JP2003268544A - 工具の成膜装置および成膜方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具Ｔに成膜作業を行うに際して、列をなす
成膜治具４…の最先端の成膜治具４に保持された工具Ｔ
に著しく膜厚の厚い被膜が成膜されるのを防ぐ。 【解決手段】 被膜が成膜される工具Ｔを保持する成膜
治具４と、この成膜治具４を収容可能なチャンバーと、
このチャンバー内に収容された工具Ｔの表面に物理蒸着
法によって被膜を生成する蒸着源とを備え、成膜治具４
を、１または工具Ｔの先後端方向に連ねられた複数の成
膜治具４…により構成される列をなしてチャンバー内に
収容されるようにし、この列のうち工具Ｔの先後端方向
の最先端に位置する成膜治具４の先端側には、この成膜
治具４に保持された工具Ｔの先端との間に間隔をあけて
工具Ｔの先端に対向する対向面８Ａを備えた板状部材８
を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドリルやエンドミ
ル等の工具に各種被膜を物理蒸着法によって成膜するた
めの工具の成膜装置および成膜方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の工具においては、特にその切刃
が形成される工具本体の先端部の表面に、Ｔｉ系コーテ
ィング被膜等の硬質被膜をイオンプレーティング等の物
理的蒸着法によって成膜して、耐摩耗性等を向上させる
ことにより工具寿命の延長を図ることが行われている。
そして、このような硬質被膜の成膜は、板状をなす治具
本体の一方の面に工具の後端部をこの一方の面側に向け
て保持する保持部が設けられた成膜治具を用いて、この
成膜治具の上記保持部により工具を保持して成膜装置の
チャンバーに収容し、チャンバー内の蒸着源によって保
持部から露出した工具先端部の表面に被膜を成膜してゆ
くといったバッチ式の作業によって行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
して工具表面に被膜を成膜するに際して、工具の先後端
の間の長さすなわち工具長の異なる複数種の工具をまと
めて成膜装置のチャンバーに収容して１バッチで被膜を
成膜しようとする場合には、工具の種類ごとに複数種の
上記成膜治具を用意して、これらの成膜治具を工具の先
後端方向、すなわち当該工具がドリルやエンドミルのよ
うな軸状のものである場合にはその軸線方向に一定の間
隔をあけて複数段積み重ねて列を構成し、また工具の種
類が多い場合にはこのような列を複数列構成するように
してチャンバーに収容するようにしている。ところが、
このように複数種の工具にまとめて被膜を成膜しようと
すると、成膜の蒸着条件が同じであるにも関わらず、成
膜された被膜の膜厚が工具の種類ごと、すなわち工具長
ごとに異なるものとなってしまうという問題が生じるこ
とがあり、このため、このように異なる工具長の複数の
工具に等しい膜厚の被膜を成膜する場合には、その工具
長ごとに別々のバッチで成膜作業を行わなければならな
くなったりして、作業効率の著しい劣化を招く結果とな
る。また、特に上記複数段の成膜治具を積み重ねた列に
おいては、たとえ各段の成膜治具に保持される工具の工
具長が同じであったとしても、工具先後端方向の最先端
の成膜治具においては、これよりも後端側の成膜治具と
比べ、保持された工具に成膜された被膜の膜厚が著しく
厚くなってしまうという問題があった。

【０００４】本発明は、このような背景の下になされた
もので、このように工具に成膜作業を行うに際して、第
１には上述のような列をなす成膜治具の最先端の成膜治
具に保持された工具に著しく膜厚の厚い被膜が成膜され
るのを防ぐことが可能な成膜装置を提供し、さらには工
具長の異なる複数種の工具に対して同一のバッチでも等
しい膜厚の被膜を成膜することが可能な工具の成膜装置
および成膜方法を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】ここで、本発明の発明者
らは、このような課題を解決するために種々の実験を試
みた結果、同一バッチで成膜される被膜の膜厚は、工具
長の相違に関わらず、個々の成膜治具に保持された工具
の先端と、この成膜治具の上記先後端方向の１つ先端側
に隣接する成膜治具の治具本体の他方の面、すなわち上
記保持部が設けられる一方の面とは反対側にあって上記
工具の先端に対向することとなる対向面との間隔に応じ
て一定となるとの知見を得るに至った。これは、成膜時
にチャンバー内には蒸着源から発せられた被膜を生成す
る粒子が略均一な濃度で分散させられているため、この
工具の先端と対向面との間隔を一定として工具の先端側
に上記対向面によって仕切られる空間の大きさも一定と
すれば、この空間の大きさに応じて分散する粒子によっ
て等しい膜厚の被膜が工具表面に成膜されることによる
ものであると考えられる。そして、成膜治具を複数段に
重ねた上記列においては、後端側の成膜治具に保持され
た工具は、その１つ先端側の成膜治具の治具本体の他方
の面が上記対向面となって上記空間の大きさが限定され
るのに対し、最先端の成膜治具の先端側にはこのような
対向面が配されないので、被膜を生成する粒子の量も限
定されず、このため膜厚の厚い被膜が成膜されることに
なるものと考えられる。

【０００６】そこで、このような知見に基づき、まず上
記第１の目的を達成するために、本発明の成膜装置は、
被膜が成膜される工具を保持する成膜治具と、この成膜
治具を収容可能なチャンバーと、このチャンバー内に収
容された上記工具の表面に物理蒸着法によって被膜を生
成する蒸着源とを備え、上記成膜治具を、１または上記
工具の先後端方向に連ねられた複数の成膜治具により構
成される列をなして上記チャンバー内に収容されるよう
にし、この列のうち上記工具の先後端方向の最先端に位
置する成膜治具の先端側には、この成膜治具に保持され
た工具の先端との間に間隔をあけて該工具の先端に対向
する対向面を備えた板状部材を配設したことを特徴とす
るものであり、こうして板状部材を配設して対向面を形
成することにより、この列の最先端の成膜治具に保持さ
れた工具の先端側の空間の大きさも一定として、この工
具表面に成膜される被膜の膜厚が厚くなりすぎるのを防
ぐことができる。なお、この列は１つの成膜治具によっ
て構成されていてもよく、この場合にも該成膜治具に保
持される工具表面の被膜が厚くなりすぎるのを防いで所
定の膜厚に制御することが可能となる。一方、この列が
複数の上記成膜治具によって構成されるとともに、これ
らの成膜治具は、板状をなす治具本体の一方の面に、上
記工具の後端部をこの一方の面側に向けて保持する保持
部が設けられて構成され、かつこの一方の面を上記工具
の先後端方向の先端側に向けて連ねられている場合、こ
の列のうち上記最先端に位置する成膜治具以外の成膜治
具においては、その１つ先端側の成膜治具の上記治具本
体が上記板状部材とされてその他方の面が上記対向面と
なる。

【０００７】また、このようにして上記列をなすすべて
の成膜治具の工具先端側に対向面が配設されるようにす
れば、この対向面と工具先端との間の間隔を略一定とす
ることにより、異なる工具長の複数種の工具の間でも同
一のバッチで略一定の膜厚の被膜を成膜することが可能
となる。そこで、本発明の成膜装置はさらに、先後端の
間の工具長の異なる複数種の工具を種類ごとに保持する
複数種の上記成膜治具を備え、このうち少なくとも２種
の成膜治具同士の間では、それぞれの成膜治具に保持さ
れた上記工具の先端とこの工具の先端に対向する上記対
向面との間の間隔Ｈの差が１０mm以内とされていること
を特徴とし、また本発明の成膜方法は、先後端の間の工
具長の異なる複数種の工具を種類ごとに複数種の成膜治
具に保持し、これらの成膜治具をチャンバー内に収容し
て物理蒸着法により被膜を生成する工具の成膜方法であ
って、上記工具の先後端方向における各成膜治具の先端
側には、この成膜治具に保持された工具の先端との間に
間隔をあけて該工具の先端に対向する対向面を備えた板
状部材を配設するとともに、上記複数種の成膜治具のう
ち少なくとも２種の成膜治具同士の間では、それぞれの
成膜治具に保持された上記工具の先端とこの工具の先端
に対向する上記対向面との間の間隔Ｈの差を１０mm以内
とすることを特徴とする。すなわち、この間隔Ｈの差が
１０mm以内であれば、これら少なくとも２種の成膜治具
に保持された工具の表面に略一定の膜厚の被膜を成膜す
ることが可能となる。

【０００８】ところで、このような成膜装置および成膜
方法によれば、上述のように間隔Ｈの差を１０mm以内と
した少なくとも２種の成膜治具の間で、これらの成膜治
具に保持された少なくとも２種の工具の表面に等しい膜
厚の被膜を成膜することができるが、これらの成膜治具
以外に、上記間隔Ｈが、これら少なくとも２種の一部の
成膜治具の間隔Ｈの差が１０mm以内となる範囲と異なる
大きさとなる他の一部の成膜治具をチャンバーに収容し
て同一バッチで成膜を行えば、この同一のバッチで上記
一部の成膜治具の工具とは異なる膜厚の被膜をこの他の
一部の成膜治具に保持された工具に成膜することがで
き、膜厚に応じて異なるバッチで作業を行ったりする必
要がなくなってより効率的である。そこで、本発明の成
膜装置においてはさらに、先後端の間の工具長の異なる
少なくとも３種の工具を種類ごとに保持する少なくとも
３種の上記成膜治具を備え、このうち少なくとも２種よ
りなる一部の成膜治具同士の間では、それぞれの成膜治
具に保持された上記工具の先端とこの工具の先端に対向
する上記対向面との間の間隔Ｈの差が１０mm以内とされ
る一方、他の一部の成膜治具における上記間隔Ｈは、上
記一部の成膜治具同士の間隔Ｈの差が１０mm以内となる
範囲と異なる大きさとされていることを特徴とし、また
本発明の成膜方法ではさらに、先後端の間の工具長の異
なる少なくとも３種の工具を種類ごとに少なくとも３種
の上記成膜治具にそれぞれ保持し、このうち少なくとも
２種よりなる一部の成膜治具同士の間では、それぞれの
成膜治具に保持された上記工具の先端とこの工具の先端
に対向する上記対向面との間の間隔Ｈの差を１０mm以内
とする一方、他の一部の成膜治具における上記間隔Ｈ
を、上記一部の成膜治具同士の間隔Ｈの差が１０mm以内
となる範囲と異なる大きさとすることを特徴とする。

【０００９】また、これらの場合にはさらに、上記他の
一部の成膜治具をさらに少なくとも２種の成膜治具より
構成し、これらの他の一部の成膜治具同士の間でも上記
間隔Ｈの差を１０mm以内とすれば、上記少なくとも２種
の一部の成膜治具とこれら少なくとも２種の他の一部の
成膜治具との間で、それぞれに保持された工具に、互い
の部では膜厚が異なり、しかしながら同一の部では膜厚
の略等しい被膜を同一のバッチで成膜することが可能と
なる。さらに、これらの成膜治具を、上記工具の先後端
方向に延びる治具中心線回りに回転可能に支持して上記
チャンバー内に収容したり、あるいはこのチャンバー内
に、テーブル中心線回りに回転可能とされた治具テーブ
ルを備えて、上記成膜治具をこの治具テーブルの上記テ
ーブル中心線を中心とした円周上に該成膜治具に保持さ
れた上記工具の先後端方向を上記テーブル中心線方向に
向けて配設したりすれば、各成膜治具に保持される工具
間においても被膜の膜厚の均一化を図ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は、本発明の成膜
装置の一実施形態を示すものである。このうち図１にお
いて符号１で示すのは、当該成膜装置のチャンバーであ
り、このチャンバー１内には、その中央に垂直なテーブ
ル中心軸Ｏ回りに回転可能とされた大径の円板状のテー
ブル２が配設されるとともに、このテーブル２を挟んだ
チャンバー１の両内壁部には、該チャンバー１内に収容
された工具Ｔに物理的蒸着法によって被膜を成膜する蒸
着源３，３が設けられている。そして、テーブル２の上
記テーブル中心線Ｏを中心とした円の円周上には、図３
に示すような成膜治具４が周方向に等間隔に複数箇所
（本実施形態では６カ所）に配設されていて、テーブル
２の回転に伴い図１に示すようにテーブル中心線Ｏ回り
に一定の方向に一定の速度で周回可能とされている。

【００１１】ここで、本実施形態において被膜が成膜さ
れる工具Ｔは、ドリルやエンドミル、あるいはリーマな
ど、軸状あるいは円柱状の工具本体を有してその先端部
に切刃が形成されるとともに、後端部が当該工具Ｔを工
作機械の主軸に取り付けるためのシャンク部とされたも
のであり、この切刃の外径が当該工具Ｔの工具外径Ｄと
される。なお、上記シャンク部の外径はこの工具外径Ｄ
と異なる大きさであっても構わない。そして、これに合
わせて本実施形態における成膜治具４は、図３に示すよ
うに円板状の治具本体５の一方の面（上面）５Ａに、工
具Ｔ後端側の上記シャンク部が嵌挿可能な円筒状の保持
部（パイプ）６が複数、該治具本体５がなす円板の中心
線すなわち治具中心線Ｃを中心とした円周上に等間隔
に、かつその中心線を上記治具中心線Ｃと平行にして形
成された構成とされている。従って、工具Ｔは、シャン
ク部とされる後端部が治具本体５の上記一方の面５Ａ側
に向けられて保持部３の嵌挿されて保持され、この保持
状態で工具Ｔの中心軸線は該一方の面５Ａに垂直かつ上
記治具中心線Ｃに平行とされるとともに、この中心軸線
に沿った該工具Ｔの先後端方向も、該一方の面５Ａに垂
直に治具中心線Ｃに平行に延びる方向となる。

【００１２】さらに、本実施形態では、このような成膜
治具４が、図２に示すようにテーブル２の上記複数箇所
にそれぞれ上記テーブル中心線Ｏに平行に延びるように
設けられた支柱７に、この支柱７の中心線に上記治具中
心線Ｃを一致させて上下に複数段ずつ（本実施形態では
２段ずつ）、互いに同軸かつそれぞれの治具本体５がそ
の一方の面５Ａをすべて上向きとして平行となるよう
に、また該治具中心線Ｃ方向に工具Ｔの工具長Ｌよりも
大きな間隔をあけて連ねられるように支持されて配設さ
れており、これら複数段の成膜治具４，４により１の列
の成膜治具が構成されている。なお、本実施形態では、
これら複数段の成膜治具４…は、支柱７の中心線方向に
おける位置が調節可能に取り付けられており、またテー
ブル４の複数箇所に複数段ずつ配設される複数の成膜治
具４…の治具本体５は、すべて同形同大とされている。
従って、これらの成膜治具４に保持される上記工具Ｔ
も、すべてその先端部が上向きとされることとなり、ま
た上記列において下段に配された成膜治具４に保持され
る工具Ｔの先端側には、この工具Ｔの先端との間に治具
中心線Ｃ方向に間隔Ｈをあけて、上段すなわち工具Ｔの
先後端方向における最先端の成膜治具４の治具本体５の
他方の面（下面）５Ｂが、この工具Ｔの先端に対向する
ように配設されることとなって、この上段の成膜治具４
の治具本体５が本実施形態において下段の成膜治具４に
対する板状部材とされ、その上記他方の面５Ｂが下段の
成膜治具４の工具Ｔに対する対向面とされる。

【００１３】そして、さらに各列における上段すなわち
上記先後端方向最先端の成膜治具４の先端側には、上記
支柱７が延長された上に治具本体５と同形同大の円板状
をなす天板８が、やはりその中心線を支柱７の中心線に
一致させて同列の成膜治具４と同軸かつ該成膜治具４の
治具本体５と平行となるように、また上段の成膜治具４
の治具本体５との間に工具Ｔの工具長Ｌよりも大きな間
隔をあけて、該支柱７の上端に取り付けられて配設され
ており、従ってこの上段の成膜治具４に保持された工具
Ｔの先端側には、この天板８の下面８Ａが間隔Ｈをあけ
て配設されることとなって、この天板８が本実施形態に
おいて上記列のうち工具Ｔの先後端方向の最先端に位置
する成膜治具４に対する板状部材とされ、その上記下面
８Ａがこの成膜治具４に保持された工具Ｔの先端との間
に間隔Ｈをあけて該工具Ｔの先端に対向する対向面とさ
れる。なお、こうして支柱７に支持された複数段の成膜
治具４…および天板８は、テーブル２の上記複数箇所に
おいてそれぞれその治具中心線Ｃ回りにやはり一定の方
向に一定の速度で回転可能とされており、従って成膜治
具４…は、図１に示すように自身がこの治具中心線Ｃ回
りに自転しながら上記テーブル中心線Ｏの回りを公転さ
せられつつ、上記保持部６から露出した工具Ｔの先端部
の表面に蒸着源３，３によって被膜が成膜されることと
なる。

【００１４】従って、このように構成された成膜装置に
おいては、こうして支柱７に支持された複数段の成膜治
具４…のうち最上段の成膜治具４、すなわち上記列をな
す成膜治具４のうち工具Ｔの先後端方向の最先端に位置
する成膜治具４の先端側に、板状部材として上記天板８
が配設され、この天板８の下面８Ａにより、上記最先端
の成膜治具４に保持された工具Ｔの先端との間に間隔Ｈ
をあけて該工具Ｔの先端に対向する対向面が形成されて
いるので、この最先端（上段）の成膜治具４に保持され
た工具Ｔの先端側の空間を上記先後端方向において所定
の大きさに仕切ることができ、この空間中に分散されて
被膜を生成する粒子の量も一定に制限することが可能と
なる。このため、こうして複数段の成膜治具４…をチャ
ンバー２に収容して成膜を施した際に、この最上段の成
膜治具４に保持された工具Ｔに著しく膜厚の厚い被膜が
成膜されるような事態を防ぐことができる。また、本実
施形態では、このように成膜治具４の列が複数の成膜治
具４…によって構成されるとともに、各成膜治具４は、
板状の治具本体５の一方の面５Ａに保持部６が設けられ
て構成されて上記列においてこの一方の面５Ａを工具Ｔ
の先端側に向けて連ねられており、従って下段の成膜治
具４においても、上段の成膜治具４の治具本体５が板状
部材とされてその他方の面５Ｂが上記対向面とされるの
で、保持された工具Ｔに著しく厚い被膜が成膜されるこ
とはない。

【００１５】しかも、本実施形態の成膜装置およびこれ
を用いた工具Ｔの成膜方法においては、この下段の成膜
治具４の工具Ｔ先端とその対向面となる上段の成膜治具
４の他方の面との間隔Ｈや、上記上段の成膜治具４の工
具Ｔ先端とその対向面となる天板８の下面８Ａとの間隔
Ｈを、例えば上述のように支柱７の中心線方向における
成膜治具４…の位置を調整して適宜に設定することによ
り、１バッチで異なる工具長Ｌの工具Ｔに略等しい厚さ
の被膜を成膜したりすることができる。すなわち、本実
施形態では、個々の成膜治具４には工具長Ｌおよび工具
外径Ｄの等しい同じ種類の複数の工具Ｔ…が保持される
とともに、上述のようにテーブル２の複数箇所に複数段
ずつ配設される複数の成膜治具４…のうち、少なくとも
２つの成膜治具４…には、工具長Ｌが互いに異なる複数
種の工具Ｔが保持され、しかしながらこれらの成膜治具
４に保持された工具Ｔの先端とこの工具Ｔの先端に対向
する上記対向面（上段の成膜治具４にあっては天板８の
下面８Ａ、下段の成膜治具４にあっては上段の成膜治具
４の治具本体５の他方の面５Ｂ）との間の上記間隔Ｈ同
士の差は、１０mm以内の範囲となるようにされている。
さらに、この少なくとも２つの成膜治具４…より成る一
部の成膜治具４…以外の、他の一部の成膜治具４におい
ては、保持された工具Ｔの先端とその対向面との間隔Ｈ
が、上記一部の成膜治具４…における上記間隔Ｈの差が
１０mm以内となる範囲と異なる大きさとされており、し
かもこの他の一部の成膜治具４もまた、工具長Ｌの異な
る複数種の工具Ｔを保持した少なくとも２つの成膜治具
４…によって構成され、かつこれらの他の一部の成膜治
具４…同士の間でも上記間隔Ｈの差が１０mm以内とされ
ている。

【００１６】ここで、上記実施形態の成膜装置を用いた
本発明の成膜方法の一実施形態について、より具体的に
説明すると、本実施形態では、工具Ｔは超硬合金等の硬
質材料によって形成された円柱状のエンドミルであっ
て、次表１に示すようにその工具外径Ｄはいずれも５．
０mmとされ、また成膜治具４としては、外径１１０mmの
円板状をなす治具本体５の上記一方の面５Ｂに保持部６
として長さ３５．０mmのパイプが２７本、治具中心線Ｃ
を中心とした直径Ｒが１００mmの円の円周上に等間隔に
取り付けられたものを使用した。なお、この保持部６と
されるパイプの長さは、保持される工具Ｔのシャンク部
の長さと同じであり、またこのパイプの内径は上記シャ
ンク部が嵌挿可能な大きさとされている。そして、これ
らの成膜治具４…のうち、表１における成膜治具４Ａ〜
４Ｆを上記一部の成膜治具４…とし、また成膜治具４Ｇ
〜４Ｌを他の一部の成膜治具４…とし、同表１に示すよ
うに、それぞれ工具長Ｌの異なる３種の上記工具Ｔを保
持して、異なる設置位置（支柱７の上段か下段）に設置
し、さらにこの工具Ｔ先端と対向面との間隔Ｈを異なる
大きさとしてチャンバー１内に収容し、同一バッチにお
いて物理的蒸着法によって被膜の成膜を行った。

【００１７】

【表１】

【００１８】すなわち、上記一部の成膜治具４Ａ〜４Ｆ
は、その設置位置に関わらず工具Ｔの先端と対向面との
間隔Ｈが２０．００〜３０．００mmの１０mm以内の範囲
とされたものであり、これに対して上記他の一部の成膜
治具４Ｇ〜４Ｌは、いずれもその工具Ｔ先端と対向面と
の間隔Ｈが、この範囲とは異なる大きな間隔とされ、し
かしながらこれら他の一部の成膜治具４Ｇ〜４Ｌの間で
は、５５．００〜６５．００mmの１０mm以内の範囲とさ
れている。そして、これらの成膜治具４Ａ〜４Ｌに保持
された工具Ｔに被膜を成膜した後、各工具Ｔをその先端
から２mmの位置で切断し、工具Ｔ表面部分の断面をＳＥ
Ｍによって観察して、上記被膜の膜厚を測定した。この
膜厚の測定結果の平均値を各成膜治具４ごとに上記表１
に合わせて示すとともに、上下段の成膜治具における上
記間隔Ｈごとに、工具長Ｌと膜厚との関係を図４に示
す。なお、このときの蒸着条件は、アークイオンプレー
ティング法で（Ａｌ_0.5Ｔｉ_0.5）Ｎ被膜を成膜し、成膜
時間は１００分であった。また、これらに対する比較と
して、表１に示すように上記成膜治具４と同じ成膜治具
４Ｍ〜４Ｏを用いてそれぞれに上記３種の工具Ｔを保持
し、これらを支柱７の上段に設置するとともに、その対
向面となるべき下面８Ａを備えた天板８を取り付けない
で、上記と同一の条件で成膜を行い、その被膜の膜厚を
測定した。この結果も表１および図４に合わせて示す。

【００１９】しかして、これら表１および図４の結果よ
り、まず保持された工具Ｔ先端とその対向面との間隔Ｈ
がそれぞれ１０mmの範囲内にある一部の成膜治具４Ａ〜
４Ｆおよび他の一部の成膜治具４Ｇ〜４Ｌでは、互いに
は膜厚は大きく異なり、間隔Ｈが大きいものほど膜厚も
厚くなっているものの、それぞれでは工具長Ｌが異なっ
ているにも関わらず０．２μｍ程度の誤差の範囲で略等
しい膜厚が得られていることが分かる。しかも、このう
ち上段すなわち列をなす成膜治具４…の工具Ｔ先後端方
向の最先端に位置する一部の成膜治具４Ｂ，４Ｄ，４Ｆ
および他の一部の成膜治具４Ｈ，４Ｊ，４Ｌでは、著し
く膜厚が大きくなるようなことはなく、むしろ下段に位
置する一部の成膜治具４Ａ，４Ｃ，４Ｅや他の一部の成
膜治具４Ｇ，４Ｉ，４Ｋとそれぞれに等しい膜厚が得ら
れている。ところが、これに対して対向面を備えた板状
部材となる天板８を取り付けなかった成膜治具４Ｍ〜４
Ｏにおいては、工具Ｔに成膜された被膜の膜厚が、互い
には略等しいものの著しく厚いものとなってしまい、こ
の工具Ｔを切削に用いたところ一部に被膜の剥離が確認
された。

【００２０】従って、この対向面を備えた板状部材とな
る天板８を備えた上記構成の成膜装置においては、上段
の成膜治具４に保持された工具Ｔの被膜がこのように著
しく厚くなるのを防ぐことができて、剥離などの生じる
ことの少ない被膜を成膜することができ、かかる被膜の
有する耐摩耗性の向上効果などを長期に亙って維持して
工具寿命の延長を図ったりすることが可能となる。ま
た、上記実施形態の成膜装置および成膜方法において
は、工具長Ｌの異なる複数種の工具Ｔを同一のバッチで
処理しても、成膜治具４…間の上記間隔Ｈの差を１０mm
以内の範囲とすることによって互いに等しい膜厚の被膜
を確実に成膜することができ、しかもこの間隔Ｈが上記
範囲とは異なる他の一部の成膜治具４を備えれば、やは
り同一バッチで異なる膜厚の被膜も形成することがで
き、さらにはこれら間隔Ｈの異なるもの同士でもその差
を各々１０mm以内とすることにより、それぞれ複数種ず
つの工具Ｔに互いに異なり、しかしそれぞれでは略等し
い膜厚の被膜を形成することができる。これは、蒸着条
件が同じなら異なるバッチであっても同様である。この
ため、多種多数の工具Ｔに対してそれぞれに応じた膜厚
の被膜を同時に成膜することが可能となるので、上記構
成の成膜装置および成膜方法によれば、きわめて効率的
な成膜作業を図ることが可能となる。

【００２１】また、上記実施形態では、各成膜治具４…
がチャンバー１内に設けられたテーブル２に配設され
て、自身も治具中心線Ｃ回りに回転するとともにこのテ
ーブル２のテーブル中心線Ｏ回りにも回転可能とされて
おり、従って上述のように多種多数の工具Ｔがチャンバ
ー１内に収容されるときでも、個々の工具Ｔの表面に成
膜される被膜の膜厚を均一にすることができ、より確実
に当該工具Ｔに高い耐摩耗性を与えて工具寿命の延長を
図ったりすることができる。加えて、本実施形態の成膜
治具４では、工具Ｔが略円柱状の工具本体を有してその
先端部に切刃が形成されたエンドミルであるのに対し、
保持部６がこの工具本体の基端部が嵌挿可能な円筒状の
ものとされており、すなわち硬質被膜等を成膜する必要
のないシャンク部には円筒状の保持部６によって成膜を
防ぎつつ、当該工具本体を確実に保持して安定した成膜
を行うことができるという利点も得られる。

【００２２】なお、本実施形態では、工具Ｔとしてこの
ようにエンドミルの先端部表面に被膜を成膜する場合に
ついて説明したが、これ以外の例えばドリルやリーマな
どといった円柱状の工具Ｔの成膜に本発明を適用するこ
とも勿論可能であり、また保持部の形状を変えるなどす
れば、これら以外の工具Ｔの成膜にも適用可能である。
さらに、本実施形態ではこの工具Ｔの表面にＴｉ系被膜
を成膜しているが、このような硬質被膜を成膜すること
によって工具Ｔに耐摩耗性を付与する場合以外にも、他
の種の機能的被膜を物理的蒸着法により成膜する場合に
も適用可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の工具の成
膜装置によれば、１または複数の成膜治具による列の最
先端に位置する成膜治具に保持された工具の被膜が著し
く厚くなってしまうのを防ぐことができる。また、少な
くとも２種の成膜治具同士の間で、保持された上記工具
の先端とこの工具の先端に対向する対向面との間の間隔
Ｈの差を１０mm以内とすることにより、本発明の成膜装
置および成膜方法によれば、異なる工具長を有する複数
種の工具に同一バッチで成膜を行う場合でも、これらの
工具間で等しい膜厚の被膜を成膜することができ、これ
により多種多数の工具を１つの成膜装置で１度に成膜処
理することが可能となって、成膜作業の著しい効率化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の成膜装置の一実施形態を示す平面図
である。

【図２】 図１に示す実施形態においてテーブル２に配
設される複数段の成膜治具４…の（イ）側面図、（ロ）
工具Ｔを保持した成膜治具４の平面図である。

【図３】 図１に示す実施形態に用いられる成膜治具４
の（イ）側面図、（ロ）平面図である。

【図４】 本発明の成膜方法の実施形態および比較例に
よる工具長Ｌと膜厚との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ チャンバー ２ テーブル ３ 蒸着源 ４ 成膜治具 ５ 治具本体 ５Ａ 治具本体５の一方の面 ５Ｂ 治具本体５の他方の面（対向面） ６ 保持部 ７ 支柱 ８ 天板 ８Ａ 天板８の下面（対向面） Ｃ 治具中心線 Ｏ テーブル中心線 Ｔ 工具 Ｄ 工具外径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 泰司 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179番地 １ エムエムシーコベルコツール株式会社 内 (72)発明者 田中 裕介 兵庫県明石市魚住町金ヶ崎西大池179番地 １ エムエムシーコベルコツール株式会社 内 (72)発明者 長谷川 明宏 岐阜県安八郡神戸町大字横井字中新田1528 番地 三菱マテリアル株式会社岐阜製作所 内 Ｆターム(参考） 4K029 BD05 JA03 JA06

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被膜が成膜される工具を保持する成膜治
   具と、この成膜治具を収容可能なチャンバーと、このチ
   ャンバー内に収容された上記工具の表面に物理蒸着法に
   よって被膜を生成する蒸着源とを備え、上記成膜治具
   は、１または上記工具の先後端方向に連ねられた複数の
   成膜治具により構成される列をなして上記チャンバー内
   に収容されており、この列のうち上記工具の先後端方向
   の最先端に位置する成膜治具の先端側には、この成膜治
   具に保持された工具の先端との間に間隔をあけて該工具
   の先端に対向する対向面を備えた板状部材が配設されて
   いることを特徴とする工具の成膜装置。
2. 【請求項２】 上記列は複数の上記成膜治具によって構
   成されるとともに、これらの成膜治具は、板状をなす治
   具本体の一方の面に、上記工具の後端部をこの一方の面
   側に向けて保持する保持部が設けられて構成され、かつ
   この一方の面を上記工具の先後端方向の先端側に向けて
   連ねられ、この列のうち上記最先端に位置する成膜治具
   以外の成膜治具においては、その１つ先端側の成膜治具
   の上記治具本体が上記板状部材とされてその他方の面が
   上記対向面とされていることを特徴とする請求項１に記
   載の工具の成膜装置。
3. 【請求項３】 先後端の間の工具長の異なる複数種の工
   具を種類ごとに保持する複数種の上記成膜治具を備え、
   このうち少なくとも２種の成膜治具同士の間では、それ
   ぞれの成膜治具に保持された上記工具の先端とこの工具
   の先端に対向する上記対向面との間の間隔Ｈの差が１０
   mm以内とされていることを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載の工具の成膜装置。
4. 【請求項４】 先後端の間の工具長の異なる少なくとも
   ３種の工具を種類ごとに保持する少なくとも３種の上記
   成膜治具を備え、このうち少なくとも２種よりなる一部
   の成膜治具同士の間では、それぞれの成膜治具に保持さ
   れた上記工具の先端とこの工具の先端に対向する上記対
   向面との間の間隔Ｈの差が１０mm以内とされる一方、他
   の一部の成膜治具における上記間隔Ｈは、上記一部の成
   膜治具同士の間隔Ｈの差が１０mm以内となる範囲と異な
   る大きさとされていることを特徴とする請求項１ないし
   請求項３のいずれかに記載の工具の成膜装置。
5. 【請求項５】 上記他の一部の成膜治具がさらに少なく
   とも２種の成膜治具より構成され、これらの他の一部の
   成膜治具同士の間で上記間隔Ｈの差が１０mm以内とされ
   ていることを特徴とする請求項４に記載の工具の成膜装
   置。
6. 【請求項６】 上記成膜治具は、上記工具の先後端方向
   に延びる治具中心線回りに回転可能に支持されて上記チ
   ャンバー内に収容されることを特徴とする請求項１ない
   し請求項５のいずれかに記載の成膜装置。
7. 【請求項７】 上記チャンバー内には、テーブル中心線
   回りに回転可能とされた治具テーブルが備えられてい
   て、上記成膜治具は、この治具テーブルの上記テーブル
   中心線を中心とした円周上に、該成膜治具に保持された
   上記工具の先後端方向を上記テーブル中心線方向に向け
   て配設されることを特徴とする請求項１ないし請求項６
   のいずれかに記載の工具の成膜装置。
8. 【請求項８】 先後端の間の工具長の異なる複数種の工
   具を種類ごとに複数種の成膜治具に保持し、これらの成
   膜治具をチャンバー内に収容して物理蒸着法により被膜
   を生成する工具の成膜方法であって、上記工具の先後端
   方向における各成膜治具の先端側には、この成膜治具に
   保持された工具の先端との間に間隔をあけて該工具の先
   端に対向する対向面を備えた板状部材を配設するととも
   に、上記複数種の成膜治具のうち少なくとも２種の成膜
   治具同士の間では、それぞれの成膜治具に保持された上
   記工具の先端とこの工具の先端に対向する上記対向面と
   の間の間隔Ｈの差を１０mm以内とすることを特徴とする
   工具の成膜方法。
9. 【請求項９】 先後端の間の工具長の異なる少なくとも
   ３種の工具を種類ごとに少なくとも３種の上記成膜治具
   にそれぞれ保持し、このうち少なくとも２種よりなる一
   部の成膜治具同士の間では、それぞれの成膜治具に保持
   された上記工具の先端とこの工具の先端に対向する上記
   対向面との間の間隔Ｈの差を１０mm以内とする一方、他
   の一部の成膜治具における上記間隔Ｈを、上記一部の成
   膜治具同士の間隔Ｈの差が１０mm以内となる範囲と異な
   る大きさとすることを特徴とする請求項８に記載の工具
   の成膜方法。
10. 【請求項１０】 上記他の一部の成膜治具をさらに少な
    くとも２種の成膜治具より構成し、これらの他の一部の
    成膜治具同士の間でも上記間隔Ｈの差を１０mm以内とす
    ることを特徴とする請求項９に記載の工具の成膜方法。
11. 【請求項１１】 上記成膜治具を、上記工具の先後端方
    向に延びる治具中心線回りに回転可能に支持して上記チ
    ャンバー内に収容することを特徴とする請求項８ないし
    請求項１０のいずれかに記載の工具の成膜方法。
12. 【請求項１２】 上記チャンバー内において上記成膜治
    具を、テーブル中心線回りに回転可能とされた治具テー
    ブルの該テーブル中心線を中心とした円周上に、該成膜
    治具に保持された上記工具の先後端方向を上記テーブル
    中心線方向に向けて配設することを特徴とする請求項８
    ないし請求項１１のいずれかに記載の工具の成膜方法。