回路に配置されている電流計により観
梨可能になっている。この際補助陽極として排気鐘が用
いられ、該排気鐘には陽極電力が５オームの抵抗を介し
て加えられている。
要な陰極温度に熱せられる。陰極がその温度に達し電子
を放射すると、これらの電子は加えられている電圧によ
り放電気体をイオン化することができる。イオン化の過
程は、補助陽極の回路に配置されている電流計により観
梨可能になっている。この際補助陽極として排気鐘が用
いられ、該排気鐘には陽極電力が５オームの抵抗を介し
て加えられている。
約１０アンペアの放電々流で放電が安定する。
制限抵抗の電圧ジによって蒸発器の電圧の状態が変化さ
せられ、斯くして放電々流の一部がるつぼ陽極に収容さ
れる。この際電流計で電流の減少が観察される。この電
流の減少は蒸発器の安定した運転を示している。次に補
助陽極はるつぼ陽極から切り離されそして望み通りの蒸
発器出力が設定される。
せられ、斯くして放電々流の一部がるつぼ陽極に収容さ
れる。この際電流計で電流の減少が観察される。この電
流の減少は蒸発器の安定した運転を示している。次に補
助陽極はるつぼ陽極から切り離されそして望み通りの蒸
発器出力が設定される。
本発明は次の記述において実施例−により詳細に説明さ
れる。添附図は本発明による装置の縦断面図である。こ
の装置は大体において４つの部分から成り、これらの部
分は、陰極配置１、るつぼ陽極２、方向変゛換板４を有
する直交する磁場を形成するコイル６および縦方向磁場
を形成するコイル５である。るつぼ陽極２から側方に位
置する陰極配置１までの距離は、プラズマ射線の長さが
１０確になる様に選ばれる。
れる。添附図は本発明による装置の縦断面図である。こ
の装置は大体において４つの部分から成り、これらの部
分は、陰極配置１、るつぼ陽極２、方向変゛換板４を有
する直交する磁場を形成するコイル６および縦方向磁場
を形成するコイル５である。るつぼ陽極２から側方に位
置する陰極配置１までの距離は、プラズマ射線の長さが
１０確になる様に選ばれる。
接続導線６を有するるつぼ陽極２は絶縁ブロックを介し
て蒸発器基板８に固定され、該基板は陰極配置１によっ
て排気鐘９に保持されている。陰極配置１の上方には、
開口１１を有する覆い室１０が配置され、該開口は特に
１５闘の直径を有している。容器１２は本発明の装置を
あらゆる方向から取囲みそして保護している。
て蒸発器基板８に固定され、該基板は陰極配置１によっ
て排気鐘９に保持されている。陰極配置１の上方には、
開口１１を有する覆い室１０が配置され、該開口は特に
１５闘の直径を有している。容器１２は本発明の装置を
あらゆる方向から取囲みそして保護している。
また覆い板１５は直交する磁場を形成するコイル３をプ
ラズマ射線の作用から保護子るものである。これらの部
分を相互に結合する装置は容易に解離可能な差込み又は
ねじ結合として形成 □され、従ってず早くそして簡単
な組み立ておよ′ □び分解が可能になっている。
ラズマ射線の作用から保護子るものである。これらの部
分を相互に結合する装置は容易に解離可能な差込み又は
ねじ結合として形成 □され、従ってず早くそして簡単
な組み立ておよ′ □び分解が可能になっている。
縦方向磁場を形成するコイル５の鉄の遮蔽の：′内側に
設けられたスリット１４は、装入の間にるつぼの中の溶
融物の表面の高さが低下しても、連続的な溶融面の直径
の規正に影響しない′様に配置される。しかしこのスリ
ットの巾はるつぼの直径に依存して４乃至１０朋よりも
巾広く形成してはならない。しかしまた、それ自体公知
の補給装置又は配量装置を介してるつぼに連続的な補給
を行うことも可能である。
設けられたスリット１４は、装入の間にるつぼの中の溶
融物の表面の高さが低下しても、連続的な溶融面の直径
の規正に影響しない′様に配置される。しかしこのスリ
ットの巾はるつぼの直径に依存して４乃至１０朋よりも
巾広く形成してはならない。しかしまた、それ自体公知
の補給装置又は配量装置を介してるつぼに連続的な補給
を行うことも可能である。
本発明による装置は従来公知の技術水準に対して二三の
重要な技術的および経済的な特徴を持っており、従って
この装置を特にプラズマの性質を利用した蒸着に用いる
ことは有望である。
重要な技術的および経済的な特徴を持っており、従って
この装置を特にプラズマの性質を利用した蒸着に用いる
ことは有望である。
陰極から陽極に至る距離を空間的に短く配置しそしてプ
ラズマ射線の長さを特に１０ｃｒＩＬに限定したことに
より、エネルギー利用率が約８０係に増加された。陰極
の上方に覆い室を配置したことは、この室の内部に高い
圧力を発生させ、該圧力は、直径１５ｍｍの開口と協働
して排気鐘からの気体の侵入を著しく阻止している０斯
くして陰極は反応する方法を実施する際に腐蝕されるこ
とがない。何故ならば導入された反応する気体によって
発生する酸化、加炭、ニトロ化が避けられそして陰極の
耐久時間が著しく大になるからである。
ラズマ射線の長さを特に１０ｃｒＩＬに限定したことに
より、エネルギー利用率が約８０係に増加された。陰極
の上方に覆い室を配置したことは、この室の内部に高い
圧力を発生させ、該圧力は、直径１５ｍｍの開口と協働
して排気鐘からの気体の侵入を著しく阻止している０斯
くして陰極は反応する方法を実施する際に腐蝕されるこ
とがない。何故ならば導入された反応する気体によって
発生する酸化、加炭、ニトロ化が避けられそして陰極の
耐久時間が著しく大になるからである。
陰極からのプラズマ射線の射出開口がるつぼの融解物の
面よりも下にあるため、陰極の汚れが避けられ、それと
同時にまたるつぼ内の材料が蒸発した陰極の粒子で汚さ
れることが避けられる。゛ 基礎となる物質の表面に濃淡のある蒸着を行うことは不
可能である。何故ならばるつぼの上方の空間は蒸発する
材料のための自由空間だからである。
面よりも下にあるため、陰極の汚れが避けられ、それと
同時にまたるつぼ内の材料が蒸発した陰極の粒子で汚さ
れることが避けられる。゛ 基礎となる物質の表面に濃淡のある蒸着を行うことは不
可能である。何故ならばるつぼの上方の空間は蒸発する
材料のための自由空間だからである。
鉄の容器に収容された縦方向の磁場を形成するためのコ
イルの特殊な形態とそれによって発生させられそして強
さが調節可能な密度の高い磁場は、プラズマ射線を導き
、そして束ねそして蒸発率を調節するのに役立つことは
言うまでもない。
イルの特殊な形態とそれによって発生させられそして強
さが調節可能な密度の高い磁場は、プラズマ射線を導き
、そして束ねそして蒸発率を調節するのに役立つことは
言うまでもない。
添附図は本発明による装置の縦断面図である。
図において、
２−・・・・るつぼ、５・・・・・縦方向磁場を形成す
るコイル□、９・・・・・・排気鐘、１０・・・・・覆
い室、１１・・・開口、１４・・・・・・スリット で
ある。
るコイル□、９・・・・・・排気鐘、１０・・・・・覆
い室、１１・・・開口、１４・・・・・・スリット で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）中空陰極、水で冷却されている銅製るつぼおよびプ
ラズマ射線に直交する磁場を用いた真空蒸着装置におい
て、中空陰極が銅製るつぼから距離を隔てた側方に配置
され、中空陰極が作動する際に発生しそしてるつぼの内
容の表面に向けられるプラズマ射線が７乃至２０確の長
さになっていること、中空陰極の上方の空間は、プラズ
マ射線を貫通させるため、直径が８乃至２０ｍｍの開口
ａυを有する徨い室α■で境界されていることおよび銅
製のるつぼ（２）は、縦方向の磁場を形成するため、鉄
で遮蔽すれたレンズの形態のコイル（５）に取巻かれて
いることを特徴とする真空蒸着装置。 ２）縦方向の磁場を形成す今コイル（５）はそれの鉄の
遮蔽の内側の直径の所に、プラズマ射線を集束させるた
め、巾が少くとも１１１ＸＩで多くとも１０朋のスリッ
トα荀を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の装置。 ５）運転開始のため排気鐘（９）が５オームの抵抗を介
して陽極電圧に連結されそしてこの遮断可能な回路に放
電が行われていることを知らせる告知装置が配置されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD01J/23135 | 1981-07-01 | ||
| DD23135881A DD201359A1 (de) | 1981-07-01 | 1981-07-01 | Einrichtung zur vakuumbedampfung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589981A true JPS589981A (ja) | 1983-01-20 |
Family
ID=5532036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11263982A Pending JPS589981A (ja) | 1981-07-01 | 1982-07-01 | 真空蒸着装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589981A (ja) |
| DD (1) | DD201359A1 (ja) |
| DE (1) | DE3222327A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63274762A (ja) * | 1987-05-01 | 1988-11-11 | Ulvac Corp | 反応蒸着膜の形成装置 |
| DE4421045C2 (de) * | 1994-06-17 | 1997-01-23 | Dresden Vakuumtech Gmbh | Einrichtung zur plamagestützten Beschichtung von Substraten, insbesondere mit elektrisch isolierendem Material |
| DE19546827C2 (de) * | 1995-12-15 | 1999-03-25 | Fraunhofer Ges Forschung | Einrichtung zur Erzeugung dichter Plasmen in Vakuumprozessen |
-
1981
- 1981-07-01 DD DD23135881A patent/DD201359A1/de not_active IP Right Cessation
-
1982
- 1982-06-14 DE DE19823222327 patent/DE3222327A1/de not_active Withdrawn
- 1982-07-01 JP JP11263982A patent/JPS589981A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD201359A1 (de) | 1983-07-13 |
| DE3222327A1 (de) | 1983-01-27 |
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