JPH01168862A - 透明支持体上に薄層を付着するための、特にガラスシートを製造するための装置及び方法 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、透明支持体の表面に薄層を付着するため及び
現在の技術水準で得られるものに比べてこの薄層に非常
に高い品質を得るための装置及び方法に関する。

この文章及び以下の説明で、１１　薄層”とは、例えば
ガラスのような支持体の表面に、この表面の物理的、機
械的、電気的又は光学的特性を改良するため、被膜とし
て付着した、適当な材料、−殻内には金属で作った、人
の１０分のいくつかから１００分のいくつかの深さのフ
ィルムを意味する。

０、従来の技術 従来技術から、薄層を付着するための複数の方法及び装
置が知られている。

以下の説明で、特に陰極スパッタリングによるａｍ付着
法を参照する。この技術分野には多数の特許及び参考文
献がある。

例として、米国特許２１４６０２５．３２８２８１６．
３４０００６６．４０４１３５３は、支持体上に金属を
付着する方法及びこの方法を実施する装置を記載する。

米国特許３６１６４５０及び３７１１３９８は、片側に
陽極、反対側に被覆されるべき支持体のある円筒形陰極
を使ってこの支持体上に薄層を付着するための装置の構
成を教える。

この装置で、円筒の内壁を離れた原子がこの円筒の軸と
垂直方向に置かれた支持体の表面に薄層を作る。

米国特許３８７８０８５に、付着効率の改良を可能にす
る、単一楕円形平板として作られた陰極を使う、平面上
に薄層を付着するための装置が記載されている。

同じ特許に、放電を生ずるために必要な電圧を減らすこ
とにある、陰極に接続された磁場の使用から引き出され
る利点も記述されている。

支持体上に薄層を付着するための装置の他の説明は、米
国特許４０６０４７０及び４４７２２５９に記載されて
いる。

薄層を付着するための陰極スパッタリング法は、チャツ
プマン　アンド　ハル社発行、エル・ホーランド著ｒＷ
Ｉｍの真空蒸着」の本文ベージ４０１−４６０に、及び
マグロ−ヒル発行、エル・アイ・マイセル、アール・フ
ラング著ｒｉｉｓｉ技術ハンドブック」の本分ベージ３
−１／４−４４にも記載されている。

この方法は、放電によって生じたガスイオンが陰極の方
へ加速され且つそれに衝突することによって原子が引き
出され、それが支持体の表面に付着し、所望の被膜を形
成するという事実から成る。

ハ０発明が解決しようとする問題点 しかし、このようにして得た被膜の密着性は、特にこの
１ＷＩＩｉを直接外部環境と接触させて置いたとき、製
品の良い品質を保証するほどではない。

この欠点は、建物及び自動車の窓用ガラスシートのよう
な、薄層で被覆された製品の商業的使用をかなり制限す
る。

ジエー・ニス・ウィリアムス及びジエー・エム・ボート
は、アカデミツクプレス発行の彼等の著書「イオン移植
及びビーム技術」　（ベージ１８９−２５９）で実験試
料について行った実験について述べ、それによれば、こ
の被膜へのイオン衝撃が行われ、一方これが陰極によっ
て放出された原子の作用によって作られるとき、これま
で知られているものよりはるかに高い密着性及び均一性
を示す薄層が得られる。

本発明の目的は、実験室規模でだけ試験したこの技術を
、特に確かに実験試料とは比べるべくもないかなりの大
きさの支持体を処理すべきとき、商業的に適用すること
ができる装置及び方法を提供することにある。桑型的に
は、この支持体がガラスシートである場合、参考サイズ
は建築での及び／又は自動車での応用に関するものであ
る。

二１問題を解決するための手段 本発明は、支持体上に薄層を付着するための装置で、陰
極から引き出された原子の付着を利用し且つイオンによ
るこの層それ自身の衝撃を実行するため、同時にその形
成のために利用する装置を提供するという問題を解決す
る。

本発明は、更にこの薄層を製造するための方法を提供す
る。

この種の装置及び方法を使用することによって、どのよ
うな種類の支持体にも付着したＭｌ＠ｌで、外部環境に
さらす場合でもこの層を使用できるようにするような、
高い密着性及び均一性特性を備える層が得られる。

更に、本発明を使用して、この装置によりイオンを大量
に生産する点から、被覆されるべき支持体を、既知の技
術により確立したものより遠い距離に置くことができ、
更に、この被膜それ自身の純度についての利点と共に、
このシステムでの供給ガスの麿を減することができる。

本発明の目的は、被膜を作るために必要な原子を生ずる
ための手段、磁場を生ずるための手段並びに装置全体を
冷却及び支持するための手段を含む、陰極スパッタリン
グの既知の方法によって、透明支持体の表面に薄層を付
着するための装置に於いて、この原子を生産するための
手段が互いに分離した陰極板を含み、その各々が隣接す
る板と９０°の角度をなすように置かれ且つ矩形平行六
面体の垂直壁を形成するような形状になっていることを
特徴とする装置である。

本発明の他の目的は、支持体の表面に＠ＩＩを付着する
ための方法であって、それが以下のステップ、即ち本発
明の装置を含むガラス又は金属の室の中に真空を生ずる
こと、 １０．１パスカルと１０．２パスカルの間の圧力でガス
を導入すること、 陰極及び陽極を２００乃至ｉ　ｏｏｏｖの電圧を供給し
て励起すること、及び 支持体上に薄層を付着し且つイオン衝撃を行うに十分な
量で原子とイオンの流れを同時に出すこと、を含むとい
う事実を特徴とする方法である。

ホ、実施例 非限定的実施例を示す添付の図面を参照して本発明を更
に説明する。

本発明に従い且つ第１図及び第２図を参照すれば、この
装置は、図示しない電源の陽端子に電気的に接続され、
以後陽極として識別する、平板５、及び適当な接続手段
によって同じ電源の陰端子に電気的に接続され、以後陰
極板と称し且つ図面で参照番号１乃至４で示す、四つの
互いに独立の板を含む。

これらの陰極板１乃至４は、陽極５上に９０゜の角度を
なすように置かれ、且つこれらの陰極板１乃至４の各々
は隣接する板と９０’の角度をなす。この配列によって
、陰極板１乃至４は矩形平行六面体を形成し、その垂直
壁はこれらの板によって作られ且つその水平面は、一つ
、即ち下のものは開き、そして他、即ち上のものは陽極
５によって閉ざされている。

陰極板１乃至４は、薄層の形で支持体上に付着すること
を意図した同じ材料で作られている。

永久磁石６及びこの磁気リングを閉じる磁極７は、陰極
板１乃至４の周に置かれている。

脱イオン冷却水は、チャンネル８の中を流れ陰極板１乃
至４の温度を許容限界内に維持する。

この冷却チャンネル８は、片側が板１乃至４の内面によ
り且つ他の側が支持体９により閉じられ、その支持体は
更にねじ１５により永久磁石６を支持する。金属等電位
面１０は、内部放電を避ける目的に奉仕し、一方磁気金
属シート１１はこの磁気回路の外部ｍ鎮を形成する。

この全装置は、金属支持体１２に支持され、その支持体
は又等電位機能も有する。

上述の装置は、図示しないガラス又は金属の室内に置か
れ、その内側が真空にされる。次に１０．１乃至１０．
２パスカルの圧力でガスが導入され、且つ１ａｉｉ乃至
４に２００ｖ乃至１０００ｖの電圧がかけられる。

このガスはイオン化し、陽極と陰極の間に放電が生ずる
。放電の際のこれらのガスイオンは陰極の方へ加速され
、それらと接触するとき一つ以上の原子が衝撃で放出さ
れる。このようにして分離した原子は、入射イオンのエ
ネルギーに比例するエネルギーで反対方向に向けられ、
且つ主として３０°内に限定された角度で対向壁の方に
向けられる。従って、これらの原子はそれらの路を一般
に反対の陰極で終え、他の粒子に当たらなければ逆方向
に戻る。

これらのはね返りにより、原子はガスの電子を打ちプラ
ズマを形成する確立が高く、且つそれらは代ってイオン
化され臀る。このようにして陰極１乃至４の壁の間に形
成された大量のイオンは、陽極５の陽電荷によって対向
する開口部の方へ向けられ、次に、原子と同時に、それ
らが付着する支持体へ向けられ所望の被膜を作る。

これら原子の効率的イオン化、従って所望の厚さの薄層
を作るに十分な品のイオンを得るために、陰極板１と３
の間の距離は７０ａｍ以下である。更に、この距離と陰
極板１及び３の高さとの比は１：１乃至１：２である。

上に説明したように、本発明は、同じ源によって作られ
た、イオンと原子が同時に存する流れを提供し、それら
は−旦付着すると、外部環境とも接触して有利に使用で
きる製品を実現する。これらの製品は、新規であり且つ
その代表は建物及び自動車の窓に使用できる、ＩＮ！Ｊ
で被覆したガラスシートである。

簡単のために、上に説明したのと類似又は同じ構成要素
は第１図及び第２図に示した装置と同じ参照番号で示す
第３図に図示する修整した実施例によれば、第２陽極１
３を陽極５と平行に置いて加えることができ、且つこの
陽極１３には陽極５とは異なる電圧が別に供給される。

この第２１Ｗ１ｉ１３は、二つの部分１３′及び１３“
で作られ且つスリット１６を備え、それを通ってイオン
流が集中される。

この第２陽極１３の外側に、追加の電極１４が置かれ、
イオンを引き出し且同時に加速する目的に奉仕する。

この電極１４は、イオンを引きっけ且つ加速すために５
にＶ乃至５００ＫＶの陰電圧が供給される。

この電極グループ１３及び１４は、電気的レンズの真の
システムを形成し、イオンが加速される他に集束される
こともできる。

第３図に示す装置によって、はるかに大きな内部の及び
集束したイオン衝撃を得ることが可能であり、それが薄
層の、特に限定された領域での支持体への密着性を改良
する可能性を生ずる結果になろう。

本発明のいくつかの好ましい実施例を説明したが、その
範囲に入る変形及び改良が実現できることは理解されよ
う。

事実、第１図から第３図の平陰極板１及び３を、たとえ
陰極板３に向いた凹面をもつ陰極板１及びその逆でも、
何か適当な曲率半径をもつｌｌ！極板１及び３で置き換
えることができる。

この場合も、陰極板１と３の内面の間の最大距離は７０
ｔｔｘｓ以下で、この距離と陰極板の高さの比は１：１
から１：２まで変動することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の線図的横断面図である。 第２図は、本発明の装置の底から見た縮図的図である。 第３図は、第１図の装置の改良を線図的横断面図で示す
。 １．２．３．４・・・陰極板、５．１３・・・陽極、６
・・・永久磁石、７・・・磁極、８・・・冷却室、９・
・・支持体、１０・・・金属等電位面、１１・・・磁気
金属シート、１゛２・・・金属支持体、１４・・・電極
、１５・・・ねじ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）被膜を作るために使用されるべき原子を生ずるた
   めの手段、磁場を生ずるための手段並びに全装置を冷却
   及び支持するための手段を含む、陰極スパッタリングの
   既知の方法によつて透明支持体の表面に薄層を付着する
   ための装置であつて、該原子を生ずるための手段が別々
   の陰極板（１〜４）を含み、その各々は隣接する板と９
   ０゜の角度をなすように置かれ且つ矩形平行六面体の面
   を形成するような形状になつているという事実を特徴と
   する装置。 （２）請求項１記載の装置に於いて、該原子及びイオン
   を生ずるための手段が完全にこの装置の中に含まれ、該
   原子及びイオンが支持体の表面に薄層を付着し且つイオ
   ン結合を生ずるに十分な量に作られる装置。 （３）請求項１又は２記載の装置であつて、被覆される
   べき支持体と平行な位置に置かれた平板によつて形成さ
   れ且つ矩形平行六面体の壁を形成するような形状の陽極
   （５）を含み、該壁が被覆されるべき支持体に関して対
   向する位置にある装置。 （４）請求項１から３のいずれか一つの項に記載の装置
   に於いて、陰極板（１〜４）が薄層の形で付着されるべ
   き材料と同じもので作られている装置。 （５）請求項１から４のいずれか一つの項に記載の装置
   であつて、第１陽極（５）と平行に且つ被覆されるべき
   支持体と同じ側に置かれ、原子とイオン流が通過するス
   リット（１６）を備える第２陽極（１３）を含む装置。 （６）請求項５記載の装置であつて、第２陽極（１３）
   と平行に且つ被覆されるべき支持体と同じ側に置かれた
   電極（１４）を含む装置。 （７）請求項１から６のいずれか一つの項に記載の装置
   に於いて、陰極板がどんな曲率半径ででも曲げられ、且
   つそれらの凹面がこの平行六面体の内側に向いている装
   置。 （８）透明支持体の表面に薄層の付着を生ずるための方
   法であつて、それが以下のステップを含むという事実を
   特徴とする方法、即ち 請求項１から７のいずれか一つの項に記載の装置を含む
   金属又はガラスの室の中に真空を生ずること、 １０．１乃至１０．２パスカルの圧力でガスを導入する
   こと、 この陰極及び陽極に２００乃至１０００Ｖの電圧をかけ
   ること、及び 支持体の表面に薄層を付着し且つ生じたイオンにより衝
   撃を行うに十分な量で原子流とイオン流を同時に出すこ
   と。 （９）請求項８記載の方法に於いて、同じ源から生ずる
   イオン流と原子流が、被覆されるべき支持体の限定され
   た領域に集められ、非常に高い密着性と均一な品質を有
   する薄層を実現する方法。