JPH0742579B2 - Ionizer and ion plating device - Google Patents
Ionizer and ion plating deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、蒸発粒子等をイオン化するのに用いるイオ
ン化装置及びこのイオン化装置を備えたイオンプレーテ
ィング装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ionization device used for ionizing evaporated particles and the like, and an ion plating device provided with this ionization device.
＜従来技術＞ 従来、イオンプレーティング装置等に用いられるイオン
化装置としては、例えば真空槽と、この真空槽を排気す
る真空ポンプと、真空槽内に設けた蒸発源と、この蒸発
源を加熱して粒子を蒸発させる加熱手段と、蒸発源の近
傍に接近して配置され、蒸発源に対して正の電圧が印加
されたイオン化電極とを有するものがあった。このイオ
ン化装置では、蒸発源を加熱することにより、蒸発源か
ら粒子が蒸発し、この粒子が蒸発源とイオン化電極との
間に形成された電界によってイオン化されるものであ
る。<Prior Art> Conventionally, as an ionization device used in an ion plating device or the like, for example, a vacuum tank, a vacuum pump for exhausting the vacuum tank, an evaporation source provided in the vacuum tank, and a heating source for the evaporation source Some have a heating means for evaporating the particles, and an ionization electrode arranged close to the evaporation source and having a positive voltage applied to the evaporation source. In this ionization device, particles are evaporated from the evaporation source by heating the evaporation source, and the particles are ionized by the electric field formed between the evaporation source and the ionization electrode.
＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、上記のイオン化装置によれば、イオン化電極で
の電界の分布が均一にならず、イオン化電極の一部にイ
オン化によって発生した電子が集中し、その点での単位
面積当りの電子密度が多くなり、イオン化電極が溶融し
たり、蒸発したりしていた。そのため、従来はイオン化
電極を水冷したり、イオン化電極での電子の集中しやす
い部分に高融点金属、例えばタンタル、モリブデン等の
薄板を取付けていたが、それでも蒸発源の蒸発面が10cm
2以下で、蒸発源からイオン化電極までの距離が10cm以
下では、高融点の金属を取付けていても、これが溶融し
たり蒸発したりするという問題点があった。<Problems to be Solved by the Invention> However, according to the above-described ionization device, the distribution of the electric field at the ionization electrode is not uniform, and electrons generated by ionization are concentrated on a part of the ionization electrode. The electron density per unit area was increased, and the ionized electrode was melted or evaporated. Therefore, in the past, the ionization electrode was water-cooled, or a thin plate made of refractory metal, such as tantalum or molybdenum, was attached to the part of the ionization electrode where electrons could easily be concentrated.
When the distance from the evaporation source to the ionization electrode was 10 cm or less at 2 or less, there was a problem in that even if a high melting point metal was attached, it melted or evaporated.
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、イ
オン化電極が蒸発したり溶融したりするのを防止できる
イオン化装置を提供することを目的とし、併てこのイオ
ン化装置を用いたものであって鉛直方向の膜厚分布を均
一化できるイオンプレーティング装置を提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an ionization device capable of preventing the ionization electrode from evaporating or melting, and at the same time, using the ionization device. Therefore, it is an object of the present invention to provide an ion plating device that can make the film thickness distribution in the vertical direction uniform.
＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するため、この発明によるイオン化装
置は、真空槽と、この真空槽を排気する排気手段と、上
記真空槽内の下部に設けられた蒸発源と、上記真空槽内
に設けられ上記蒸発源から粒子を蒸発させるように上記
蒸発源を加熱する加熱手段と、上記蒸発源の近傍に配置
され上記蒸発源に対して正の電圧が印加されている第１
のイオン化電極と、この第１のイオン化電極よりも上記
蒸発源から離れた上記真空槽の上部に上記蒸発源に対向
するように配置され上記蒸発源に対して正の電圧が印加
されている第１のイオン化電極よりも面積が大きい第２
のイオン化電極とを具備するものである。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above-mentioned object, an ionization device according to the present invention includes a vacuum chamber, an exhaust unit for exhausting the vacuum chamber, and an evaporation source provided in a lower portion of the vacuum chamber. A heating means provided in the vacuum chamber for heating the evaporation source so as to evaporate the particles from the evaporation source, and a positive voltage is applied to the evaporation source in the vicinity of the evaporation source. The first
Of the ionization electrode and the first ionization electrode, which is disposed above the vacuum chamber farther from the evaporation source than the first ionization electrode and faces the evaporation source, and a positive voltage is applied to the evaporation source. 2nd larger area than the 1st ionization electrode
And an ionization electrode of.
また、化合物作成の時には真空槽内に蒸発粒子と共にイ
オン化するガスを導入する手段を設けるのが望ましい。Further, at the time of preparing the compound, it is desirable to provide a means for introducing a gas which is ionized together with the vaporized particles into the vacuum chamber.
また、真空槽内における第１及び第２のイオン化電極の
外側で、これらに沿って複数の処理物を設けることによ
り、イオンプレーティング装置とすることもできる。Further, by providing a plurality of processed products along the outside of the first and second ionization electrodes in the vacuum chamber, an ion plating device can be obtained.
さらに、第１のイオン化電極と第２のイオン化電極とに
沿う方向に複数の被処理物を設けて、イオンプレーティ
ング装置とするのが望ましい。Further, it is desirable to provide a plurality of objects to be processed in a direction along the first ionization electrode and the second ionization electrode to form an ion plating device.
＜作用＞ この発明によれば、排気手段によって真空槽を排気し、
加熱手段によって蒸発源を加熱すると、蒸発源から粒子
が蒸発すると共に、熱電子も放射される。この熱電子が
第１のイオン化電極に印加されている電圧によって第１
のイオン化電極に向かい、この間に蒸発粒子と衝突し、
蒸発粒子はイオン化される。このイオン化によって発生
した電子及び熱電子が第２のイオン化電極に向う際に蒸
発粒子と衝突し、イオン化がおこなわれる。また、第２
のイオン化電極に印加されている電圧によってもイオン
化が行なわれる。電子が第２のイオン化電極に向うの
は、第２のイオン化電極と蒸発源との間の電界強度が、
第１のイオン化電極と蒸発源との間の電界強度よりも大
きくなっているからと考えられるが、何故そうなるのか
は、まだ明確に解明されていない。<Operation> According to the present invention, the vacuum chamber is evacuated by the evacuation means,
When the evaporation source is heated by the heating means, the particles are evaporated from the evaporation source and thermoelectrons are also emitted. This thermoelectron is applied to the first ionization electrode by the voltage applied to the first ionization electrode.
Toward the ionization electrode of the
Evaporated particles are ionized. Electrons and thermoelectrons generated by this ionization collide with the vaporized particles when they are directed to the second ionization electrode, and ionization is performed. Also, the second
Ionization is also performed by the voltage applied to the ionization electrode of. The electrons are directed toward the second ionization electrode because the electric field strength between the second ionization electrode and the evaporation source is
It is thought that this is because the electric field strength between the first ionization electrode and the evaporation source is larger than that, but the reason why this is the case has not been clarified yet.
また、第１のイオン化電極の他に、これよりも上方に第
２のイオン化電極を設けているので、イオン化粒子の分
布状態が、第１のイオン化電極のみを設けた場合とは異
なり、第１のイオン化電極よりも上方の第２のイオン化
電極に向かうものとなる。従って、第１のイオン化電極
と第２のイオン化電極との外側に、これらに沿って、複
数の被処理物を配置することによって、イオン化粒子が
被処理物に付着し、成膜を施すことができる。さらに、
真空槽内にガスを導入すると、蒸発粒子以外にガスもイ
オン化され、ガスと粒子の化合物を被処理物にイオンプ
レーティングすることができる。In addition to the first ionization electrode, the second ionization electrode is provided above the first ionization electrode. Therefore, the distribution state of the ionized particles is different from the case where only the first ionization electrode is provided. To the second ionization electrode above the ionization electrode. Therefore, by disposing a plurality of objects to be processed along the outside of the first ionization electrode and the second ionization electrode, ionized particles adhere to the objects to be processed, and film formation can be performed. it can. further,
When the gas is introduced into the vacuum chamber, the gas is ionized in addition to the evaporated particles, and the compound of the gas and the particles can be ion-plated on the object to be treated.
＜実施例＞ 第１図において、２は真空槽で、この真空槽２は排気手
段である真空ポンプ４によって排気される。<Embodiment> In FIG. 1, 2 is a vacuum tank, and this vacuum tank 2 is evacuated by a vacuum pump 4 which is an exhaust means.
この真空槽２の下部にはルツボ６が配置され、このルツ
ボ６内には蒸発物質８としてチタンが収容されている。
この蒸発物質８としては、チタン以外にもタンタル、タ
ングステン、アルミニウム、ニッケル、モリブデン等の
様々な金属や炭素等も使用することができる。このルツ
ボ６と蒸発物質８とが蒸発源を構成している。なお、ル
ツボ６は接地されている。A crucible 6 is arranged below the vacuum chamber 2, and titanium is contained in the crucible 6 as an evaporation substance 8.
As the evaporation material 8, various metals such as tantalum, tungsten, aluminum, nickel, molybdenum, carbon, etc. can be used in addition to titanium. The crucible 6 and the evaporation material 8 constitute an evaporation source. The crucible 6 is grounded.
ルツボ６の下部には、電子銃10が設けられている。この
電子銃10は、ルツボ６の蒸発物質８に電子ビームを照射
し、これによって蒸発物質８を加熱して蒸発させる加熱
手段として機能する。加熱手段としては、電子銃10以外
に、抵抗加熱方式や誘導加熱方式を使用することもでき
る。An electron gun 10 is provided below the crucible 6. The electron gun 10 functions as a heating unit that irradiates the evaporation material 8 of the crucible 6 with an electron beam, thereby heating the evaporation material 8 to evaporate it. In addition to the electron gun 10, a resistance heating method or an induction heating method can be used as the heating means.
このルツボ６の斜め上方に第１のイオン化電極12が設け
られている。この第１のイオン化電極12は、例えば3cm
×7cmの矩形のもので、ルツボ６から10cm以下、望まし
くは5cm乃至6cmの距離に配置されている。この第１のイ
オン化電極12には、第１のイオン化電極14によって接地
電位に対し25V乃至60V望ましくは35Vの正の電圧が印加
される。この電圧によって蒸発粒子がイオン化される。A first ionization electrode 12 is provided diagonally above the crucible 6. This first ionization electrode 12 is, for example, 3 cm
It has a rectangular shape of 7 cm and is arranged at a distance of 10 cm or less, preferably 5 to 6 cm from the crucible 6. A positive voltage of 25V to 60V, preferably 35V with respect to the ground potential is applied to the first ionization electrode 12 by the first ionization electrode 14. The voltage causes the evaporated particles to be ionized.
第１のイオン化電極12よりもルツボ６から離れた位置に
ルツボ６と対向するように第２のイオン化電極16が配置
されている。この第２のイオン化電極16は、40cm×40cm
乃至50cm×50cmの正方形（第１のイオン化電極の面積の
約80倍乃至125倍）に形成されており、ルツボ６から35c
m乃至1mの距離、望ましくは35cm乃至70cmの距離に配置
されている。この第２のイオン化電極16には、第２のイ
オン化電源18によって接地電位に対し25V乃至60V望まし
くは40Vの正の電圧が印加される。これによって蒸発粒
子がイオン化される。A second ionization electrode 16 is arranged at a position farther from the crucible 6 than the first ionization electrode 12 and faces the crucible 6. This second ionization electrode 16 is 40 cm x 40 cm
To 50 cm × 50 cm square (about 80 to 125 times the area of the first ionization electrode), and the crucible 6 to 35 c
They are arranged at a distance of m to 1 m, preferably 35 cm to 70 cm. A positive voltage of 25V to 60V, preferably 40V with respect to the ground potential is applied to the second ionization electrode 16 by the second ionization power supply 18. This causes the evaporated particles to be ionized.
第１のイオン化電極12と第２のイオン化電極16との間に
は、シャッタ20が設けられている。これは、第１のイオ
ン化電極12によってイオン化が行なわれている間に蒸発
粒子が第２のイオン化電極16側に向うのを阻止するため
に設けられている。A shutter 20 is provided between the first ionization electrode 12 and the second ionization electrode 16. This is provided in order to prevent vaporized particles from heading toward the second ionization electrode 16 side while the first ionization electrode 12 is performing ionization.
蒸発粒子と共にイオン化されるガス、例えば窒素ガスを
真空槽２内に導入するためのガス導入手段としてガス導
入バルブ22が設けられている。この導入するガスとして
は、窒素の他にアルゴン等の不活性ガスや酸素、水素等
のガスも使用することができる。なお、蒸発粒子のみの
膜を作製する場合には、このガスの導入は不要である。A gas introduction valve 22 is provided as a gas introduction means for introducing a gas that is ionized together with the vaporized particles, for example, nitrogen gas, into the vacuum chamber 2. As the gas to be introduced, an inert gas such as argon or a gas such as oxygen or hydrogen can be used in addition to nitrogen. It should be noted that the introduction of this gas is not necessary when forming a film containing only evaporated particles.
また、真空槽２内には、その内周面に沿って被処理物24
が真空槽２の高さ方向に間隔を隔てて、第１のイオン化
電極と第２のイオン化電極との間に位置するように複数
個配置されている。この処理物24としては、例えば切削
工具や装飾品や長尺の薄板鋼が使用される。これら被処
理物24には、被処理物電源26によって接地電位に対して
0V乃至負の3KV望ましくは負の400Vの電圧が印加され
る。この処理物24はルツボ６の周囲を回転するように構
成してもよい。Further, in the vacuum chamber 2, the object to be processed 24 is formed along the inner peripheral surface thereof.
Are arranged at intervals in the height direction of the vacuum chamber 2 so as to be located between the first ionization electrode and the second ionization electrode. As the processed product 24, for example, a cutting tool, an ornament, or a long thin steel plate is used. These processed objects 24 are connected to the ground potential by the processed object power supply 26.
A voltage of 0 V to negative 3 KV, preferably negative 400 V is applied. The processed material 24 may be configured to rotate around the crucible 6.
このように構成したイオンプレーティング装置は次のよ
うに使用する。ルツボ６に蒸発物質８として例えばチタ
ンを入れ、真空槽２を真空ポンプで、10-6乃至10-3Torr
台望ましくは１×10-5乃至１×10-6Torrに排気し、第１
のイオン化電極12に35V、第２のイオン化電極16に40Vの
電圧を印加し、被処理物24に負の400Vを印加する。The ion plating device thus constructed is used as follows. Titanium, for example, is placed in the crucible 6 as the evaporation material 8, and the vacuum chamber 2 is set to 10 −6 to 10 −3 Torr by a vacuum pump.
The stage is preferably evacuated to 1 × 10 -5 to 1 × 10 -6 Torr,
A voltage of 35 V is applied to the ionization electrode 12 and a voltage of 40 V is applied to the second ionization electrode 16, and a negative 400 V is applied to the object to be processed 24.
この状態において、電子銃10を作動させて、電子ビーム
をチタンの表面に照射し、チタンを蒸発させる。蒸発し
た粒子は第１のイオン化電極12によってイオン化され
る。このイオン化が安定したところで（これは第１のイ
オン化電極12に流れる電流が安定することによって分か
る。）、ガス導入バルブ22を開いて、窒素ガスを真空槽
２内に導入し、真空槽２内の圧力が10-3乃至10-4Torr台
望ましくは３×10-4Torrになるようにする。なお、当初
からガスを導入してもよいが、その場合、イオン化が安
定するまでに時間がかかる。そして、シャッタ20を開
く。シャッタ20を閉じているときには、第１のイオン化
電極12に流れる電流は60Aで、第２のイオン化電極16に
流れる電流は3Aであったが、シャッタ20を開くと、第１
のイオン化電極12に流れる電流はOAとなり、第２のイオ
ン化電極16に流れる電流は70Aとなった。In this state, the electron gun 10 is operated to irradiate the surface of titanium with an electron beam to evaporate titanium. The evaporated particles are ionized by the first ionization electrode 12. When this ionization is stable (this can be seen from the stable current flowing through the first ionization electrode 12), the gas introduction valve 22 is opened, nitrogen gas is introduced into the vacuum chamber 2, and the inside of the vacuum chamber 2 is introduced. The pressure should be in the range of 10 −3 to 10 −4 Torr, preferably 3 × 10 −4 Torr. Note that gas may be introduced from the beginning, but in that case, it takes time for the ionization to stabilize. Then, the shutter 20 is opened. When the shutter 20 was closed, the current flowing through the first ionization electrode 12 was 60 A and the current flowing through the second ionization electrode 16 was 3 A.
The current flowing through the ionization electrode 12 of No. 2 was OA, and the current flowing through the second ionization electrode 16 was 70A.
イオン化電極に電流が流れるということは、イオン化電
極によってガスや粒子がイオン化されて発生した電子と
蒸発源からの熱電子が、イオン化電極が流れていること
を表わしており、イオン化電極を流れる電流の大きさが
イオン化の程度を表わしている。従って、シャッタ20を
開く前には第１のイオン化電極12によってイオン化の大
部分が行なわれており、シャッタ20を開いた後は第１の
イオン化電極12よりも面積の大きい第２のイオン化電極
16によってイオン化が行なわれていることになる。な
お、第２のイオン化電極16のみを設けた場合には、ルツ
ボ６と第２のイオン化電極16との距離がひらいているの
で、イオン化のための電界が小さくなり、充分にイオン
化が行なわれない。イオン化された蒸発粒子やガスは被
処理物24に印加されている負の電圧によって被処理物24
に引っ張られ、被処理物24の表面に窒化チタンの膜を形
成する。なお、シャッタ20を設けなくてもよいが、その
場合、被処理物24に形成された窒化チタンの膜の表面が
荒れたり、密着強度が下がる。The fact that a current flows through the ionization electrode means that electrons generated by ionization of gas or particles by the ionization electrode and thermionic electrons from the evaporation source are flowing through the ionization electrode. The size represents the degree of ionization. Therefore, most of the ionization is performed by the first ionization electrode 12 before opening the shutter 20, and the second ionization electrode having a larger area than the first ionization electrode 12 after opening the shutter 20.
Ionization is performed by 16. When only the second ionization electrode 16 is provided, since the distance between the crucible 6 and the second ionization electrode 16 is large, the electric field for ionization becomes small and the ionization is not sufficiently performed. . The ionized evaporated particles and gas are processed by the negative voltage applied to the object 24 to be processed 24.
To form a titanium nitride film on the surface of the object to be processed 24. Note that the shutter 20 may not be provided, but in that case, the surface of the titanium nitride film formed on the object to be processed 24 is roughened, and the adhesion strength is lowered.
第２のイオン化電極16は、第１のイオン化電極12よりも
ルツボ６から離れて位置しているので、イオン化によっ
て発生した電子は、第１のイオン化電極12よりも面積が
広い第２のイオン化電極16に散乱して入射する。従っ
て、単位面積当りの電子数密度（結局は電流密度）は小
さくなるので、第２のイオン化電極16が溶融したり蒸発
したりすることはない。また、第２のイオン化電極16を
流れる電流が第１のイオン化電極12を流れる電流よりも
多いのは、第２のイオン化電極16が第１のイオン化電極
12よりもルツボ６から離れた位置にルツボ６と対向する
ように位置しているので、第１のイオン化電極12で発生
した電子と蒸発粒子やガスとが第２のイオン化電極16に
向う間に互いに衝突する回数が増加するので、イオン化
が促進されているからである。Since the second ionization electrode 16 is located farther from the crucible 6 than the first ionization electrode 12, the electrons generated by the ionization have a larger area than the first ionization electrode 12 Scatter on 16 and enter. Therefore, the number density of electrons per unit area (eventually the current density) becomes small, and the second ionization electrode 16 does not melt or evaporate. Also, the current flowing through the second ionization electrode 16 is larger than the current flowing through the first ionization electrode 12 because the second ionization electrode 16 is the first ionization electrode.
Since it is located farther from the crucible 6 than 12 so as to face the crucible 6, while the electrons generated in the first ionization electrode 12 and the vaporized particles or gas are directed to the second ionization electrode 16, This is because ionization is promoted because the number of collisions with each other increases.
また、第２とイオン化電極16のルツボ６に対する距離及
び第２のイオン化電極16に印加する電圧を変化させるこ
とによって真空槽２の高さ方向に配置した各被処理物24
に形成される膜厚をほぼ一定にすることができる。即
ち、第２図は第２のイオン化電極16をルツボ６から70cm
の位置に配置し、第１のイオン化電極12及び第２のイオ
ン化電極16に印加する電圧を変更した場合の膜厚の分布
を示したもので、点線は第１のイオン化電極12に34Vの
電圧を、第２のイオン化電極16に35Vの電圧をそれぞれ
印加し、チタンの蒸発量が24gのときの膜厚分布を示
し、実線は第１のイオン化電極12のみに40Vの電圧を印
加した場合（従来のイオンプレーティング装置に対応す
る。）の膜厚分布を示し、一点鎖線は第１のイオン化電
極12に35Vの電圧を、第２のイオン化電極16に40Vの電圧
をそれぞれ印加した場合の膜厚分布を示している。な
お、他の条件、例えば真空槽２の圧力、窒素ガス導入後
の真空槽２内の圧力、第１のイオン化電極12の位置等
は、上述した場合と同様である。第２図から明らかなよ
うに、第１のイオン化電極12に35Vの電圧を、第２のイ
オン化電極16に40Vの電圧をそれぞれ印加した場合、ル
ツボ６から100mm乃至400mmの位置にある各被処理物24の
膜厚は３乃至４μｍとほぼ一定となる。従って、多数の
被処理物24について同時にイオンプレーティングする場
合に適している。In addition, by changing the distance between the second and ionization electrodes 16 with respect to the crucible 6 and the voltage applied to the second ionization electrode 16, each object to be processed 24 arranged in the height direction of the vacuum chamber 2
It is possible to make the thickness of the film formed substantially constant. That is, FIG. 2 shows the second ionization electrode 16 from the crucible 6 to 70 cm.
Shows the distribution of the film thickness when the voltage applied to the first ionization electrode 12 and the second ionization electrode 16 is changed, and the dotted line shows the voltage of 34V applied to the first ionization electrode 12. Shows the film thickness distribution when a voltage of 35 V is applied to the second ionization electrode 16 and the evaporation amount of titanium is 24 g, and the solid line shows the case where a voltage of 40 V is applied only to the first ionization electrode 12 ( Corresponding to the conventional ion plating device), the dashed line indicates the film when a voltage of 35 V is applied to the first ionization electrode 12 and a voltage of 40 V is applied to the second ionization electrode 16. The thickness distribution is shown. Other conditions, such as the pressure in the vacuum chamber 2, the pressure in the vacuum chamber 2 after introducing the nitrogen gas, the position of the first ionization electrode 12, and the like are the same as those described above. As is clear from FIG. 2, when a voltage of 35 V is applied to the first ionization electrode 12 and a voltage of 40 V is applied to the second ionization electrode 16, the treatment target located at 100 mm to 400 mm from the crucible 6 is treated. The film thickness of the object 24 is almost constant at 3 to 4 μm. Therefore, it is suitable when a large number of objects 24 to be processed are simultaneously subjected to ion plating.
＜効果＞ 面積の小さい第１のイオン化電極のみを蒸発源の近傍、
例えば蒸発源から５乃至6cmの位置に設けた場合、蒸発
物のイオン化はアーク放電状態によって行われるが、そ
のアークの大きさは直径２乃至3cmとなり、モリブデン
のような高融点金属板を水冷電極に当てて第１のイオン
化電極として使用しても、第１のイオン化電極に流れる
電流が300A以上では、単位面積当たりの電子数密度が大
きくなり、第１のイオン化電極は溶融する。一般にイオ
ン化電極に印加する電圧が一定の場合、イオン化電極に
流れる電流は、蒸発速度に比例することが知られてい
る。従って、蒸発速度を上げようとすると、例えば、チ
タンの蒸発速度を2g/min以上に上げようとすると、第１
のイオン化電極に流れる電流が300Aを超えるので、蒸発
速度を上げることができない。<Effect> Only the first ionization electrode having a small area is provided near the evaporation source,
For example, when it is installed 5 to 6 cm from the evaporation source, the ionization of the evaporation is performed by the arc discharge state, but the size of the arc is 2 to 3 cm, and a refractory metal plate such as molybdenum is used as a water-cooled electrode. Even if it is used as the first ionization electrode, if the current flowing through the first ionization electrode is 300 A or more, the number density of electrons per unit area becomes large and the first ionization electrode melts. It is generally known that when the voltage applied to the ionization electrode is constant, the current flowing through the ionization electrode is proportional to the evaporation rate. Therefore, when trying to increase the evaporation rate, for example, when increasing the evaporation rate of titanium to 2 g / min or more, the first
Since the current flowing through the ionization electrode of exceeds 300 A, the evaporation rate cannot be increased.
しかし、この発明によるイオン化装置では、第１のイオ
ン化電極よりも面積の大きく、蒸発源に対して正の電圧
の印加されている第２のイオン化電極を、第１のイオン
化電極よりも蒸発源から離して設けているので、第１の
イオン化電極から第２のイオン化電極にアークを移動さ
せることができ、第１のイオン化電極に発生していたア
ークをぼかしている。従って、第１のイオン化電極が溶
融することはないし、第２のイオン化電極が面積の大き
いものであるので、単位面積当たりの電子密度数は、第
１のイオン化電極を単独に設けた場合には、第１のイオ
ン化電極の単位面積当たりの電子密度数よりも小さくな
るので、第２のイオン電極も溶融することなく、蒸発速
度が上げることができる。However, in the ionization device according to the present invention, the second ionization electrode, which has a larger area than the first ionization electrode and is applied with a positive voltage with respect to the evaporation source, is connected to the evaporation source more than the first ionization electrode. Since they are provided separately, the arc can be moved from the first ionization electrode to the second ionization electrode, and the arc generated in the first ionization electrode is obscured. Therefore, since the first ionization electrode does not melt and the second ionization electrode has a large area, the number of electron densities per unit area is as follows when the first ionization electrode is provided alone. Since it is smaller than the electron density number per unit area of the first ionization electrode, the evaporation rate can be increased without melting the second ion electrode.
また、第１のイオン化電極の他に第２のイオン化電極を
蒸発源と対向するように設けたので、第１のイオン化電
極でイオン化した蒸発粒子の分布を、第２のイオン化電
極によって変えることができる。従って、第１のイオン
化電極と第２のイオン化電極との間に外方に、これらに
沿って被処理物を配置することによって、第１及び第２
の電極間の面、即ち鉛直方向の面にも成膜することがで
きる。このように延長方向の面で成膜することができる
ので、被処理物を鉛直方向に沿って配置することがで
き、被処理物の着脱が容易に行えるし、着脱のための治
具も簡単な構成のものを使用することができる。Since the second ionization electrode is provided so as to face the evaporation source in addition to the first ionization electrode, the distribution of evaporated particles ionized by the first ionization electrode can be changed by the second ionization electrode. it can. Therefore, by arranging the object to be processed outwardly between the first ionization electrode and the second ionization electrode, the first and second ionization electrodes are arranged.
The film can also be formed on the surface between the electrodes, that is, the surface in the vertical direction. Since the film can be formed on the surface in the extension direction in this way, the object to be processed can be arranged along the vertical direction, the object to be processed can be easily attached and detached, and the jig for attachment and detachment is also simple. A variety of configurations can be used.
第１図はこの発明によるイオン化装置を実施したイオン
プレーティング装置の１実施例の概略の構成を示す図、
第２図は同実施例における第２イオン化電極及び第２イ
オン化電極に印加する電圧を変化させた状態での膜厚分
布を示す図である。 ２……真空槽、４……真空ポンプ（排気手段）、12……
第１のイオン化電極、16……第２のイオン化電極、24…
…被処理物、 ６……ルツボ（蒸発源） ８……蒸発物質（蒸発源）。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of one embodiment of an ion plating apparatus in which the ionization apparatus according to the present invention is implemented,
FIG. 2 is a diagram showing a second ionization electrode and a film thickness distribution in a state in which a voltage applied to the second ionization electrode is changed in the same Example. 2 ... Vacuum tank, 4 ... Vacuum pump (exhaust means), 12 ...
1st ionization electrode, 16 ... 2nd ionization electrode, 24 ...
... Processing object, 6 ... Crucible (evaporation source) 8 ... Evaporation material (evaporation source)
Claims (3)
と、上記真空槽内の下部に設けられた蒸発源と、上記真
空槽内に設けられ上記蒸発源から粒子を蒸発させるよう
に上記蒸発源を加熱する加熱手段と、上記蒸発源の近傍
に配置され上記蒸発源に対して正の電圧が印加されてい
る第１のイオン化電極と、この第１のイオン化電極より
も上記蒸発源から離れた上記真空槽の上部に上記蒸発源
に対向するように配置され上記蒸発源に対して正の電圧
が印加されている第１のイオン化電極よりも面積が大き
い第２のイオン化電極とを具備するイオン化装置。1. A vacuum chamber, exhaust means for exhausting the vacuum chamber, an evaporation source provided in the lower part of the vacuum chamber, and an evaporation source provided in the vacuum chamber for evaporating particles from the evaporation source. Heating means for heating the evaporation source, a first ionization electrode arranged in the vicinity of the evaporation source and having a positive voltage applied to the evaporation source, and the evaporation source more than the first ionization electrode A second ionization electrode having a larger area than that of the first ionization electrode, which is disposed on the upper part of the vacuum chamber facing away from the evaporation source so as to face the evaporation source and to which a positive voltage is applied to the evaporation source. Ionizer provided.
上記蒸発粒子と共にイオン化されるガスを上記真空槽内
に導入するガス導入手段を具備する請求項１記載のイオ
ン化装置。2. The ionization device according to claim 1, further comprising gas introduction means for introducing a gas, which is ionized together with the vaporized particles by the first and second ionization electrodes, into the vacuum chamber.
ン化電極の外側で、これらに沿って複数の被処理物を設
けた請求項１または２記載のイオンプレーティング装
置。3. The ion plating apparatus according to claim 1, wherein a plurality of objects to be treated are provided outside the first and second ionization electrodes in the vacuum chamber and along the electrodes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63025464A JPH0742579B2 (en) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | Ionizer and ion plating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63025464A JPH0742579B2 (en) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | Ionizer and ion plating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201470A JPH01201470A (en) | 1989-08-14 |
| JPH0742579B2 true JPH0742579B2 (en) | 1995-05-10 |
Family
ID=12166744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63025464A Expired - Lifetime JPH0742579B2 (en) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | Ionizer and ion plating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742579B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51111483A (en) * | 1975-03-28 | 1976-10-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of preparing thin layer of compound |
| JPS5983971U (en) * | 1982-11-27 | 1984-06-06 | 日本電子株式会社 | Ion plating device |
-
1988
- 1988-02-04 JP JP63025464A patent/JPH0742579B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01201470A (en) | 1989-08-14 |
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