JP2020117739A - Manufacturing method of object with film - Google Patents

Manufacturing method of object with film Download PDF

Info

Publication number
JP2020117739A
JP2020117739A JP2019007131A JP2019007131A JP2020117739A JP 2020117739 A JP2020117739 A JP 2020117739A JP 2019007131 A JP2019007131 A JP 2019007131A JP 2019007131 A JP2019007131 A JP 2019007131A JP 2020117739 A JP2020117739 A JP 2020117739A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
target material
chamber
pulse
negative bias
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019007131A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ダニエル ポポビッチ
Popovici Daniel
ダニエル ポポビッチ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2019007131A priority Critical patent/JP2020117739A/en
Priority to PCT/JP2019/045637 priority patent/WO2020149006A1/en
Publication of JP2020117739A publication Critical patent/JP2020117739A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

To provide a manufacturing method of an object with a film, the manufacturing method providing an excellent coverage of the film.SOLUTION: A manufacturing method of an object with a film includes a first step where a sputtering apparatus 2 including a pulse power supply 5 connected to a target material 4, and a negative bias device 6 is prepared, and a second step where a film 50 is formed on a surface 21 of an object 15 by a large-power impulse magnetron sputtering apparatus. In the second step, a pressure within a chamber 3 is 0.25 Pa or more and 0.70 Pa or less, a negative bias voltage applied from the negative bias device 6 is -95 V or less, a negative pulse power applied from the pulse power supply 5 to the target material 4 is 2 W/cmor more and 4.5 W/cmor less, a pulse frequency is 600 Hz or more, a pulse time Tis 30×10second or more and 60×10second or less, and a plasma area 17 generated by the large-power impulse magnetron sputtering encompasses the object 15.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、膜付き対象物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a film-coated object.

従来、大電力インパルスマグネトロンスパッタリング（Ｈｉ ＰＩＭＳ：Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ Ｓｕｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）（別称：高出力インパルスマグネトロンスパッタリング）によって、膜を対象物の表面に形成することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。 BACKGROUND ART Conventionally, it is known that a film is formed on a surface of an object by high power impulse magnetron sputtering (Hi PIMS) (also known as high-power impulse magnetron sputtering) (see, for example, Patent Document 1). ..).

特許文献１には、大電力インパルスマグネトロンスパッタリングでは、大電力をターゲット材料に瞬間的にチャージ（印加）して、プラズマを形成しながら、金属を効率よくイオン化し、イオン化された金属粒子を対象物の表面に付着させることが開示されている。 In Patent Document 1, in high-power impulse magnetron sputtering, a large amount of power is instantaneously charged (applied) to a target material to efficiently ionize a metal while plasma is formed and ionized metal particles are targeted. It is disclosed to be attached to the surface of.

また、特許文献１には、大電力インパルスマグネトロンスパッタリングでは、ターゲット材料のイオン化率が高く、また、対象物が負のバイアスでチャージ（印加）されることから、イオン化された金属粒子が、凹部に引き込まれ易く、そのため、膜の付き回り性に優れることも開示されている。 Further, in Patent Document 1, in high-power impulse magnetron sputtering, the ionization rate of the target material is high, and since the target object is charged (applied) with a negative bias, the ionized metal particles are deposited in the recesses. It is also disclosed that the film is easily drawn in, and therefore the film has excellent throwing power.

東京都立産業技術研究センター研究報告、第１０号、２０１５年Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Center Research Report, No. 10, 2015

しかるに、対象物の形状によっては、対象物に対する膜のより高いレベルの付き回り性が要求される。 However, depending on the shape of the object, a higher level of throwing power of the film with respect to the object is required.

本発明は、膜の付き回り性に優れる膜付き対象物の製造方法を提供する。 The present invention provides a method for producing a film-coated object having excellent film throwing power.

本発明（１）は、チャンバ、前記チャンバに収容されるターゲット材料、前記チャンバに接続されるスパッタリングガス供給装置、前記ターゲット材料に電気的に接続されるパルス電源装置、および、負バイアス装置を備えるスパッタリング装置を準備する第１工程、前記チャンバ内に、対象物を、前記ターゲット材料と間隔が隔てられ、かつ、前記負バイアス装置に電気的に接続されるように配置して、前記スパッタリングガス供給装置からスパッタリングガスを前記チャンバ内に供給しつつ、前記負バイアス装置から前記対象物に負のバイアスを印加しながら、前記パルス電源装置から前記ターゲット材料に負のパルスを印加する大電力インパルスマグネトロンスパッタリングにより、前記対象物の面に膜を形成する第２工程を備え、前記第２工程において、前記チャンバ内の圧力が、０．２５Ｐａ以上、０．７０Ｐａ以下であり、前記負バイアス装置から印加される負のバイアスの電圧が、−９５Ｖ以下であり、前記ターゲット材料の表面積に対する、前記パルス電源装置から印加される負のパルスの電力が、２Ｗ／ｃｍ２以上、４．５Ｗ／ｃｍ２以下であり、前記パルスの周波数が、６００Ｈｚ以上であり、前記パルスの時間が、３０×１０−６秒以上、６０×１０−６秒以下であり、前記第２工程における大電力インパルスマグネトロンスパッタリングにより発生するプラズマの領域が、前記対象物を包含する、膜付き対象物の製造方法を含む。 The present invention (1) includes a chamber, a target material contained in the chamber, a sputtering gas supply device connected to the chamber, a pulse power supply device electrically connected to the target material, and a negative bias device. First step of preparing a sputtering apparatus, arranging an object in the chamber so as to be spaced apart from the target material and electrically connected to the negative bias apparatus, and to supply the sputtering gas. High power impulse magnetron sputtering for applying a negative pulse from the pulse power supply device to the target material while applying a negative bias to the object from the negative bias device while supplying a sputtering gas into the chamber from the device. According to the second step of forming a film on the surface of the object, the pressure in the chamber is 0.25 Pa or more and 0.70 Pa or less in the second step, and is applied from the negative bias device. negative bias voltage that is not more than -95V, to the surface area of the target material, the power of the negative pulse applied from the pulse power supply, 2W / cm 2 or more, 4.5 W / cm 2 or less Yes, the frequency of the pulse is 600 Hz or more, the time of the pulse is 30×10 −6 seconds or more and 60×10 −6 seconds or less, and is generated by the high-power impulse magnetron sputtering in the second step. The plasma region includes a method of manufacturing a film-coated object including the object.

この製造方法では、第２工程において、チャンバ内の圧力と、負のバイアスの電圧と、ターゲット材料の表面積に対する負のパルスの電力と、負のパルスの周波数と、負のパルスの時間とが、上記した範囲内にあり、第２工程において、負のパルスの印加により形成されるプラズマの領域に、対象物を包含させる。そのため、対象物が、複雑な形状を有していても、かかる対象物の面に膜を確実に形成することができる。その結果、この膜付き対象物の製造方法は、膜の付き回り性に優れる。 In this manufacturing method, in the second step, the pressure in the chamber, the voltage of the negative bias, the power of the negative pulse with respect to the surface area of the target material, the frequency of the negative pulse, and the time of the negative pulse are: Within the above range, in the second step, the target is included in the region of plasma formed by the application of the negative pulse. Therefore, even if the object has a complicated shape, the film can be reliably formed on the surface of the object. As a result, this method for producing an object with a film is excellent in the throwing power of the film.

本発明（２）は、前記面は、前記対象物において、前記ターゲット材料に面する第１面に対して前記ターゲット材料の反対側に位置する第２面を有する、（１）に記載の膜付き対象物の製造方法を含む。 The present invention (2) is the film according to (1), wherein the surface has a second surface located on the opposite side of the target material from the first surface facing the target material in the object. Including a method of manufacturing an attached object.

この製造方法では、面が、第１面に対してターゲット材料の反対側に位置する第２面を有していても、イオン化された金属粒子が、互いに衝突、および／または、チャンバ内のガス粒子と衝突して、金属粒子の軌道を大きく変動でき、イオン化された金属粒子を、第２面に到達させることができる。そのため、膜を第２面に確実に形成することができる。 In this manufacturing method, the ionized metal particles collide with each other and/or gas in the chamber even if the surface has a second surface located on the opposite side of the target material with respect to the first surface. By colliding with the particles, the trajectory of the metal particles can be largely changed, and the ionized metal particles can reach the second surface. Therefore, the film can be reliably formed on the second surface.

本発明（３）は、前記ターゲット材料が、第４族〜第６族から選択される少なくとも１種の元素、および／または、グラファイトである、（１）または（２）に記載の膜付き対象物の製造方法を含む。 In the present invention (3), the target with a film according to (1) or (2), wherein the target material is at least one element selected from Groups 4 to 6 and/or graphite. Includes manufacturing methods.

この製造方法では、ターゲット材料が、第４族〜第６族から選択される少なくとも１種の元素、および／または、グラファイトであるので、膜の耐腐食性を向上させることができる。 In this manufacturing method, since the target material is at least one element selected from Group 4 to Group 6 and/or graphite, the corrosion resistance of the film can be improved.

本発明の膜付き対象物の製造方法は、膜の付き回り性に優れる。 The method for producing an object with a film of the present invention is excellent in the throwing power of the film.

図１は、本発明の膜付き対象物の製造方法の一実施形態の第１工程で準備されるスパッタリング装置、および、第２工程で配置される対象物の概略図を示す。FIG. 1 shows a schematic view of a sputtering apparatus prepared in the first step and an object arranged in the second step of an embodiment of the method for manufacturing a film-coated object of the present invention. 図２は、図１に示すスパッタリング装置により、大電力インパルスマグネトロンスパッタリングを実施する第２工程を説明する概略図を示す。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a second step of performing high-power impulse magnetron sputtering with the sputtering apparatus shown in FIG. 図３は、第２工程において、所望の条件を満足しない大電力インパルスマグネトロンスパッタリングを実施する比較例を説明する概略図を示す。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a comparative example in which high power impulse magnetron sputtering that does not satisfy desired conditions is performed in the second step.

本発明の膜付き対象物の製造方法の一実施形態を図１〜図２を参照して説明する。 One embodiment of the method for producing an object with a film of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１〜図２に示すように、この膜付き対象物１の製造方法は、スパッタリング装置２を準備する第１工程、および、大電力インパルスマグネトロンスパッタリングにより、対象物１５の面２１に膜５０を形成する第２工程を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, in the method of manufacturing the object 1 with a film, the film 50 is formed on the surface 21 of the object 15 by the first step of preparing the sputtering apparatus 2 and the high power impulse magnetron sputtering. A second step of forming is provided.

図１に示すように、第１工程におけるスパッタリング装置２は、チャンバ３、ターゲット材料４、スパッタリングガス供給装置７、パルス電源装置５、および、負バイアス装置６を備える。 As shown in FIG. 1, the sputtering device 2 in the first step includes a chamber 3, a target material 4, a sputtering gas supply device 7, a pulse power supply device 5, and a negative bias device 6.

チャンバ３は、密閉された空間３０を、所定の圧力で確保できる耐圧容器である。なお、チャンバ３は、図示しない減圧ポンプと接続されている。また、チャンバ３は、アース配線１６Ｅを介してアース接続（接地）される。これにより、チャンバ３の内面は、ゼロ電位となっている。 The chamber 3 is a pressure resistant container that can secure the sealed space 30 at a predetermined pressure. The chamber 3 is connected to a decompression pump (not shown). Further, the chamber 3 is grounded (grounded) via a ground wire 16E. As a result, the inner surface of the chamber 3 has zero potential.

ターゲット材料４は、チャンバ３内に収容されている。ターゲット材料４は、例えば、平板形状を有する。ターゲット材料４は、面方向に延びるターゲット第１主面１３と、ターゲット第１主面１３に間隔を隔てて平行して配置されるターゲット第２主面１８と、それらの周端縁を連結するターゲット側面１９とを一体的に有する。ターゲット第２主面１８は、後述するカソード板１１に接触している。また、ターゲット側面１９およびターゲット第１主面１３は、空間３０に露出する露出面を形成している。 The target material 4 is contained in the chamber 3. The target material 4 has, for example, a flat plate shape. The target material 4 connects the target first main surface 13 extending in the plane direction, the target second main surface 18 arranged in parallel to the target first main surface 13 with a space therebetween, and their peripheral edges. It has the target side surface 19 integrally. The target second main surface 18 is in contact with the cathode plate 11 described later. Further, the target side surface 19 and the target first main surface 13 form an exposed surface exposed to the space 30.

ターゲット材料４は、膜５０の材料に対応しており、特に限定されず、膜付き対象物１の用途および目的に応じて適宜選択される。例えば、金属、炭素が挙げられる。 The target material 4 corresponds to the material of the film 50 and is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the use and purpose of the film-coated object 1. Examples include metals and carbon.

具体的には、金属としては、例えば、周期表第１族〜第１６族の金属元素（ＩＵＰＡＣ ２０１３、以下同様）が挙げられ、好ましくは、耐腐食性の観点から、周期表第４族〜第６族の金属元素が挙げられ、より好ましくは、チタン（Ｔｉ）が挙げられる。また、金属としては、上記した元素の混合物である合金も挙げられる。 Specifically, examples of the metal include metal elements of Group 1 to Group 16 of the periodic table (IUPAC 2013, the same applies hereinafter), and preferably, from the viewpoint of corrosion resistance, Group 4 to Group 4 of the periodic table. A metal element of Group 6 can be used, and more preferably, titanium (Ti) can be used. Further, as the metal, an alloy which is a mixture of the above-mentioned elements can also be mentioned.

また、炭素として、耐腐食性の観点から、好ましくは、グラファイトが挙げられる。 From the viewpoint of corrosion resistance, carbon is preferably graphite.

これらは、単独使用または併用することができる。 These can be used alone or in combination.

ターゲット材料４は、カソード板１１とともに、チャンバ３内に収容されている。 The target material 4 is housed in the chamber 3 together with the cathode plate 11.

スパッタリングガス供給装置７は、チャンバ３に接続されている。スパッタリングガス供給装置７は、空間３０にスパッタリングガスを供給可能に構成されている。 The sputtering gas supply device 7 is connected to the chamber 3. The sputtering gas supply device 7 is configured to be able to supply the sputtering gas to the space 30.

スパッタリングガスは、大電力インパルスマグネトロンスパッタリングで用いられるスパッタリングガスであれば、特に限定されず、例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、窒素ガス（Ｎ２）などの不活性ガスが挙げられる。不活性ガスは、単独使用または２種以上併用することができる。好ましくは、アルゴンガス、好ましくは、ヘリウムガス、好ましくは、アルゴンガスおよびヘリウムガスの混合ガス、好ましくは、アルゴンガスおよび窒素ガスの混合ガスが挙げられる。 The sputtering gas is not particularly limited as long as it is a sputtering gas used in high-power impulse magnetron sputtering, and examples thereof include an inert gas such as helium gas, neon gas, argon (Ar) gas, and nitrogen gas (N 2 ). .. The inert gas may be used alone or in combination of two or more kinds. Preferably, an argon gas, preferably helium gas, preferably a mixed gas of argon gas and helium gas, preferably a mixed gas of argon gas and nitrogen gas is used.

上記した不活性ガスと酸素の混合ガスである反応性スパッタリングも挙げることができる。好ましくは、アルゴンガスおよび酸素の混合ガス、好ましくは、ヘリウムガスおよび酸素の混合ガス、好ましくは、アルゴンガス、ヘリウムガスおよび酸素の混合ガスが挙げられる。 Reactive sputtering, which is a mixed gas of the above-mentioned inert gas and oxygen, can also be mentioned. Preferred is a mixed gas of argon gas and oxygen, preferably a mixed gas of helium gas and oxygen, preferably a mixed gas of argon gas, helium gas and oxygen.

スパッタリングガスは、チャンバ３内の空間３０において、イオン化金属粒子５１と衝突できるガス粒子５（図２参照）を構成する。 The sputtering gas constitutes gas particles 5 (see FIG. 2) that can collide with the ionized metal particles 51 in the space 30 inside the chamber 3.

パルス電源装置５は、大電力の負のパルスをターゲット材料４に印加できるように構成されている。パルス電源装置５は、チャンバ３の外側に配置され、第１配線１６Ａおよびカソード板１１を介して、チャンバ３内のターゲット材料４と電気的に接続されている。カソード板１１は、チャンバ３内に配置されており、例えば、平板形状を有する。 The pulse power supply device 5 is configured to be able to apply a high power negative pulse to the target material 4. The pulse power supply device 5 is arranged outside the chamber 3, and is electrically connected to the target material 4 in the chamber 3 via the first wiring 16A and the cathode plate 11. The cathode plate 11 is arranged in the chamber 3 and has, for example, a flat plate shape.

第１配線１６Ａは、パルス電源装置５およびカソード板１１を接続している。 The first wiring 16A connects the pulse power supply device 5 and the cathode plate 11.

負バイアス装置６は、対象物１５に負のバイアスを印加できるように構成されている。負バイアス装置６は、チャンバ３の外側に配置され、第２配線１６Ｂを介して、チャンバ３内の対象物１５と電気的に接続される。 The negative bias device 6 is configured to apply a negative bias to the object 15. The negative bias device 6 is arranged outside the chamber 3 and is electrically connected to the object 15 in the chamber 3 via the second wiring 16B.

支持部材１２は、チャンバ３内に、カソード板１１およびターゲット材料４と間隔を隔てて対向配置されている。支持部材１２の材料としては、セラミックスなどの絶縁体（非導電体）などが挙げられる。支持部材１２は、例えば、平板形状を有しており、面方向に延びる主面１４を有する。支持部材１２の主面１４と、ターゲット材料４のターゲット面１３とは、互いに面している。主面１４は、ターゲット材料４およびカソード板１１と平行である。支持部材１２およびターゲット材料４は、例えば、主面１４およびターゲット面１３の間に後述する広いプラズマ領域１７（図２参照）が形成されるように、十分な間隔が隔てられている。 The support member 12 is arranged in the chamber 3 so as to face the cathode plate 11 and the target material 4 with a space therebetween. Examples of the material of the support member 12 include an insulator (non-conductor) such as ceramics. The support member 12 has, for example, a flat plate shape, and has a main surface 14 extending in the surface direction. The main surface 14 of the support member 12 and the target surface 13 of the target material 4 face each other. The main surface 14 is parallel to the target material 4 and the cathode plate 11. The support member 12 and the target material 4 are separated by a sufficient distance, for example, so that a wide plasma region 17 (see FIG. 2) described later is formed between the main surface 14 and the target surface 13.

なお、負バイアス装置６は、第３配線１６Ｃおよび／または第４配線１６Ｅを介して、チャンバ３および／または電源装置５に接続されていてもよい。負バイアス装置６および電源装置５は、公知の装置（例えば、非特許文献１に記載の装置）を用いることもできる。 The negative bias device 6 may be connected to the chamber 3 and/or the power supply device 5 via the third wiring 16C and/or the fourth wiring 16E. Known devices (for example, the device described in Non-Patent Document 1) may be used as the negative bias device 6 and the power supply device 5.

次に、第２工程では、まず、チャンバ３内に、対象物１５を、ターゲット材料４と間隔が隔てられ、かつ、負バイアス装置６に電気的に接続されるように配置する。 Next, in the second step, first, the object 15 is placed in the chamber 3 so as to be spaced apart from the target material 4 and electrically connected to the negative bias device 6.

対象物１５は、面２１を有する。面２１は、特に限定されず、例えば、外部から確認できる表面（外面や露出面）のみならず、外部から確認できず、撮像装置や切断加工などによって初めて確認できる内面（裏面や背面を含む）を含む。 The object 15 has a surface 21. The surface 21 is not particularly limited, and for example, not only the front surface (outer surface or exposed surface) that can be confirmed from the outside but also the inner surface (including the back surface and the back surface) that cannot be confirmed from the outside and can be confirmed for the first time by an imaging device or cutting processing including.

対象物１５は、例えば、互いに間隔が隔てられる２つの壁３１、３２と、それらを連結する連結壁３３とを有する。２つの壁３１、３２は、互いに平行しており、第１壁３１および第２壁３２を備える。 The object 15 has, for example, two walls 31 and 32 that are spaced apart from each other, and a connecting wall 33 that connects them. The two walls 31, 32 are parallel to each other and include a first wall 31 and a second wall 32.

第１壁３１は、ターゲット材料４に面する。第１壁３１は、ターゲット材料４と間隔を隔てて平行して配置されている。第１壁３１は、平板形状を有しており、ターゲット材料４に面する第１面２１と、第１面２１に対してターゲット材料４の反対側に位置する第２面２２とを有する。 The first wall 31 faces the target material 4. The first wall 31 is arranged in parallel with the target material 4 at a distance. The first wall 31 has a flat plate shape and has a first surface 21 facing the target material 4 and a second surface 22 located on the opposite side of the target material 4 with respect to the first surface 21.

第２壁３２は、第１壁３１に対してターゲット材料４の反対側に配置される。これにより、ターゲット材料４、第１壁３１および第２壁３２が、カソード板１１から支持部材１２に向かう方向（以下、対向方向とする）に順に配置される。第２壁３２は、主面１４に面する。なお、第２壁３２は、第１壁３１の第２面２２に面する第３面２３と、第３面２３に対して第１壁３１の反対側に位置する第４面２４とを有する。 The second wall 32 is arranged on the opposite side of the target material 4 with respect to the first wall 31. As a result, the target material 4, the first wall 31, and the second wall 32 are sequentially arranged in the direction from the cathode plate 11 to the support member 12 (hereinafter referred to as the facing direction). The second wall 32 faces the main surface 14. The second wall 32 has a third surface 23 facing the second surface 22 of the first wall 31 and a fourth surface 24 located on the opposite side of the first wall 31 with respect to the third surface 23. ..

連結壁３３は、例えば、第１壁３１の面方向中間部（中央部）と、第２壁３２の面方向（中央部）とを連結する。連結壁３３は、対向方向に延びる形状を有する。連結壁３３は、互いに対向する第５面２５および第６面２６を有する。 The connecting wall 33 connects, for example, the surface direction intermediate portion (center portion) of the first wall 31 and the surface direction (center portion) of the second wall 32. The connecting wall 33 has a shape extending in the opposite direction. The connecting wall 33 has a fifth surface 25 and a sixth surface 26 facing each other.

また、対象物１５は、第１邪魔板３５および第２邪魔板３６をさらに有する。 The object 15 further has a first baffle plate 35 and a second baffle plate 36.

第１邪魔板３５は、第１壁３１と一体的に形成されており、第２面２２から第３面２３に向かって延びる形状を有する。第１邪魔板３５の遊端部は、第３面２３と間隔（第１隙間）３７が隔てられている。第１隙間３７は、第２面２２および第３面２３の間の距離より狭く、そのため、第１邪魔板３５は、第２面２２および第３面２３の間におけるカチオン化金属粒子５１の通過を邪魔する。また、第１邪魔板３５は、第２面２２において、その周端縁と、連結壁３３との間に位置する。また、第１邪魔板３５は、連結壁３３の第５面２５に面している。 The first baffle plate 35 is formed integrally with the first wall 31, and has a shape extending from the second surface 22 toward the third surface 23. The free end of the first baffle plate 35 is separated from the third surface 23 by a gap (first gap) 37. The first gap 37 is narrower than the distance between the second surface 22 and the third surface 23, so that the first baffle plate 35 passes the cationized metal particles 51 between the second surface 22 and the third surface 23. Disturb The first baffle plate 35 is located between the peripheral edge of the second surface 22 and the connecting wall 33. The first baffle plate 35 faces the fifth surface 25 of the connecting wall 33.

第２邪魔板３６は、第２壁３２と一体的に形成されており、第３面２３から第２面２２に向かって延びる形状を有する。第２邪魔板３６の遊端部は、第２面２２と間隔（第２隙間）３８が隔てられている。第２隙間３８は、第２面２２および第３面２３の間の距離より狭く、そのため、第２邪魔板３６は、第２面２２および第３面２３の間におけるカチオン化金属粒子５１の通過を邪魔する。また、第２邪魔板３６は、第３面２３において、その周端縁と、連結壁３３との間に位置しており、また、対向方向に投影した投影面において、連結壁３３に対して第１邪魔板３５の反対側に位置している。また、第２邪魔板３６は、連結壁３３の第６面２６に面している。 The second baffle plate 36 is formed integrally with the second wall 32, and has a shape that extends from the third surface 23 toward the second surface 22. The free end portion of the second baffle plate 36 is separated from the second surface 22 by a gap (second gap) 38. The second gap 38 is narrower than the distance between the second surface 22 and the third surface 23, so that the second baffle 36 passes the cationized metal particles 51 between the second surface 22 and the third surface 23. Disturb In addition, the second baffle plate 36 is located between the peripheral edge of the third baffle 23 and the connecting wall 33, and also with respect to the connecting wall 33 on the projection plane projected in the opposite direction. It is located on the opposite side of the first baffle plate 35. The second baffle plate 36 faces the sixth surface 26 of the connecting wall 33.

第１邪魔板３５および第２邪魔板３６のそれぞれは、表面２７を有する。 Each of the first baffle plate 35 and the second baffle plate 36 has a surface 27.

上記した第１面２１〜第６面２６と、表面２７とは、対象物１５の面２１に含まれる。 The first surface 21 to the sixth surface 26 and the surface 27 described above are included in the surface 21 of the object 15.

なお、対象物１５は、導電部３９および第２配線１６Ｂを介して、負バイアス装置６に電気的に接続される。 The object 15 is electrically connected to the negative bias device 6 via the conductive portion 39 and the second wiring 16B.

導電部３９は、支持部材１２の主面１４と、第２壁３２の第４面２４との間に間隔が隔てられるように、それらの間に配置されている。具体的には、導電部３９は、第４面２４の端部から支持部材１２に向かって延び、主面１４に至る形状を有する。 The conductive portion 39 is arranged between the main surface 14 of the support member 12 and the fourth surface 24 of the second wall 32 so as to be spaced from each other. Specifically, the conductive portion 39 has a shape that extends from the end of the fourth surface 24 toward the support member 12 and reaches the main surface 14.

対象物１５の材料としては、例えば、ステンレス、鉄などの金属が挙げられる。 Examples of the material of the object 15 include metals such as stainless steel and iron.

第２工程において、続いて、大電力インパルスマグネトロンスパッタリングを実施する。 In the second step, subsequently, high power impulse magnetron sputtering is performed.

大電力インパルスマグネトロンスパッタリングを実施するには、まず、スパッタリングガス供給装置７からスパッタリングガスをチャンバ３内に供給しながら、図示しない減圧ポンプで、チャンバ３内を減圧する。 To carry out high-power impulse magnetron sputtering, first, while supplying the sputtering gas from the sputtering gas supply device 7 into the chamber 3, the inside of the chamber 3 is depressurized by a depressurizing pump (not shown).

チャンバ３内の圧力は、後述する低圧となるように、設定される。 The pressure in the chamber 3 is set to a low pressure described later.

なお、スパッタリングガスの供給と、チャンバ３内の減圧とによって、空間３０から大気ガス（酸素ガス、窒素ガスなど）が排除され、上記した圧力を有するスパッタリングガスがチャンバ３内に充填される。 The atmospheric gas (oxygen gas, nitrogen gas, etc.) is removed from the space 30 by supplying the sputtering gas and reducing the pressure in the chamber 3, and the chamber 3 is filled with the sputtering gas having the above-described pressure.

続いて、負バイアス装置６から対象物１５に負のバイアスを印加しながら、パルス電源装置５からターゲット材料４に負のパルスを印加する。 Subsequently, while applying a negative bias to the object 15 from the negative bias device 6, a negative pulse is applied to the target material 4 from the pulse power supply device 5.

負バイアス装置６から印加される負のバイアスは、後述するが、負の直流である。負のバイアスは、連続して（継続的に）、印加される。 The negative bias applied from the negative bias device 6 is a negative direct current, which will be described later. The negative bias is applied continuously (continuously).

パルス電源装置５からターゲット材料４に印加（チャージ）されるパルスは、所定時間ＴＯＮだけ、所定間隔（時間）ＴＯＦＦを空けて、複数回（具体的には、等しい等間隔で複数回）繰り返される。 The pulse applied (charged) from the pulse power supply device 5 to the target material 4 is a plurality of times (specifically, a plurality of times at equal equal intervals) with a predetermined time T ON and a predetermined interval (time) T OFF. Repeated.

次に、チャンバ３内の圧力と、負のバイアスの電圧と、ターゲット材料４の表面積に対する、負のパルスの電力と、負のパルスの印加の時間ＴＯＮと、負のパルスの周波数とを説明する。 Next, the pressure in the chamber 3, the voltage of the negative bias, the power of the negative pulse with respect to the surface area of the target material 4, the time T ON for applying the negative pulse, and the frequency of the negative pulse will be described. To do.

チャンバ３内の圧力は、０．２５Ｐａ以上、０．７０Ｐａ以下である。 The pressure in the chamber 3 is 0.25 Pa or more and 0.70 Pa or less.

負のバイアスの電圧は、−９５Ｖ以下である。 The voltage of the negative bias is -95V or less.

ターゲット材料４の表面積に対する負のパルスの電力は、２Ｗ／ｃｍ２以上、４．５Ｗ／ｃｍ２である。なお、上記したターゲット材料４の表面積は、ターゲット材料４におけるターゲット第１主面１３の表面積に実質的に相当する。表面積に対する負のパルスの電力は、負のパルスの電力（単位：Ｖ）を表面積（単位：ｃｍ２）で除した値である。 Power of the negative pulse to the surface area of the target material 4, 2W / cm 2 or more, a 4.5 W / cm 2. The surface area of the target material 4 described above substantially corresponds to the surface area of the target first major surface 13 of the target material 4. The power of the negative pulse with respect to the surface area is a value obtained by dividing the power of the negative pulse (unit: V) by the surface area (unit: cm 2 ).

負のパルスの周波数は、６００Ｈｚ以上である。 The frequency of the negative pulse is 600 Hz or higher.

負のパルスの時間ＴＯＮは、３０×１０−６秒以上、６０×１０−６秒である。 The time T ON of the negative pulse is 30×10 −6 seconds or more and 60×10 −6 seconds.

チャンバ３内の圧力、負のバイアスの電圧、負のパルスの電力、負のパルスの周波数、および、負のパルスの時間ＴＯＮが、上記した条件を満足しない場合には、図３（後述）に示すように、プラズマ領域１７がターゲット第１主面１３の近傍における狭い範囲で形成されてしまい、そのため、第２面２２に膜５０を確実に形成することができない。 When the pressure in the chamber 3, the voltage of the negative bias, the power of the negative pulse, the frequency of the negative pulse, and the time T ON of the negative pulse do not satisfy the above conditions, FIG. As shown in FIG. 5, the plasma region 17 is formed in a narrow range near the target first main surface 13, and therefore the film 50 cannot be reliably formed on the second surface 22.

換言すれば、上記した圧力、電圧、電力、周波数および時間ＴＯＮのうち、一つの事項でも、上記した条件を満足しない場合には、広いプラズマ領域１７を形成できず、第２面２２に膜５０を確実に形成することができない。 In other words, if even one of the above-mentioned pressure, voltage, power, frequency and time T ON does not satisfy the above condition, the wide plasma region 17 cannot be formed and the film is formed on the second surface 22. The 50 cannot be reliably formed.

一方、この一実施形態の第２工程では、チャンバ３内の圧力、負のバイアスの電圧、ターゲット材料４の表面積に対する負のパルスの電力、負のパルスの周波数、および、負のパルスの時間ＴＯＮのいずれもが、上記した条件を満足するので、図２に示すように、広いプラズマ領域１７を、対象物１５を包含できるように形成でき、そのため、第２面２２に膜５０を確実に形成することができる。 On the other hand, in the second step of this embodiment, the pressure in the chamber 3, the voltage of the negative bias, the power of the negative pulse with respect to the surface area of the target material 4, the frequency of the negative pulse, and the time TON of the negative pulse. Since all of the above satisfy the above conditions, a wide plasma region 17 can be formed so as to be able to include the target object 15 as shown in FIG. 2, and therefore the film 50 can be reliably formed on the second surface 22. can do.

チャンバ３内の圧力は、好ましくは、０．３０Ｐａ以上、より好ましくは、０．４０Ｐａ以上であり、また、好ましくは、０．６５Ｐａ以下である。 The pressure in the chamber 3 is preferably 0.30 Pa or higher, more preferably 0.40 Pa or higher, and preferably 0.65 Pa or lower.

負のバイアスの電圧は、好ましくは、−１００Ｖ以下であり、また、例えば、−１０００Ｖ以上である。 The voltage of the negative bias is preferably −100V or lower, and is −1000V or higher, for example.

ターゲット材料４の表面積に対する負のパルスの電力は、好ましくは、２．５Ｗ／ｃｍ２以上、より好ましくは、２．７Ｗ／ｃｍ２以上であり、また、好ましくは、４．２Ｗ／ｃｍ２以下、より好ましくは、３．８５Ｗ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは、３．５Ｗ／ｃｍ２以下である。 Power of the negative pulse to the surface area of the target material 4 is preferably 2.5 W / cm 2 or more, more preferably at most 2.7 W / cm 2 or more, and preferably, 4.2 W / cm 2 or less , More preferably 3.85 W/cm 2 or less, and further preferably 3.5 W/cm 2 or less.

負のパルスの周波数は、好ましくは、８００Ｈｚ以上であり、また、例えば、１００００Ｈｚ以下、好ましくは、１０００Ｈｚ以下である。 The frequency of the negative pulse is preferably 800 Hz or higher, and is, for example, 10000 Hz or lower, preferably 1000 Hz or lower.

負のパルスの時間ＴＯＮは、好ましくは、３５×１０−６秒以上、より好ましくは、４０×１０−６秒以上であり、また、好ましくは、５０×１０−６秒以下である。 The time T ON of the negative pulse is preferably 35×10 −6 seconds or more, more preferably 40×10 −6 seconds or more, and preferably 50×10 −6 seconds or less.

チャンバ３内の圧力、負のバイアスの電圧、ターゲット材料４の表面積に対する負のパルスの電力、負のパルスの周波数、および、負のパルスの時間ＴＯＮが、上記した好適な条件を満足すれば、対象物１５を包含する広いプラズマ領域１７を確実に形成でき、そのため、第２面２２に膜５０をより一層確実に形成することができる。 If the pressure in the chamber 3, the voltage of the negative bias, the power of the negative pulse with respect to the surface area of the target material 4, the frequency of the negative pulse, and the time T ON of the negative pulse satisfy the above preferable conditions. Therefore, the wide plasma region 17 including the object 15 can be reliably formed, and thus the film 50 can be formed more reliably on the second surface 22.

上記した条件を満足する大電力インパルスマグネトロンスパッタリングが実施されると、図２に示すように、広いプラズマ領域１７が形成される。 When high-power impulse magnetron sputtering satisfying the above conditions is performed, a wide plasma region 17 is formed as shown in FIG.

このプラズマ領域１７は、対象物１５のすべての面２１を含むように、空間３０内に広く形成される。詳しくは、ターゲット材料４のターゲット第１主面１３（およびその近傍）から、支持部材１２の主面１４（およびその近傍）にわたる広範囲に形成される。 The plasma region 17 is widely formed in the space 30 so as to include all the surfaces 21 of the object 15. Specifically, it is formed over a wide range from the target first main surface 13 (and its vicinity) of the target material 4 to the main surface 14 (and its vicinity) of the support member 12.

プラズマ領域１７において、ターゲット第１主面１３の近傍では、パルス電源装置５からの負のパルスの印加に基づき、ターゲット材料４のターゲット第１主面１３から、カチオン化（イオン化）金属粒子５１が生成される。続いて、カチオン化金属粒子５１が、負バイアス装置６による対象物１５に印加される負のバイアスの電圧に基づいて、チャンバ３の内面に向かって移動する（飛行する）。 In the plasma region 17, in the vicinity of the target first main surface 13, cationized (ionized) metal particles 51 are generated from the target first main surface 13 of the target material 4 based on the application of the negative pulse from the pulse power supply device 5. Is generated. Subsequently, the cationized metal particles 51 move (fly) toward the inner surface of the chamber 3 based on the negative bias voltage applied to the object 15 by the negative bias device 6.

さらに、このプラズマ領域１７では、本実施形態では、上記した条件を満足するので、移動（飛行）中のカチオン化金属粒子５１の密度（濃度）が高く、かつ、カチオン化金属粒子５１とガス粒子５２との割合が適度に調整されている。そのため、カチオン化金属粒子５１が互いに衝突し、さらに、ガス粒子５２との衝突とによって、図２の破線矢印で示すように、飛行中のカチオン化金属粒子５１の軌道が大きく変動する。 Further, in the plasma region 17, in the present embodiment, the above-described conditions are satisfied, so that the density (concentration) of the cationized metal particles 51 during movement (flight) is high, and the cationized metal particles 51 and the gas particles are The ratio with 52 is adjusted appropriately. For this reason, the cationized metal particles 51 collide with each other, and further, due to the collision with the gas particles 52, the orbit of the cationized metal particles 51 in flight greatly changes as shown by the dashed arrow in FIG.

なお、上記した高密度のカチオン化金属粒子５１がない場合やカチオン化金属粒子５１とガス粒子５２との割合の適度な調整がない場合には、カチオン化金属粒子５１の軌道は、図３の破線矢印で示すように、やや円弧（湾曲）形状を含むが、その程度は、小さい。 If the high-density cationized metal particles 51 described above are not present or if the ratio of the cationized metal particles 51 and the gas particles 52 is not appropriately adjusted, the trajectory of the cationized metal particles 51 is as shown in FIG. As shown by the dashed arrow, it includes a slightly arcuate (curved) shape, but the extent is small.

一方、上記した高密度のカチオン化金属粒子５１があり、および／または、カチオン化金属粒子５１とガス粒子５２との割合の適度な調整があれば、カチオン化金属粒子５１の軌道は、柔軟に変動でき、そのため、上記軌道は、ターゲット第１主面１３から、主面１４に向かい、そして、第２面２２および第３面２３間を通過し、さらに、第２面２２に至る軌道を含むことができる。 On the other hand, if there is the above-mentioned high-density cationized metal particles 51 and/or if the ratio of the cationized metal particles 51 and the gas particles 52 is appropriately adjusted, the orbit of the cationized metal particles 51 can be made flexible. The trajectory can vary, so that the trajectory includes a trajectory from the target first major surface 13 to the major surface 14, and between the second surface 22 and the third surface 23, and further to the second surface 22. be able to.

そのため、カチオン化金属粒子５１は、第２面２２および第３面２３の間においても、第２面２２に向かって飛行し、その結果、第２面２２に付着して、第２面２２に膜５０を形成する。 Therefore, the cationized metal particles 51 fly toward the second surface 22 even between the second surface 22 and the third surface 23, and as a result, adhere to the second surface 22 and reach the second surface 22. The film 50 is formed.

さらに、カチオン化金属粒子５１は、上記した軌道の変動によって、第１隙間３７を通過して、第１邪魔板３５および連結壁３３の間の第２面２２に付着して、膜５０を形成する。 Further, the cationized metal particles 51 pass through the first gap 37 and adhere to the second surface 22 between the first baffle plate 35 and the connecting wall 33 due to the above-described fluctuation of the orbit, and form the film 50. To do.

また、第１隙間３７および第２隙間３８を通過して、連結壁３３の第５面２５および第６面２６にも付着して、膜５０を形成する。 Further, the film 50 is formed by passing through the first gap 37 and the second gap 38 and adhering to the fifth surface 25 and the sixth surface 26 of the connecting wall 33.

なお、第１面２１にも、カチオン化金属粒子５１が付着して、膜５０を形成する。 The cationized metal particles 51 also adhere to the first surface 21 to form the film 50.

また、第３面２３にも、カチオン化金属粒子５１が付着して、膜５０を形成する。とりわけ、カチオン化金属粒子５１の軌道の変動によって、第２隙間３８を通過して、第２邪魔板３６および連結壁３３の間の第３面２３にも、カチオン化金属粒子５１が付着して、膜５０を形成する。 Further, the cationized metal particles 51 also adhere to the third surface 23 to form the film 50. In particular, due to the fluctuation of the orbit of the cationized metal particles 51, the cationized metal particles 51 pass through the second gap 38 and adhere to the third surface 23 between the second baffle plate 36 and the connecting wall 33. , The film 50 is formed.

第４面２４についても、第２面２２における膜５０と同様にして、カチオン化金属粒子５１が付着して、膜５０を形成する。 Similarly to the film 50 on the second surface 22, the cationized metal particles 51 are attached to the fourth surface 24 to form the film 50.

なお、第１邪魔板３５および第２邪魔板３６の表面２７にも、膜５０が形成される。 The film 50 is also formed on the surfaces 27 of the first baffle plate 35 and the second baffle plate 36.

その結果、膜５０は、対象物１５のすべての面２１に確実かつ均一に形成される。 As a result, the film 50 is reliably and uniformly formed on all the surfaces 21 of the object 15.

膜５０の材料は、ターゲット材料４の種類に対応しており、上記した金属、炭素を含む。また、スパッタリングが窒素ガスを含む場合、または、窒素ガスおよび酸素を含む場合には、膜５０材料として、上記した金属の塩が挙げられ、好ましくは、周期表第４族〜第６族の金属元素の塩が挙げられる。 The material of the film 50 corresponds to the type of the target material 4, and includes the above-mentioned metal and carbon. When the sputtering contains nitrogen gas, or when nitrogen gas and oxygen are contained, the film 50 material includes the salts of the above-mentioned metals, preferably the metals of Groups 4 to 6 of the periodic table. Elemental salts are mentioned.

膜５０の材料として、好ましくは、耐腐食性の観点から、周期表第４族〜第６族の金属元素、グラファイトが挙げられる。 From the viewpoint of corrosion resistance, the material of the film 50 is preferably a metal element of Groups 4 to 6 of the periodic table or graphite.

膜５０の材料は、単独使用または併用することができる。 The materials of the film 50 can be used alone or in combination.

膜５０の厚みは、特に限定されず、例えば、１ｎｍ以上、１０μｍ以下である。 The thickness of the film 50 is not particularly limited and is, for example, 1 nm or more and 10 μm or less.

これにより、対象物１５、および、膜５０を含む膜付き対象物１が製造される。 As a result, the object 15 and the film-coated object 1 including the film 50 are manufactured.

このような膜付き対象物１は、各種工業用途に用いられ、例えば、膜５０を保護膜（耐腐食膜）として備える、金型、歯車、モータ部品、切断工具、その他、腐食性の環境で用いられる部品などに用いられる。 Such a film-coated object 1 is used for various industrial applications, and for example, in a mold, gear, motor component, cutting tool, or other corrosive environment, which includes the film 50 as a protective film (corrosion resistant film). Used for parts used.

そして、この製造方法では、第２工程において、チャンバ３内の圧力と、負のバイアスの電圧と、ターゲット材料４の表面積に対する負のパルスの電力と、負のパルスの周波数と、負のパルスの時間ＴＯＮとが、上記した範囲内にあるので、第２工程において、負のパルスの印加により形成されるプラズマ領域１７に、対象物１５を包含させることができる。そのため、対象物１５が、複雑な形状を有していても、かかる対象物１５の面２１に膜５０を確実に形成することができる。その結果、この膜付き対象物１の製造方法は、膜５１の付き回り性に優れる。 Then, in this manufacturing method, in the second step, the pressure in the chamber 3, the voltage of the negative bias, the power of the negative pulse with respect to the surface area of the target material 4, the frequency of the negative pulse, and the frequency of the negative pulse. Since the time T ON is within the above range, the object 15 can be included in the plasma region 17 formed by the application of the negative pulse in the second step. Therefore, even if the target object 15 has a complicated shape, the film 50 can be reliably formed on the surface 21 of the target object 15. As a result, the method of manufacturing the object 1 with the film is excellent in the throwing power of the film 51.

具体的には、図１に示すように、対象物１５の面２１が、第１面２１に対してターゲット材料４の反対側に位置する第２面２２を有していても、図２に示すように、カチオン化金属粒子５１が、プラズマ領域１７において、互いに衝突、および／または、チャンバ３内のガス粒子５２と衝突して、カチオン化金属粒子５１の軌道を大きく変動させて、その結果、カチオン化金属粒子５１を第２面２２に到達させることができる。そのため、膜５０を第２面２２に確実に形成することができる。 Specifically, as shown in FIG. 1, even if the surface 21 of the object 15 has the second surface 22 located on the opposite side of the target material 4 with respect to the first surface 21, As shown, the cationized metal particles 51 collide with each other and/or collide with the gas particles 52 in the chamber 3 in the plasma region 17 to largely change the orbit of the cationized metal particles 51, and as a result, The cationized metal particles 51 can reach the second surface 22. Therefore, the film 50 can be reliably formed on the second surface 22.

一方、図３に示すように、上記した圧力、電圧、電力、周波数および時間ＴＯＮのうち、一つの事項でも、上記した条件を満足しない場合には、プラズマ領域１７が狭い範囲で形成される。具体的には、プラズマ領域１７は、ターゲット材料４のターゲット第１主面１３の近傍のみに形成され、対象物１５を包含しない。そのため、第２工程の大電力インパルスマグネトロンスパッタリングの実施中には、対象物１５の近傍には、カチオン化金属粒子５１よりも、高い濃度でガス粒子５２が存在する。つまり、対象物１５の近傍では、カチオン化金属粒子５１の濃度が、低くなる。そのため、カチオン化金属粒子５１同士の衝突の割合が減少し、これにより、ターゲット第１主面１３で生成されたカチオン化金属粒子５１が飛行する軌道は、わずかに湾曲する湾曲形状を含むものの、第２面２２に至ることができない。そのため、膜５０を第２面２２に確実に形成することができない。また、膜５０を、第４面２４に形成することもできない。 On the other hand, as shown in FIG. 3, when one of the pressure, voltage, power, frequency and time T ON does not satisfy the above condition, the plasma region 17 is formed in a narrow range. .. Specifically, the plasma region 17 is formed only in the vicinity of the target first main surface 13 of the target material 4, and does not include the object 15. Therefore, during the high-power impulse magnetron sputtering of the second step, the gas particles 52 exist near the object 15 at a higher concentration than the cationized metal particles 51. That is, the concentration of the cationized metal particles 51 becomes low in the vicinity of the object 15. Therefore, the ratio of collisions between the cationized metal particles 51 is reduced, whereby the trajectory of the cationized metal particles 51 generated on the target first major surface 13 includes a curved shape that is slightly curved, The second surface 22 cannot be reached. Therefore, the film 50 cannot be reliably formed on the second surface 22. Further, the film 50 cannot be formed on the fourth surface 24.

また、ターゲット材料４が、第４族〜第６族から選択される少なくとも１種の元素、および／または、グラファイトであれば、膜５０は耐腐食性に優れる。 Further, if the target material 4 is at least one element selected from the groups 4 to 6 and/or graphite, the film 50 has excellent corrosion resistance.

以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、何ら実施例および比較例に限定されない。また、以下の記載において用いられる配合割合（割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限（「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限（「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to the examples and comparative examples. In addition, specific numerical values such as a blending ratio (ratio), physical property values, and parameters used in the following description are described in the above-mentioned "Description of Embodiments", and a corresponding blending ratio (ratio ), a physical property value, a parameter, or the like, can be replaced by an upper limit (a numerical value defined as “below” or “less than”) or a lower limit (a numerical value defined as “greater than” or “excess”).

実施例１〜実施例２２、および、比較例１〜比較例１５
まず、上記したスパッタリング装置２を準備した（第１工程の実施）。ターゲット材料４は、チタン（Ｔｉ）であり、その表面積は、１８２．４ｃｍ２であった。 Examples 1 to 22 and Comparative Examples 1 to 15
First, the sputtering device 2 described above was prepared (implementation of the first step). The target material 4 was titanium (Ti), and the surface area thereof was 182.4 cm 2 .

続いて、上記した対象物１５を、ターゲット第１主面１３と間隔が隔てられ、負バイアス装置６に接続されるように、支持部材１２に配置した。 Subsequently, the above-described object 15 was placed on the support member 12 so as to be spaced apart from the first target main surface 13 and connected to the negative bias device 6.

次いで、チャンバ３内の圧力が、表１〜表５に記載になるように、減圧ポンプを駆動し、併せて、スパッタリングガス供給装置からアルゴンガス（スパッタリングガス）を供給した。 Next, the pressure reduction chamber was driven so that the pressure in the chamber 3 was as shown in Tables 1 to 5, and in addition, argon gas (sputtering gas) was supplied from the sputtering gas supply device.

続いて、チャンバ３内の圧力、負バイアス装置６から印加される負のバイアスの電圧、ターゲット材料４の表面積に対するパルス電源装置５から印加される負のパルスの電力、パルス電源装置５から印加される負のパルスの周波数、および、パルス電源装置５から印加される負のパルスの時間ＴＯＮが、表１〜表５の記載となるようにして、大電力インパルスマグネトロンスパッタリングを実施した。 Then, the pressure in the chamber 3, the voltage of the negative bias applied from the negative bias device 6, the power of the negative pulse applied from the pulse power supply device 5 to the surface area of the target material 4, and the voltage applied from the pulse power supply device 5. The high-power impulse magnetron sputtering was performed so that the frequency of the negative pulse and the time T ON of the negative pulse applied from the pulse power supply device 5 were as shown in Tables 1 to 5.

これにより、対象物１５の面２１に、チタン（Ｔｉ）からなる膜５０を形成して、膜付き対象物１を製造した。 Thus, the film 50 made of titanium (Ti) was formed on the surface 21 of the object 15 to manufacture the object 1 with a film.

表１に記載の通り、実施例１〜実施例７、および、比較例１〜比較例４は、チャンバ３内の圧力を変更し、その他の条件を変更しない例である。 As shown in Table 1, Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 are examples in which the pressure in the chamber 3 is changed and other conditions are not changed.

表２に記載の通り、実施例８〜実施例１１、および、比較例５〜比較例１０は、負のバイアスの電圧を変更し、その他の条件を変更しない例である。 As shown in Table 2, Examples 8 to 11 and Comparative Examples 5 to 10 are examples in which the negative bias voltage is changed and other conditions are not changed.

表３に記載の通り、実施例１２〜実施例１５、および、比較例１１〜比較例１２は、ターゲット材料４の表面積に対する負のパルスの電力を変更し、その他の条件を変更しない例である。 As shown in Table 3, Examples 12 to 15 and Comparative Examples 11 to 12 are examples in which the power of the negative pulse with respect to the surface area of the target material 4 is changed and other conditions are not changed. ..

表４に記載の通り実施例１６〜実施例１８、および、比較例１３は、負のパルスの周波数を変更し、その他の条件を変更しない例である。 As shown in Table 4, Examples 16 to 18 and Comparative Example 13 are examples in which the frequency of the negative pulse is changed and other conditions are not changed.

表５に記載の通り、実施例１９〜実施例２２、および、比較例１４〜比較例１５は、負のパルスの時間ＴＯＮを変更し、その他の条件を変更しない例である。 As shown in Table 5, Examples 19 to 22 and Comparative Examples 14 to 15 are examples in which the negative pulse time T ON is changed and other conditions are not changed.

（評価）
（膜の付き回り性）
各実施例および各比較例の膜付き対象物１における対象物１５の第１壁３１の第２面２２を目視で観察し、下記の基準で膜１５の付き回り性を評価した。それらの結果を表１〜表５に示す。
○：第２面２２全面に膜５０が形成されていることを、チタンの色味によって確認できた。さらに、上記した膜５０は、厚みが均一であった。
△：第２面２２全面に膜５０が形成されていることを、チタンの色味によって確認できたが、上記した膜５０の厚みがやや不均一であった。
×：第２面２２に膜５０が形成されていなかった。 (Evaluation)
(Film throwing power)
The second surface 22 of the first wall 31 of the target object 15 in the target object 1 with a film of each Example and each comparative example was visually observed, and the throwing power of the film 15 was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 1 to 5.
◯: It was confirmed by the tint of titanium that the film 50 was formed on the entire surface of the second surface 22. Further, the film 50 described above had a uniform thickness.
Δ: The fact that the film 50 was formed on the entire surface of the second surface 22 could be confirmed by the tint of titanium, but the thickness of the film 50 was slightly uneven.
X: The film 50 was not formed on the second surface 22.

１ 膜付き対象物
２ スパッタリング装置
３ チャンバ
４ ターゲット材料
５ パルス電源装置
６ 負バイアス装置
７ スパッタリングガス供給装置
１５ 対象物
１７ プラズマ領域
２１ 第１面
２２ 第２面
５０ 膜
1 Target with Film 2 Sputtering Device 3 Chamber 4 Target Material 5 Pulse Power Supply Device 6 Negative Bias Device 7 Sputtering Gas Supply Device 15 Target 17 Plasma Region 21 First Surface 22 Second Surface 50 Film

Claims (3)

チャンバ、前記チャンバに収容されるターゲット材料、前記チャンバに接続されるスパッタリングガス供給装置、前記ターゲット材料に電気的に接続されるパルス電源装置、および、負バイアス装置を備えるスパッタリング装置を準備する第１工程、
前記チャンバ内に、対象物を、前記ターゲット材料と間隔が隔てられ、かつ、前記負バイアス装置に電気的に接続されるように配置して、前記スパッタリングガス供給装置からスパッタリングガスを前記チャンバ内に供給しつつ、前記負バイアス装置から前記対象物に負のバイアスを印加しながら、前記パルス電源装置から前記ターゲット材料に負のパルスを印加する大電力インパルスマグネトロンスパッタリングにより、前記対象物の面に膜を形成する第２工程を備え、
前記第２工程において、
前記チャンバ内の圧力が、０．２５Ｐａ以上、０．７０Ｐａ以下であり、
前記負バイアス装置から印加される負のバイアスの電圧が、−９５Ｖ以下であり、
前記ターゲット材料の表面積に対する、前記パルス電源装置から印加される負のパルスの電力が、２Ｗ／ｃｍ２以上、４．５Ｗ／ｃｍ２以下であり、
前記パルスの周波数が、６００Ｈｚ以上であり、
前記パルスの時間が、３０×１０−６秒以上、６０×１０−６秒以下であり、
前記第２工程における大電力インパルスマグネトロンスパッタリングにより発生するプラズマの領域が、前記対象物を包含することを特徴とする、膜付き対象物の製造方法。 First, preparing a sputtering apparatus including a chamber, a target material contained in the chamber, a sputtering gas supply device connected to the chamber, a pulse power supply device electrically connected to the target material, and a negative bias device. Process,
An object is disposed in the chamber so as to be spaced apart from the target material and electrically connected to the negative bias device, and a sputtering gas is introduced from the sputtering gas supply device into the chamber. While applying a negative bias from the negative bias device to the object while applying a negative pulse from the pulse power supply device to the target material by high power impulse magnetron sputtering, a film on the surface of the object. A second step of forming
In the second step,
The pressure in the chamber is 0.25 Pa or more and 0.70 Pa or less,
The negative bias voltage applied from the negative bias device is −95 V or less,
The relative surface area of the target material, a negative pulse of power applied from the pulse power supply, 2W / cm 2 or more and 4.5 W / cm 2 or less,
The frequency of the pulse is 600 Hz or higher,
The time of the pulse is 30×10 −6 seconds or more and 60×10 −6 seconds or less,
The method for producing an object with a film, wherein a region of plasma generated by the high-power impulse magnetron sputtering in the second step includes the object. 前記面は、前記対象物において、前記ターゲット材料に面する第１面に対して前記ターゲット材料の反対側に位置する第２面を有することを特徴とする、請求項１に記載の膜付き対象物の製造方法。 The film-coated object according to claim 1, wherein the surface has a second surface located on the opposite side of the target material from a first surface facing the target material in the object. Method of manufacturing things. 前記ターゲット材料が、第４族〜第６族から選択される少なくとも１種の元素、および／または、グラファイトであることを特徴とする、請求項１または２に記載の膜付き対象物の製造方法。
The method for producing an object with a film according to claim 1 or 2, wherein the target material is at least one element selected from Groups 4 to 6 and/or graphite. ..
JP2019007131A 2019-01-18 2019-01-18 Manufacturing method of object with film Pending JP2020117739A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019007131A JP2020117739A (en) 2019-01-18 2019-01-18 Manufacturing method of object with film
PCT/JP2019/045637 WO2020149006A1 (en) 2019-01-18 2019-11-21 Method for producing object with film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019007131A JP2020117739A (en) 2019-01-18 2019-01-18 Manufacturing method of object with film

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020117739A true JP2020117739A (en) 2020-08-06

Family

ID=71613270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019007131A Pending JP2020117739A (en) 2019-01-18 2019-01-18 Manufacturing method of object with film

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2020117739A (en)
WO (1) WO2020149006A1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013248674A (en) * 2012-05-30 2013-12-12 Mitsubishi Materials Corp Surface-coated cutting tool having hard coated layer maintaining heat resistance and wear resistance
US9695503B2 (en) * 2014-08-22 2017-07-04 Applied Materials, Inc. High power impulse magnetron sputtering process to achieve a high density high SP3 containing layer

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020149006A1 (en) 2020-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3654108A (en) Method for glow cleaning
Lindfors et al. Cathodic arc deposition technology
JP6101238B2 (en) Coating apparatus for coating a substrate and method for coating a substrate
JP2014058742A (en) Remote arc discharge plasma assisted process
JP6220749B2 (en) Ion gun, ion milling apparatus, and ion milling method
US3654110A (en) Method of applying a coating by cathode sputtering
DE3338377A1 (en) SPUTTER DEVICE
TWI553132B (en) Arc deposition device and vacuum treatment device
WO2016017660A1 (en) Ion-milling device and ion-milling method
WO2020149006A1 (en) Method for producing object with film
JP2017002340A (en) Dlc film coating apparatus and method of coating object to be coated by using dlc film coating apparatus
JP4999602B2 (en) Deposition equipment
US20210050192A1 (en) Magnetron sputtering device
JP2001059165A (en) Arc type ion plating device
RU97005U1 (en) DEVICE FOR FORMING SURFACE ALLOYS
JP2004353023A (en) Arc discharge type ion plating apparatus
RU2619543C1 (en) Pulse electron-beam metal product surface polishing method
CN110268502B (en) Cathodic arc evaporation with predetermined cathodic material erosion
KR20150133820A (en) Ion beam processing device, electrode assembly, and electrode assembly cleaning method
JP2018022701A (en) Ion gun, ion milling device, and ion milling method
JP3397878B2 (en) Thin film forming apparatus and method
Grigoriev et al. A new method for production of titanium vapor and synthesis of titanium nitride coatings
RU161743U1 (en) VACUUM INSTALLATION FOR APPLICATION OF A SUPER-HARD COATING BASED ON AMORPHOUS CARBON
JP3041185B2 (en) Plasma CVD equipment
RU2599587C1 (en) Device for application of diffusion coatings