JPH0742584B2 - イオンビ−ムミキシング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオンビームミキシング装置に係り、特に、ロ
ール等の大物試料の表面を改質するのに好適なイオンビ
ームミキシング装置に関する。

〔従来の技術〕 従来知られているイオンビームミキシングによる材料表
面改質は、第１回イオン注入表層処理シンポジウム予稿
集（1985年11月20日、イオン注入表層処理研究会主催）
にあるごとく、表面改質しようとする対象試料が切削工
具の刃先、あるいはダイス等の小物に限られ、しかも、
試料の取付けは真空容器内で行なわれており、ロール等
の大物試料の特に着脱については配慮されていなかつ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した如く、従来のイオンビームミキシングによる材
料の表面改質は、対象が切削工具等小物に限られてお
り、試料の取付けが真空容器内で行なわれても、作業に
困難を来たすことはなかつた。

しかし、対象がロール状の大物になると、ハンドリング
が難しく、取付作業には広いスペースが必要となり、限
られたスペースしかない真空容器内で試料の取付け、取
外しを行うことはできなくなる。

本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その目的とす
るところは、試料がロール等の大物であつても、表面改
質の処理作業は十分行えることは勿論、真空容器を大形
化することなく試料の取付け，取外しが容易に行えるイ
オンビームミキシング装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、試料を試料ホルダに着脱自在で、かつ、回
転自在に保持すると共に、該試料ホルダを真空容器に旋
回自在に支持し、前記試料は真空容器内での処理完了
後、前記試料ホルダの旋回動作により真空容器外へ搬送
されることにより達成される。

〔作用〕

本発明では試料が真空容器内では回転自在に保持されて
いるのでイオン源によるイオンビームの照射、金属蒸気
照射装置による金属蒸気の照射が良好に行え、試料表面
の改質処理が十分に行える。処理完了後は、試料ホルダ
の旋回動作により試料は真空容器外へ搬送されるため、
しかも試料は着脱自在に保持されているので、真空容器
外で試料の取外し、取付けが簡単に行え、特に広いスペ
ースを必要としない。

〔実施例〕

以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。

第１図に本発明のイオンビームミキシング装置の一実施
例を示す。該図の如く、本実施例でのイオンビームミキ
シング装置は、真空容器１と、この真空容器１の上方に
試料ホルダ旋回機構2cにより旋回自在に取付けられ、か
つ、後述詳細説明するが回転自在となつている試料ホル
ダ２と、試料ホルダ２に保持されている例えばロール等
の試料３表面にイオンビームを照射するイオン源４と、
イオン源４からのイオンビーム照射中に金属蒸気が発生
するEBガン５と、真空容器１に設けられた開口部1aの開
閉を行う扉６と、真空容器１内の真空排気を行う真空排
気装置７とから概略構成され、試料３はイオン源４から
のイオンビーム照射中にEBガン５から金属蒸気が発生し
て試料３表面に付着し、イオンビームによりミキシング
処理される。

上記試料ホルダ２の詳細構造を第２図を用いて説明す
る。

該図に示す如く、試料ホルダ２は縦軸2aと横軸2bとから
成り、縦軸2aは真空容器１の天井より吊下げられ、旋回
用モータ2jの動力が歯車2iを介して伝達されて旋回し、
これらで試料ホルダ回転機構2cを構成している。一方、
横軸2bは前記縦軸と接続されてこれと直角方向に延び、
その先端部には回転式給排水機構2fを備え、この回転式
給排水機構2fには給排水管2hにより給排水されて試料３
の片面を冷却しながら支持する試料クランプ2e₁を保持
している。この試料クランプ2e₁は横軸2b内に保持され
ている回転用モータ2gの動力が歯車2dを介して伝達され
回転可能になつている。また、試料３の他面は試料クラ
ンプ2e₂により保持され、この試料クランプ2e₂は試料ク
ランプ移動機構2kにより回転可能に、かつ、横軸2bの軸
方向に移動可能に支持されている。

次に、本実施例の構成における動作を説明する。通常の
処理時には、試料３は試料クランプ2e₁と2e₂ではさみこ
まれ、真空容器１内のイオンビーム照射位置に停止し、
回転用モータ2gにより回転されている状態でイオン源４
からイオンビームが照射される。このイオンビーム照射
中、EBガンから金属蒸気が発生して試料３の表面に付着
し、イオンビームによりミキシング処理される。処理完
了後は、第１図に２点鎖線で示す如く扉６を開き、次い
で試料ホルダ旋回機構2cにより試料ホルダ２を試料３と
共に旋回させて、真空容器１の外に試料３を出す。この
状態で試料クランプ移動機構2kにより試料クランプ2e₂
を移動し、試料３を取外す。

試料３の取付けは、真空容器１外にある試料クランプ2e
₁と2e₂で行い、この状態で試料ホルダ旋回機構2cで試料
ホルダ２を旋回させて真空容器１内の所定位置に移動さ
せる。その後の試料３の処理操作は上述と同様である。

このようにすることにより、ロール状の大物の試料であ
つても、試料を回転、かつ冷却しながら表面改良の処理
作業が行えることは勿論、真空容器１を大形化すること
なく真空容器１外で試料３の取付け、取害しが容易に行
えることができる効果がある。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明のイオンビームミキシング装置によ
れば、試料を試料ホルダに着脱自在で、かつ、回転自在
に保持すると共に、試料ホルダを真空容器に旋回自在に
支持し、前記試料は真空容器内での処理完了後、試料ホ
ルダの旋回動作により真空容器外へ搬送されるものであ
るから、試料がロール等の大物であつても表面改質の処
理作業は十分行えることは勿論、真空容器を大形化する
ことなく、試料の取付け，取外しが行え、此種イオンビ
ームミキシング装置には非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のイオンビームミキシング装置の一実施
例を示す断面図、第２図は第１図の装置に採用される試
料ホルダの詳細を示す断面図である。 １……真空容器、２……試料ホルダ、2a……縦軸、2b…
…横軸、2c……試料ホルダ旋回機構、2d,2i……歯車、2
e₁,2e₂……試料クランプ、2f……回転式給排水機構、2g
……回転用モータ、2h……給排水管、2j……旋回用モー
タ、2k……試料クランプ移動機構、３……試料、４……
イオン源、５……EBガン、６……扉、７……真空排気装
置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空容器と、該真空容器に支持されている
   試料ホルダと、該試料ホルダに保持されている試料にイ
   オンビームを照射するイオン源と、前記試料ホルダに保
   持されている試料に金属蒸気を照射する金属蒸気照射装
   置とを備えたイオンビームミキシング装置において、前
   記試料は試料ホルダに着脱自在で、かつ、回転自在に保
   持されると共に、該試料ホルダは前記真空容器に旋回自
   在に支持され、前記試料は真空容器内での処理完了後、
   前記試料ホルダの旋回動作により真空容器外へ搬送され
   ることを特徴とするイオンビームミキシング装置。
2. 【請求項２】前記真空容器の一部に開口部を設けると共
   に、この開口部を開閉する扉を設置し、前記試料ホルダ
   旋回時には該扉を開放して前記開口部より前記試料を搬
   送することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイ
   オンビームミキシング装置。
3. 【請求項３】前記試料ホルダは前記真空容器の上方より
   下方に延びる縦軸と、該縦軸と接続されて水平方向に延
   びる横軸とを備え、該横軸には前記試料を保持する１つ
   の試料クランプが回転機構により回転自在に、他の１つ
   の試料クランプが移動機構により移動自在にそれぞれ支
   持され、前記縦軸には前記横軸を旋回移動させる旋回機
   構が接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のイオンビームミキシング装置。