JPS6347361A - イオンプレ−テイング蒸発装置 - 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】 （技術分野） この発明は、イオンプレーティングにおける金属、無機
物、イｒ機ポリマー等の蒸発源物質、特に、絶縁性の蒸
発源物質の蒸発装置に関する。

（背旦技術） 様々な形状とｕ）ｎとかるなる物品の表面に金属、無機
物、セラミックス、有機ポリマーなどの薄膜を形成する
方法および５ＡＴＬは、いわゆるイオンプレーティング
技術としてすでに広く知られている。

この技術は、装飾品、絶８ｖ、、硬質保護膜、光字機能
膜、電子デバイスなどの分野に広く応用されてもいる。

このイオンプレーティングは、真空容器内において薄膜
形成用の蒸発源物質を蒸発させ、蒸発粒子をグロー放電
によってイオン化して薄膜を形成するものであり、その
型式としては、ポロカソードをのもの、高周波励起型の
もの、あるいは圧力勾配型のプラズマガンを用いるもの
等のアーク放電方式およびグロー放電方式などが知られ
ている。

これらのイオンプレーティング技術は、薄膜の形成技術
としては優れたものであるが、良質な均−薄膜の形成、
グロー放電プラズマの安定性、あるいは生産効率などの
面では、今後さらに改善すべき点がある。

特に、このイオンプレーティングについての近年の課題
は、薄膜形成材料の多様化、高機能化への要望に対処す
るなめには、薄膜形成材料として産業の関心の高いセラ
ミックス、プラスチック等の絶縁材料の薄膜形成が必ず
しも容易ではないという現状にある。

これまでのイオンプレーティング技術では、蒸発源物質
の蒸発に抵抗加熱や高周波誘導加熱の手段を用いるもの
があるが、この手段の場合には蒸発速度の副扉が困難で
あり、このため、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス
をプラズマイオン化した粒子を蒸発源物質に照射して蒸
発とイオン化を行うことが一最的であった。

しかしながら、このイオン粒子による蒸発とイオン化の
方法には重大な問題があった。蒸発源物質として絶縁性
物質を用いる場合には、アルゴン、ヘリウムなどのプラ
ズマイオンが絶縁物質の表面にチャージアップさハてし
まうために蒸発が困難であったからである。

このため、抵抗加熱等の外部手段を設けたとしても、浸
れた品質の薄膜を均一に形成するための必須の条（＋で
ある蒸発速度の均一制御は困難であった。

この問題は、アルゴン等のイオン粒子を直接的に蒸発源
物質に照射するホロカソードイオンプレーティングおよ
び圧力勾配型プラズマガンによるイオンアレーティング
の場合には特に重大であった。

（発明の目的） この発明は、以上のとおりの事情を鑑みてなされたもの
であり、従来のイオンプレーティングの１１”ｉｌＨを
解決した新しいタイプのイオンプレーティング技術、特
に絶縁物質の薄膜形成に有用な、新規な蒸発イオン化装
置を提供することを１」的としている。

（発明の開示） この発明のイオンプレーティング蒸発装置は、導電性部
材、たとえば銅製のハースに底面のみが該ハースの泪部
内平面に接するように蒸発源物質を保持する耐熱・伝熱
性のるつぼを装着したことを特徴としている。

添付した図面に沿ってこの発明の装置について説明する
。第１図は、この発明のイオンプレーティング蒸発装置
の一例を示したものである。

この例においては、イオンプレーティング用の真空室内
に設置されたハース（１）は、たとえば鋼製などの導電
性の部材によって形成する。このハースの上面にはるつ
ぼ（２）の装着用の溝部（３）が設けられている。るつ
ぼ（２）は、この溝部（３）の内平面（４）とのみ、そ
の底面（５）が接している。るつば（２〉は、溝部の内
側壁（６）とは接していない、この内側！！（６）とる
つぼ〈２〉との間には、間隔が置かれている。

るつぼ（２）には蒸発源物質が装入される。

ハース（１）には、水冷手段、空冷手段などの冷却手段
を適宜に設けることができる。また、プラズマの収束を
促すために、ハースに磁界を印加する電磁石手段を設け
てらよい、もちろん永久磁石でもよい。

第２図は、この第１図に示した装置の例を断面図として
示したものである。

これまでのイオンプレーティング方法およびその装置で
は、蒸発源物質として、Ｓ　ｉＯ、Ｍ　ｇＦ、′ＦｉＯ
２、ＷＯ３などの！！機泡化合物あるいはポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフェニルなど有
機ポリマー笠の絶縁物を用いる場合、これらの物質をる
つぼに装入してプラズマを照射しても、プラズマは、こ
れら絶縁物質によってチャージアップされてしまう、こ
のため、蒸発およびイオン化は困難であった。

これに対して、上記したようなこの発明の装置において
は、絶縁物質の場合にも蒸発とイオンｊヒが可能になる
。

すなわち、たとえばホロカソード、もしくは圧力勾配型
プラズマガンによって生成させたアルゴンイオンのプラ
ズマは、第２図に示したように、流線αに沿って、ハー
ス（１）の内側壁〈６）とるつぼ（２）との間のすき間
に入り込む、耐熱性で・かつ伝熱性のるつぼ（２）は全
周壁から熱を蒸発源物質に伝える。このため、蒸発源′
Ｐ４質は局所的に蒸発することなく、仝体的に加熱され
て、るつぼ表面より均一に蒸発する。

また、蒸発した粒子は、プラズマ流と交差してイオン化
される。

るつぼ（２）については、耐熱性を有するとともに、伝
熱性であることが望ましい、このようなるつぼ材料とし
ては、たとえば、炭素製あるいはＢＮ、ＡＮ　　Ｏ等に
よってこれに内面処理したものとすることが特に好まし
い。

ハース（１）の内側壁（６）とるつぼ（２）との間層が
不十分な場合は、プラズマは、十分にこのすき間に入り
込まないで、ハース（１）の表面にのみ収束し、るつぼ
への電熱は良好なものとならない、また逆に、すき間が
大きすぎても、蒸発源物質の蒸発のための電熱は良好と
ならない。

このため、蒸発源物質の種類、丘に応じて、るつぼの素
材および形状に応じて、このすき間を適宜な幅に選択す
ることが・ピ・要になる。

蒸発およびイオン化を効率的に行うためには、プラズマ
念効果的に収束するために、ハースに磁界を印加するの
が効果的である。この場合、ハースのプラズマ収束領域
はＳ極に、反対側はＮｌｆ！に印加するのが好ましい。

（発明の効果） この発明の＋Ａ置により、以上のとおり、絶縁性材料の
蒸発およびイオン化が可能になり、しかもその制御も容
易となる。このような効果は、これまでのイオンプレー
ティング技術からは全く予期しえなかったことである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の蒸発装置の例を示したｔ’＋視ＩＡ
である。また第２図は、この第１図の例を、断面図とし
て示したものである。 図中の番号は次のらのを示している。 １・・ハース　　　　　２・るつぼ ３・・ハース消部　　　４　ハース清部内平面５・・・
るつぼ底面　　　６・・・ハース講部内側面代理人　　
弁理士　　西　沢　利　火 弟　　１　　図 第　　２　　図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性部材からなるハースに、底面のみがハース
   溝部内平面に接するように蒸発源物質を保持する耐熱・
   伝熱性のるつぼを装着したことを特徴とするイオンプレ
   ーティング蒸発装置。
2. （２）ハースに水冷手段を設けた特許請求の範囲第１項
   記載のイオンプレーティング蒸発装置。
3. （３）ハースに磁界印加手段を設けた特許請求の範囲第
   １項または第２項記載のイオンプレーティング蒸発装置
   。
4. （４）るつぼが炭素製あるいはこれにＢＮ、Ａｌ＿２Ｏ
   ＿３等の被覆材によって内面処理したものである特許請
   求の範囲第１項、第２項または第３項記載のイオンプレ
   ーティング装置。