JPH02156066A - 基材のクリーニング方法 - Google Patents

基材のクリーニング方法

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JPH02156066A
JPH02156066A JP30779188A JP30779188A JPH02156066A JP H02156066 A JPH02156066 A JP H02156066A JP 30779188 A JP30779188 A JP 30779188A JP 30779188 A JP30779188 A JP 30779188A JP H02156066 A JPH02156066 A JP H02156066A
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JP
Japan
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plasma
chamber
gun
holder
Prior art date
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Application number
JP30779188A
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English (en)
Inventor
Torao Tazo
田雑 寅夫
Makoto Suzuki
誠 鈴木
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RAIMUZU KK
Original Assignee
RAIMUZU KK
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Publication date
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Publication of JPH02156066A publication Critical patent/JPH02156066A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

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、基材に成膜したり、イオン注入したりする前
に該基材表面をクリーニングする方法に関する。
[従来の技術] 例えば各種の金属、セラミックス等からなる基材表面を
硬質化したり、光沢性等を付与する目的で各種の金属被
膜を成膜する際には、該基材表面に対する被膜の密着性
を向上させるために基材表面をクリーニングすることが
行われている。
上述した基材のクリーニングとしては、従来より次のよ
うな方法が知られている。
■、真空チャンバ内に基材を設置し、該チャンバ側壁に
設けた電子銃より電子ビームを該基材表面に照射して瞬
時に加熱し、表面の付着物を除去する方法。
■、基材に直流電圧を印加してグロー放電によるイオン
ボンバードによって該基材表面をエツチングし、同時に
基材を加熱して付着した水分等を蒸発、除去する方法。
■、真空チャンバ内に基材を設置し、該基材を陽極とし
てチャンバ側壁に設けたホロカソード銃との間でプラズ
マを発生させ、該プラズマの熱により表面の付着物を除
去する方法。
[発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前記■の電子ビームによるクリーニング
法にあっては基材表面が平坦である場合、該基材表面の
付着物を比較的良好に蒸発除去できるものの、電子ビー
ムは直進性を有するために基材が複雑形状で表面に凹凸
があると付着物を良好に除去できない問題があった。ま
た、前記■のグロー放電によるイオンボンバードを利用
したクリーング方法にあってはほぼ基材全体から放電し
、スパッタ効果によりエツチングがなされ、クリーニン
グされるものの、プラズマ密度が低いため、プラズマ反
応による表面の付着物の除去を期待できない。更に、前
記■のプラズマのボンバードを利用したクリーニング方
法にあってはプラズマにより基材表面を加熱して付着物
の除去を行なうことができるものの、電子ビームに比べ
て若干基材表面に対する回り込み性が改善される程度で
あるため、複雑形状の基材表面を良好にクリーニングす
ることが困難となる。特に、コ字状、穴形状基材はグロ
ー放電によりイオンボンバードを行なうと、ホロカソー
ド放電現象を生じて基材電圧が下がるため、所定の基材
印加電圧を維持するにはグロー放電時の真空度を上げる
必要がある。しかし、真空度を高くするとプラズマ密度
が下がるため、イオンボンバードによるクリーニング効
果は低下する。
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
ので、複雑形状の基材でもその表面全体の付着物等を良
好に除去し得るクリーニング方法を埒供しようとするも
のである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、基材への成膜又はイオン注入の前にクリーニ
ングする方法において、前記基材を真空中にてグロー放
電によるイオンボン−バードと同時に同真空内にプラズ
マ銃より導入したアルゴン又は水素のプラズマを該基材
表面に照射することを特徴とする基材のクリーニング方
法である。
上記グロー放電によるイオンボンバードにおいては、−
500V〜−2000Vの範囲で、かつプラズマ銃より
低電圧とすることが望ましい。
上記プラズマ銃からプラズマを導入するのためのプラズ
マビーム電流は、基材電流当り40〜200に設定する
ことが望ましい。
〔作用〕
本発明によれば、基材を真空中にてグロー放電によるイ
オンボンバードを行なうことによって、はぼ基材全体か
ら放電し、スパッタ効果によりエツチングがなされて基
材表面全体のクリーニングが可能となる。また、同時に
同真空内にプラズマ銃より導入したアルゴン又は水素の
プラズマを該基材表面に照射することによって、基材表
面の付着物と化学的に反応して該付着物が良好に除去さ
れる。特に、コ字状、穴形状基材に対してはホロカソー
ド放電現象を避けるためにグロー放電時の真空度を上げ
てもプラズマを外部より集めることができるため、イオ
ンボンバードによるクリーニング効果の低下を防止でき
る。従って、複雑形状の基材であっても該基材表面の付
着物を効果的に除去、クリーニングできるため、その後
の成膜により基材表面に密着性の高い被膜を形成するこ
とができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を第1図を参照して説明する。
実施例 第1図は、本発明の実施例で使用するクリーニング及び
イオンブレーティングを兼ねた装置の概略図である。図
中の1は、真空チャンバであり、このチャンバ1の下部
側壁には該チャンバl内を所定の真空度に維持するため
の図示しない真空ポンプと連通する排気管2が設けられ
ている。前記チャンバl内の外側壁には、プラズマ発生
源としてのプラズマ銃3が設けられており、該プラズマ
銃3の後部はアルゴンガス等の所定のガスを導入するた
めの導入管(図示せず)が設けられている。
なお、プラズマ銃3が設けられた前記チャンバlの側壁
にはプラズマの絞り部4が設けられている。
また、前記プラズマ銃3の前記チャンバlとの連結付近
及び該プラズマ銃3と対向するチャンバlの外側壁部分
には、プラズマ銃3から引出されたプラズマの拡散を防
ぐための円筒状磁石5a、 5bが夫々設けられている
。前記プラズマ銃3の設置箇所とほぼ同一平面上に位置
するチャンバlの側壁には電磁石を内蔵した3つの対向
電極6が該側壁を貫通してチャンバl内に挿着されてい
る。これら3つの対向電極6は、前記プラズマ銃3と対
向するチャンバ1の側壁及び該側壁位置を中心にして時
計回り方向と反時計回り方向に70″の角度で離間した
チャンバ1側壁に夫々配置されている。
前記各対向電極6に内蔵された電磁石は、電源7とは別
の図示しない電源により磁力を発生するようになってい
る。
また、前記チャンバl内のプラズマ生成領域近傍には基
材を保持するためのホルダ8が配設されており、かつ該
ホルダ8の周囲には図示しないヒータが配置されている
。前記ホルダ8は、前記型R7に接続されて負電圧が印
加されるようになっている。更に、前記チャンバ1内の
底部付近には図示しない電子銃からの電子ビームにより
蒸着物質が蒸発されるルツボ9が配置されている。
次に、前述した装置を用いて基材のクリーニング方法及
びクリーニング後の基材への成膜方法について説明する
まず、ホルダ8に5US304からなる複雑形状の基材
10を保持し、ルツボ9内にチタンチップ11を収容し
た後、図示しない真空ポンプを作動してチャンバ1内の
ガスを排気管2を通して排気して2、OX 10’ t
orrまで排気した後、Arガス、を導入してチャンバ
1内を2.3 X 1G−2torrとした。つづいて
、ホルダ8周辺の図示しないヒータにより基材10を2
00℃に加熱しながら電源7から一1ooovの電圧を
ホルダ8を通して基材10に印加してグロー放電による
ボンバードを行なった。同時に、プラズマ銃3にプラズ
マ発生ガスとしてのアルゴンを供給し、ビーム出力8K
Wの条件とすることにより、該プラズマ銃3よりプラズ
マを生成し、絞り部4を通してチャンバ1内にプラズマ
12を引出すと共、に、3つの対向電極6に内蔵した電
磁石に図示しない電源から所定の電流を印加することに
より各対向電極6表面から磁界を発生させてチャンバl
内に引き出されたプラズマ12を基材10に対して高密
度で集束させた。なお、チャンバ1の外側に配置した円
筒状磁石5a、 5bの磁界により広いチャンバl内で
の拡散が防止される。こうした基材10のグロー放電に
よるイオンボンバードと同時にプラズマ銃3より導入し
たアルゴンプラズマ12をホルダ8の基材表面に照射す
ることによりクリニングを行なった。
次いで、真空ポンプによる排気力を高めてチャンバl内
を5.OX 10−’ torrとした後、電子銃から
放出された電子ビームをルツボ9内に収容したチタンチ
ップ11に照射して溶融、蒸発させた。同時に、プラズ
マ銃3から窒素プラズマをチャンバ1内に引出し、クリ
ーニング処゛理した5O8304の基材表面にTINを
40人/seeの速度で成膜して厚さ4μmのTIN被
膜を形成した。
比較例 まず、ホルダ81::5Us304からなる複雑形状の
基材10を保持し、ルツボ9内にチタンチップ11を収
容した後、図示しない真空ポンプを作動してチャンバl
内のガスを排気管2を通して2、OX 1O−5tor
rまで排気した後、Arガスを導入してチャンバl内を
2.3 X 1O−2torrとした。つづいて、ホル
ダ8周辺の図示しないヒータにより基材10を200℃
に加熱しなからず源7から一1000Vの電圧をホルダ
8を通して基材10に印加してグロー放電によるイオン
ボンバードを行なって基材10表面のクリーニングを行
なった。なお、この比較例では実施例のようなプラズマ
のチャンバ内への導入は行なわなかった。
次いで、真空ポンプによる排気力を高めてチャンバl内
を5.OX 10−’ torrとした後、電子銃から
放出された電子ビームをルツボ9内に収容したチタンチ
ップ11に照射して溶融、蒸発させた。同時に、プラズ
マ銃3から窒素プラズマをチャンバ1内に引出し、クリ
ーニング処理した5US304の基材表面にTINを3
9人/seeの速度で成膜して厚さ3.9μmのTI 
N被膜を形成した。
しかして、本実施例及び比較例の基材上に成膜されたT
IN被膜についてスクラッチ試験により剥離臨界荷重を
測定した。その結果、比較例では2kg fであったの
に対し、本実施例では4)cgfとなりTI N被膜の
基材に対する密着力が極めて高いことが確認された。
【発明の効果] 以上詳述した如く、本発明のクリーニング方法によれば
複雑形状の基材表面全体を極めて良好にクリーニングで
き、その後の成膜により均一かつ均質な薄膜を高い密着
力で基材表面に形成できる等顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例で使用したクリーニングとイ
オンブレーティングを兼ねる装置を示す概略図である。 ■・・・真空チャンバ、3・・・プラズマ銃、B・・・
対向電極、8・・・ホルダ、9・・・ルツボ、lO・・
・基材、11・・・チタンチップ、12・・・プラズマ
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基材への成膜又はイオン注入の前にクリーニングする方
    法において、前記基材を真空中にてグロー放電によるイ
    オンボンバードと同時に同真空内にプラズマ銃より導入
    したアルゴン又は水素のプラズマを該基材表面に照射す
    ることを特徴とする基材のクリーニング方法。
JP30779188A 1988-12-07 1988-12-07 基材のクリーニング方法 Pending JPH02156066A (ja)

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