CN103814153B - 薄膜形成方法、薄膜形成装置、形成有覆膜的被处理物、模具以及工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在被处理物的所期望部位形成薄膜的薄膜形成方法。在本发明的薄膜形成方法中，在减压容器内，向含有目标薄膜成分的原料气体供电，使所述原料气体等离子化，将其提供到被处理物上从而在被处理物上形成薄膜。为了在所期望的部位形成薄膜，利用了磁场产生机构所产生的磁场的作用。在磁场的作用下，使所述等离子体形成的等离子流向着所述被处理物表面的所期望部位汇聚，从而能够在所期望的部位形成薄膜。

Description

薄膜形成方法、薄膜形成装置、形成有覆膜的被处理物、模具以及工具

技术领域

本发明涉及一种用于在一部分或者全部由能够磁化的材料构成的模具、工具等被处理物的一部分或者全部的表面上形成DLC（Diamondlikecarbon）等薄膜的形成方法、薄膜形成装置以及形成有覆膜的被处理物（模具、工具）。

背景技术

DLC薄膜是薄膜的典型例子，该DLC薄膜是类金刚石（Diamondlikecarbon）薄膜的简称，是具有与金刚石相似的物性（例如，高硬度）的碳膜。目前，使用DLC薄膜的DLC覆膜作为各种模具、工具等的保护膜被广泛使用。根据该DLC薄膜形成的模具、工具的种类、形状以及尺寸的不同，有时DLC薄膜的形成是很容易的，但有时也非常难以形成。在模具表面与工具顶端附近表面等位置形成DLC膜是较容易的。然而，例如，拉深成形时会使用冲头，在与冲头相对应的模具上形成有孔，即，孔的内周壁与冲头的外周壁相对应，对于这样的模具的内周壁而言，在其上形成DLC薄膜是非常困难的。

然而，尽管很困难，却依然有很多时候需要形成DLC薄膜。特别是，对于拉深工序中的连续成型模具或压铸成形模具而言，很多时候其上形成有内径很小的（孔的）构成的内周壁，此时，为了在长时间内保持模具整体的完整性（可使用性），需要在模具内周壁上形成DLC薄膜。

作为形成DLC薄膜的装置而言，例如，存在有如下一种溅射成膜装置（下面将其称为第1现有装置），在该溅射成膜装置中，于溅射靶和被处理物支架之间存在离子化（用）空间，在该离子化空间中形成等离子体，溅射成膜装置具有磁铁机构，该磁铁机构用于形成磁场，从而使等离子体中被离子化的溅射粒子向被处理物移动（参见专利文献1）。另外，还存在如下一种溅射成膜装置（下面将其称为第2现有装置），在该溅射成膜装置中，磁铁机构的配置位置为，从溅射靶一侧来看，磁铁机构位于被处理物的背面（后面）（参见专利文献2）。上述第1现有装置与第2现有装置的作用在于，利用磁场的作用防止等离子体扩散，从而使等离子体以较高的密度到达被处理物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明专利公开公报特开2006-307243号（0037段、图1、2）

专利文献2：日本发明专利公开公报特开平10-259480号（0047段～0050段、图5）

然而，采用第1现有装置与第2现有装置虽然能够提高等离子体的密度，但是，对于具有内径较小的（孔的）模具内周壁以及工具这样的具有小径孔的对象物而言，在需要于孔的内周形成薄膜时，使用第1现有装置与第2现有装置却不能满足其要求。这是因为，为了使等离子体到达小径孔内并且到达较深的位置，仅仅是提高等离子体的密度是不够的，还需要有能够积极地使等离子体到达所期望的部位的机构。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，对以上述平板状的被处理物为处理对象的现有的装置进行改进，从而得到一种不但能够在平板状被处理物的外表面上形成薄膜而且能够在小径孔的周壁等位置上形成薄膜的薄膜形成方法以及薄膜形成装置，进而，本发明还能够提供由上述薄膜形成方法进行薄膜形成处理而得到的模具或者工具。关于其详细内容，将在下面逐项进行说明。另外，对任何一个权利要求（技术方案）中所涉及的发明进行说明时使用的用语的定义等，与权利要求的种类以及顺序无关，只要在性质上可能，也同样适用于其他的权利要求。

在本发明的薄膜形成方法中，在减压容器内，对含有目标薄膜成分的原料气体供电，使所述原料气体等离子化，将其引导到被处理物上从而在被处理物上形成薄膜，另外，薄膜形成方法中包括由磁场产生机构产生的磁场对等离子体进行控制而使所述等离子体形成的等离子流向着所述被处理物表面的所期望部位汇聚的工序。本发明中所述的薄膜可以是直接形成在能够磁化的部位的表面上，也可以是在该表面上先形成中间层，通过该中间层使薄膜间接地形成在该表面上。“等离子体”是指含有电子、中性粒子、离子的电离气体。为了促进等离子体的离子化过程，可以设置离子化机构（例如，高频电发生装置）等，为了促进等离子化，可以使用辅助气体与载体气体。另外，“所期望的部位”是指，被处理物的全部部位中想要使等离子体汇聚到达的部位。另外，被处理物的形成部件（毛坯）包括：金属（有无可磁化性皆可）、陶瓷、树脂或者它们的复合材料，还包括除此之外的所有能够在其上形成薄膜的部件。被处理物的形状没有特别限定，有无平面或者曲面、有无凹凸、有无通孔等等皆可。另外，所期望部位的设定也没有任何限定，例如，在被处理物具有平面部或曲面部时，设定为平面部或曲面部，同样，在被处理物具有凹凸时，可以设定为凹部的内壁、底部或者凸部的顶端，在具有通孔时，可以设定为通孔的内壁，等等…，这些部位全部或者一部分都可设定为所期望的部位。

采用上述薄膜形成方法，通过供电使原料气体等离子化，所产生的等离子体所形成的“等离子流”在磁场的控制下向所述被处理物的所期望部位汇聚（收敛）。因而，等离子体中所含有的薄膜成分能够堆积在所期望的部位，从而在此部位形成薄膜。由于等离子能够向所期望部位汇聚，因而，能够使等离子体到达采用现有方法难以到达的部位。从而，平面与大径孔的周壁自不必说，即使被处理物上具形成有例如小径孔时，也能够在小径孔的周壁这样的部位有效、不遗漏地形成薄膜。

在上述薄膜形成方法中，所述磁场产生机构可以包括磁铁与电磁铁的至少其中之一。

采用这样的方法，在使用磁铁时，不必设置电源即可形成磁场产生机构，从而能够使结构简单；在使用电磁铁时，可以通过通电控制等得到所期望的磁场。

在上述薄膜形成方法中，，所述磁场产生机构可以配置在所述被处理物的位于所述原料气体流入一侧与所述被处理物的所期望部位的背面侧这两侧中的至少一侧。

采用这样的方法，能够容易地使“等离子流”向被处理物的所期望部位汇聚。

在上述薄膜形成方法中，所述磁场产生机构可以配置在所述原料气体流入一侧的空间中，并且对着所述被处理物。

由于磁场产生机构位于面对所述被处理物的空间位置，因而不但能够使等离子流汇聚，而且能够促进等离子化。磁场产生机构的设置位置没有特别的限定，可以根据原料气体的提供方法、被处理物、所要求的薄膜特性来适当地进行选择。

在上述薄膜形成方法中，所述磁场产生机构可以是至少一部分被磁化的所述被处理物。

采用这样的方法，通过使被处理物的至少是可磁化部位被磁化，从而能够使可磁化部位本身起到使等离子体汇聚的作用。

在上述薄膜形成方法中，所述磁场产生机构可以包括磁铁与电磁铁的至少其中之一、以及、至少一部分被磁化的所述被处理物。

采用这样的方法，等离子体的汇聚由磁铁与电磁铁的至少其中之一、以及、至少一部分被磁化的所述被处理物实现。

在上述薄膜形成方法中，所述磁铁与所述电磁铁可以配置在所述被处理物的位于所述原料气体流入一侧与所述被处理物的所期望部位的背面侧这两侧中的至少一侧。

采用这样的方法，磁场能够在被处理物的正面侧与背面侧中的至少一侧对等离子体的汇聚进行控制。

在上述薄膜形成方法中，所述磁铁与所述电磁铁可以配置在所述原料气体流入一侧的空间中，并且对着所述被处理物。

采用这样的方法，由于磁场产生机构与被处理物相对，因而能够以简单的方式将等离子体导向所述被处理物的期望部位。

本发明的薄膜形成装置包括：减压容器，其具有排气系统；原料气体供给机构，其用于向所述减压容器内提供含有目标薄膜成分的原料气体；等离子体产生机构，其用于使所述原料气体供给机构所提供的原料气体产生等离子体；磁场产生机构，其产生磁场，对所述等离子体形成的等离子流进行控制，使该等离子流向着所述被处理物表面的所期望部位汇聚。其中，等离子体产生机构的动作原理没有特别限定，例如可以是PVD（PhysicalVaporDeposition，物理气相沉积）方式、CVD（ChemicalVaporDeposition,化学气相沉积）方式、这些方式的中间方式、以及不论其名称是什么只要是能够产生等离子体的成膜方式皆可。

采用上述薄膜形成装置，由原料气体所产生的等离子体所形成的“等离子流”在磁场产生机构所产生的磁场的控制下向所述被处理物的所期望部位汇聚（收敛）。因而，等离子体中所含有的薄膜成分能够堆积在所期望的部位，从而在此部位形成薄膜。由于等离子能够向所期望部位汇聚，因而，能够使等离子体到达采用现有方法难以到达的部位。从而，平面与大径孔的周壁自不必说，即使被处理物上具形成有例如小径孔时，也能够在小径孔的周壁这样的部位有效、不遗漏地形成薄膜

在上述薄膜形成装置中，所述磁场产生机构可以包括磁铁与电磁铁的至少其中之一。

采用这样的装置，对等离子体进行控制的磁场由磁铁或者电磁铁的至少其中之一产生。在使用磁铁时，不必设置电源即可形成磁场产生机构，从而能够使结构简单；在使用电磁铁时，可以通过通电控制等得到所期望的磁场。

在上述薄膜形成装置中，所述磁场产生机构可以配置在所述被处理物的位于所述原料气体流入一侧与所述被处理物的所期望部位的背面侧这两侧中的至少一侧。

采用这样的装置，“使等离子体的汇聚”由配置在上述位置的磁铁与电磁铁的至少其中之一进行。

在上述薄膜形成装置中，所述磁场产生机构可以配置在所述被处理物的所述原料气体流入一侧与所述被处理物的所期望部位的背面侧这两侧中的至少一侧。

采用这样的装置，磁场的控制在上述配置的位置进行。

在上述薄膜形成装置中，所述磁场产生机构可以配置在所述原料气体流入一侧的空间中，并且对着所述被处理物。

采用这样的结构，由于磁场产生机构对着被处理物，因而能够以简单的方式实现等离子体的提供。

在上述薄膜形成装置中，所述磁场产生机构可以是至少一部分被磁化的所述被处理物。

采用这样的装置，通过使可磁化部位被磁化，从而由可磁化部位本身产生用于使等离子体汇聚的磁场。

在上述薄膜形成装置中，所述磁场产生机构可以包括磁铁与电磁铁的至少其中之一、以及、至少一部分被磁化的所述被处理物。

采用这样的装置，等离子体的汇聚由配置在上述位置的磁铁与电磁铁的至少其中之一实现。

在上述薄膜形成装置中，所述磁铁与所述电磁铁可以配置在所述被处理物的所述原料气体流入一侧与所述被处理物的所期望部位的背面侧这两侧中的至少一侧。

采用这样的装置，磁场控制在被处理物的正面侧与背面侧这两侧中的至少一侧进行。

在上述薄膜形成装置中，所述磁铁与所述电磁铁可以配置在所述原料气体所流入一侧的空间中，并且对着所述被处理物。

采用这样的装置，由于磁场产生机构对着被处理物，因而能够以简单的方式实现等离子体的提供。

本发明的被处理物是具有由上述的薄膜形成方法所形成的薄膜的被处理物。

采用这样的被处理物，由于是使等离子体汇聚而形成薄膜的被处理物，因而薄膜形成容易并且薄膜与被处理物之间的接合性较好。特别是，在通孔或凹部的周壁上也形成有薄膜。虽然通孔或凹部的深度、口径、形状等有各种各样，但是，在采用现有方法不能形成薄膜的通孔或凹部的周壁深处以及凹部的底部（如果有的话）也能形成薄膜。采用这样的模具的话，非常适合拉深成形等加工，可利用模具上的通孔或凹部将金属平板冲压成杯形。

所述被处理物可以为模具或工具。

采用这样的模具或工具，由于是使等离子体汇聚而形成薄膜的模具或工具，因而薄膜形成容易并且与薄膜之间的接合性较好。特别是，在通孔或凹部的周壁上也形成有薄膜。虽然通孔或凹部的深度、口径、形状等有各种各样，但是，在采用现有方法不能形成薄膜的通孔或凹部的周壁深处以及凹部的底部（如果有的话）也能形成薄膜。采用这样的模具的话，非常适合拉深成形等加工，可利用模具上的通孔或凹部将金属平板冲压成杯形。

本发明的效果

采用本发明，能够使等离子体汇聚在小径孔的周壁等部位容易地形成薄膜并且所形成的薄膜的接合性较佳。因而，对于具有小径孔、需要使小径孔的周壁与其他部件产生滑动接触的模具或工具而言，能够防止这样的模具与工具的破损与磨耗。另外，在使形成有薄膜的可磁化部位相对于其他的部件产生滑动接触时，能够有效地降低其与该部件之间产生的滑动摩擦。

附图说明

图1为用于说明本实施方式的薄膜形成装置的结构的主视示意图；

图2为用于说明本实施方式的变形例中的薄膜形成装置的结构的主视示意图；

图3为表示图1所示的薄膜形成装置的被处理物周围结构的局部放大图。

具体实施方式

下面对实施本发明的具体方式（下面称为本实施方式）进行说明。在本实施方式中，对用于在被处理物的期望部位形成DLC膜的薄膜形成装置以及薄膜形成方法进行说明。其中，先对本实施方式中的薄膜形成装置进行说明，之后对使用该薄膜形成装置而实施的薄膜形成方法进行说明。

（薄膜形成装置的大致结构）

本实施方式中的薄膜形成装置1具有：减压容器3，该减压容器3具有排气系统31；气体导入机构21，其用于向减压容器3内导入规定的气体（含有目标薄膜成分的原料气体）；等离子体产生机构10，其用于使气体导入机构21（原料气体供给机构）所供给的原料气体产生等离子体；溅射靶5，其设置在减压容器3内；溅射电源7，其用于使溅射靶5产生溅射；离子化机构11，其用于使由于溅射而从溅射靶5上发出的溅射粒子离子化；被处理物支架13，其用于将被处理物10保持在离子化的溅射粒子能够入射到的位置；磁透镜（环形磁铁（磁体））15，其用于使溅射靶5所发出的粒子（等离子体）向所期望的位置汇聚（收敛）。溅射靶5与溅射电源7构成本实施方式中的等离子体产生机构10。在不需要离子化机构11与磁透镜15时，可以将它们分别省略掉。

（减压容器）

减压容器3是例如由不锈钢这样的金属构成的气密性容器，其具有闸阀（未示出）。减压容器3电气性地接地。排气系统31由具有涡轮分子泵与扩散泵等（未示出）的多级的真空排气系统构成，能够对减压容器3进行排气使其内部压力达到10^-8Torr的程度。另外，排气系统31具有孔径可变的阻尼孔等构成的排气速度调整器（未示出），从而能够调整排气速度。

（溅射靶）

溅射靶5的结构根据所要形成的薄膜的种类设定，在本实施方式中，为例如厚度10mm、直径100mm左右的圆板状碳靶，通过绝缘体（未示出）安装在减压容器3上。溅射靶5的前表面（图1中的下表面）面对被处理物101配置，溅射电源107对溅射靶5施加100V左右的负电压。虽然本实施方式中没有采用，不过，可以在溅射靶5的背面也设置背面磁铁机构（未示出），从而能够进行磁控管溅射（magnetronsputtering）。另外，虽然在本实施方式中采用的是碳靶，然而，本发明并不限于此，另外，可以根据实际的情况适当地选择溅射靶的形状与安装位置等。关于溅射电源，可以根据所选择的溅射靶在使二者相匹配的范围内自由选择。

（气体导入机构）

气体导入机构21由储存有氩（Ar）（也可以是氮（N2）、氧（O2）、氙（Xe）等）的储气瓶与阀（皆未示出）等构成。氩气是用于对原料气体G1的等离子化进行辅助的辅助气体G2。另外，在本实施方式中，原料气体G1为从溅射靶5被打出的碳粒子构成。

（离子化机构）

在薄膜形成装置内，作为碳离子从溅射靶5向被处理物10移动的经过路径设定有原料气体供给空间S，本实施方式中的离子化机构11用于使原料气体供给空间S中产生高频等离子体。本实施方式中的离子化机构11为与溅射靶5连接的高频电源（RF电源）。该高频电源例如可以适当地采用频率为13.56MHz、输出功率为500W左右的电源。由高频电源通过被处理物支架13在原料气体供给空间中形成高频电场，由气体导入机构21所导入的气体被该高频电场等离子化从而形成等离子体P。溅射靶发出的粒子在等离子体P中移动时，与其中的电子、离子产生碰撞从而被离子化。

（被处理物支架）

图1中所示的附图标记13表示被处理物支架。被处理物支架13完全由金属构成，由对被处理物10直接进行物理保持和电连接的保持部13a与一端与保持部13a连接的支承部13b构成。支承部13b的另一端通过绝缘物22支承在减压容器33上，从而，被处理物101与被处理物支架13共同被支承在减压容器3内。被处理物支架13的（被加压容器33支承的）支承位置设定为，使得其所保持的被处理物101位于汇聚到所期望部位的等离子体能够入射的位置。最好是由直流电源23使被处理物支架13上被施加负的直流偏压。从而，被处理物101被施加负的直流偏压，对等离子体P中的离子形成吸引，因而，有助于促进薄膜的形成。

（被处理物的结构）

本实施方式中的被处理物101为模具。被处理物101具有多个（本实施方式中为2个）截面呈圆形的通孔101h，该通孔101h具有周壁101w。被处理物支架101上沿着等离子体的汇聚方向（图1中的上下方向）形成有与这些通孔101h相连通的通孔。在本实施方式中，将该通孔101h的周壁101w的向着等离子体方向上的开口的入口附近的部分设定为应该形成薄膜的所期望部位。另外，在本实施方式中，以模具作为被处理物101的例子，然而，例如也可以是工具，此外，需要形成薄膜的全部对象物都包含在本发明的范围内。本发明可以适用于对具有通孔或者虽然不是通孔但具有凹部等的被处理物进行薄膜形成处理。

（磁透镜）

附图标记15表示用于使等离子体P中离子化的碳粒子加速的磁透镜。本实施方式中所采用的磁透镜15为中央具有圆形开口15h的环形磁铁。磁透镜15的作用在于，由其产生的磁场使离子加速从而有效地到达被处理物101。磁透镜15的构成方式并不限于环形，也可以采用其他方式的磁铁，或者采用能够达成相同的目的的、磁铁以外的机构。另外，作为环形磁铁15的代替，或者与环形磁铁15并用，可以设置电磁铁（未示出）。另外，在不需要磁透镜15时，可以将其省略。

（磁铁机构的结构）

磁铁机构51由环形的永磁铁构成。即，磁铁机构51具有圆形的磁铁本体51a，磁铁本体51具有中央开口（中央孔）51h，中央开口51h由周壁（圆周壁）51w围成（即，中央开口51h具有周壁51w）。磁铁本体51a的外径比通孔101h（周壁（圆周壁）101w）的直径大，周壁51w的内径与周壁101w的内径相同或者比该周壁101w的内径稍大。磁铁机构51为用于使被处理物101磁化的磁铁，在磁化后，可以将磁铁机构51从被处理物101上卸下。不论是否卸下磁铁机构51，被处理物101都保持一部分被磁化的状态。另外，在上面，上述磁铁机构15配置在被处理物101的所期望部位（通孔101的周壁101w）的里侧，然而，可以在此基础上，或者代替此结构，在所期望部位位于原料气体供给侧（原料气体流入的一侧）配置磁铁机构51。

（薄膜形成方法）

下面对使用薄膜形成装置1在被处理物表面上形成薄膜的方法进行说明。本发明的薄膜形成方法为：在减压容器内，对含有目标薄膜成分的原料气体供电（本实施方式中为高频电），使原料气体等离子化，将其导向到被处理物（本实施方式中为具有通孔的模具）上，从而在被处理物上形成薄膜。在该薄膜形成方法中具有如下这样的工序：即，由磁场产生机构所产生的磁场所形成的控制，使上述等离子体形成的“等离子流（flux）”向上述被处理物的所期望部位（本实施方式中为通孔101h的周壁101w）汇聚。

原料气体G1由对碳靶5进行溅射从而击出的碳粒子构成，即原料气体G1是内部产生的气体。另外，为了促进等离子化学反应，可以使用辅助气体G2，辅助气体G2可以从氩气、氮气、氧气、氙气等中选择1种以上。

另外，在减压容器3的外部（也可以是内部）使磁铁（也可以是电磁铁）直接或间接吸附在被处理物上。具体而言，使磁铁机构51吸附在从原料气体的供给侧看时的、被处理物101（所期望部位）的里侧（背面侧）。从而，在磁场的控制下等离子体向所期望部分流动汇聚。另外，也可以不是设置在所期望部位的里侧（背面一侧），而是设置在原料气体供给侧，也可以在里侧与原料气体供给侧这两侧都设置磁铁机构51。磁铁机构51的吸附位置（配置位置）最好是能够包围通孔101h的位置。这是由于，通孔101h内部是等离子体（离子）最难到达的部位，因而，使磁铁机构51包围通孔101h设置能够使等离子体向该部位汇聚。在本实施方式中，磁化方向设定为，使得所磁化的被处理物101的磁力线的方向为从等离子产生机构10向通孔101h内的方向，即，靠近等离子体产生机构10一侧为N极，远离等离子体产生机构10一侧为S极（参照图3）。然而，磁化方向也可以设定为与此相反。从而，在环形磁铁的作用下，磁力线L向通孔101h中汇聚，从而，使溅射的物质（离子）能够被较大程度地向通孔101h中引导汇聚。之后，将吸附有磁铁机构51的被处理物101装入减压容器3内，将其支承在被处理物支架13上，之后将减压容器3的开关门（未示出）关闭并密封。

之后，驱动未示出的真空排气系统，对减压容器3内进行减压，并且，由气体供给机构21将辅助气体G2导入减压容器3内。这里，使减压容器3内产生等离子体P，将等离子体P（其中含有离子）供给到被处理物101上。通过磁透镜15的磁场控制作用使等离子体P向被处理物101的所期望部位汇聚。

在由环形磁铁15、磁铁机构51以及至少一部分被磁化的被处理物101自身这三者中的任一个或者较佳的组合（磁场产生机构）所形成的磁场控制下，使等离子体P向所期望的部位汇聚，使被处理物101吸引等离子体P中含有的离子，所吸引的（碳）离子堆积在被处理物101的表面上而形成薄膜。被处理物101所具有的通孔101h的周壁101w也吸引离子，从而等离子体P所到达的范围内的周壁101w部分也堆积有离子，从而在此处形成薄膜。

另外，如上所述，本实施方式中的原料气体G1为对碳靶5进行撞击而产生的气体，然而，如下所述，也可以是由从外部导入减压容器3内的气体构成，即，可以是导入到内部的气体（导入内部的气体），也可以使用内部产生的气体与导入到内部的气体这两方。

实施例

下面，对根据使用薄膜形成装置1所进行的上述薄膜形成方法而在被处理物上形成薄膜时所得到的结果进行说明。其中，被处理物101为用于拉深加工成形揿钮（按扣、子母扣）的阳扣的连续生产成形模具。该模具上形成有两个用于承受揿钮的突起部的通孔（直径4mm）101h。溅射靶3为碳靶。

首先，使环形磁铁（磁铁机构51）吸附在模具（被处理物101）的里侧（背面侧）表面（从溅射靶5一侧看时的里侧表面）上，并且包围各个通孔101h。此时，模具的至少一部分被磁化。环形磁铁使用的是在各自的厚度方向上具有N、S极的外径为24mm、内径为8mm、高度为9mm的300mT的钐钴磁铁，将两片这样的磁铁在厚度方向上重叠在一起。所磁化的模具分别构成为，靠近溅射靶3的一侧为N极而远离溅射靶3的一侧为S极。将吸附着磁铁的模具支承在被处理物支架13上并且呈能够通电的状态，在被处理物3与减压装置3之间施加200V的直流电压。将减压容器3内部排气至压力为10^-8Tcrr的程度，使内部形成为含氩气（辅助气体G2）的环境。施加给碳靶的高频电为频率为13.56MHz、功率为700W的电力。磁透镜使用的是外径为42mm、内径为34mm、高度为8mm、剩磁为210mT的环形钐钴磁铁，并且这样的磁铁在厚度方向上设置1片而构成磁透镜。

在此状态下，为了在被处理物101的表面上成膜成中间层，而进行22分钟的薄膜形成处理，为了形成主要层再进行136分钟的薄膜形成处理，之后，卸下模具，所卸下的模具上形成的薄膜如下：

1）面对溅射靶的表面上自不必说，在通孔的内壁上也形成了薄膜，并且形成至与通孔的内径（4mm）尺寸大致相同的深度处（即，距离模具表面4mm）。

2）形成有薄膜的模具表面以及内壁的部位是对揿钮的阳扣这样的杯状部件进行拉深成形时实际所用到的部分（模具与成形部件（毛坯）相滑动接触的部分）。因而可知，至少在对拉深模具进行薄膜形成处理中，本发明有很大的用处。

3）通孔周壁中，位于成膜部位（形成有薄膜的部位）下方的部位（没有形成薄膜的部位）为不会与成形部件接触的倒锥形部分。因而，这部分虽没有形成薄膜，但对于该模具而言不会成为缺陷。

另外，所形成的薄膜的厚度为400nm左右，其威氏（vickers）硬度根据测量结果推定的话，是3500HV。使用形成有这样的薄膜的模具对揿钮进行100000次的冲压加工，薄膜也完全没有剥落的现象产生。

（本实施方式的变形例）

下面参照图2对本实施方式的变形例进行说明。除了等离子体产生机构的结构之外，图2所示的薄膜形成装置1＇与之前所说明的上述实施方式中的薄膜形成装置1的结构基本相同。因而，在下面的说明中，以等离子体产生机构的结构为中心进行说明，对于其他的部件，使用与图1中的附图标记相同的附图标记表示，尽量省略了对其的文字说明。

薄膜形成装置1＇所具有的等离子体产生机构17具有：双极电极（对称电极），该双极电极由配置在减压容器3内并且相对于减压容器3处于绝缘状态的电极73a与电极73b构成；高频电源75，其用于对电极73a与电极73b提供高频电力；等离子体控制装置77，其用于对高频电源75进行控制从而对等离子体P的产生进行控制。高频电源75与等离子体控制装置77最好是收装在密封盒（未示出）中，以防止高次谐波产生的不利影响。由气体导入机构21构成的原料气体导入机构21向减压容器3内导入原料气体（碳氢化合物类（系）气体，例如甲烷（CH₄））G1，由辅助气体导入机构21b向减压容器3内导入辅助气体（氩气、氧气、氮气、氙气等）。

在等离子体产生机构71的作用下，原料气体G1在辅助气体G2存在的环境下被等离子化，在离子化空间S中产生等离子体P。其他的结构、作用效果与上述实施方式相同。

附图标记说明

1、薄膜形成装置；3、减压容器；5、溅射靶；7、溅射电源；9、气体导入机构；10、等离子体产生机构；11、离子化机构；11、高频电源；13、被处理物支架；15、磁透镜；21、气体导入机构；21a、原料气体导入机构；21b、辅助气体导入机构；22、绝缘体；23、直流电源；31、排气系统；41、71、等离子体产生机构；51、磁铁机构；101、被处理物；J、磁力线；P、等离子体；S、原料气体供给空间。

Claims (8)

1.一种薄膜形成方法，其中，在减压容器内，对含有目标薄膜成分的原料气体供电，使所述原料气体等离子化，将其引导到被处理物上从而在被处理物上形成薄膜，其特征在于，

包括由磁场产生机构产生的磁场对等离子体进行控制而使所述等离子体形成的等离子流向着所述被处理物表面的所期望部位汇聚的工序，所述磁场产生机构包括至少一部分被磁化的所述被处理物。

2.根据权利要求1所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述磁场产生机构包括磁铁与电磁铁的至少其中之一、以及至少一部分被磁化的所述被处理物。

3.根据权利要求2所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述磁铁或所述电磁铁配置在所述被处理物的所述原料气体流入一侧与所述被处理物的所期望部位的背面侧这两侧中的至少一侧。

4.根据权利要求2或3所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述磁铁或所述电磁铁配置在所述原料气体所流入一侧的空间中，并且对着所述被处理物。

5.一种薄膜形成装置，其特征在于，

包括：

减压容器，其具有排气系统；

原料气体供给机构，其用于向所述减压容器内导入含有目标薄膜成分的原料气体；

等离子体产生机构，其用于使所述原料气体供给机构所导入的原料气体产生等离子体；

磁场产生机构，其产生磁场，对所述等离子体形成的等离子流进行控制，使该等离子流向着被处理物表面的所期望部位汇聚，

所述磁场产生机构包括至少一部分被磁化的所述被处理物。

6.根据权利要求5所述的薄膜形成装置，其特征在于，所述磁场产生机构包括磁铁与电磁铁的至少其中之一、以及至少一部分被磁化的所述被处理物。

7.根据权利要求6所述的薄膜形成装置，其特征在于，所述磁铁或所述电磁铁配置在所述被处理物的位于所述原料气体流入一侧与所述被处理物的所期望部位的背面侧这两侧中的至少一侧。

8.根据权利要求6或7所述的薄膜形成装置，其特征在于，所述磁铁或所述电磁铁配置在所述原料气体流入一侧的空间中，并且对着所述被处理物。