JP3514127B2 - 粗大ドロップレットの少ない金属化合物薄膜の形成を可能とするアーク式イオンプレーティング装置 - Google Patents
粗大ドロップレットの少ない金属化合物薄膜の形成を可能とするアーク式イオンプレーティング装置Info
- Publication number
- JP3514127B2 JP3514127B2 JP20327598A JP20327598A JP3514127B2 JP 3514127 B2 JP3514127 B2 JP 3514127B2 JP 20327598 A JP20327598 A JP 20327598A JP 20327598 A JP20327598 A JP 20327598A JP 3514127 B2 JP3514127 B2 JP 3514127B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- shaped electromagnet
- arc
- thin film
- compound thin
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
形成される金属化合物薄膜における粗大ドロップレット
の形成がきわめて少なく、これによって薄膜表面が平滑
性のすぐれたものになることから、実用に際してすぐれ
た薄膜性能を発揮するようになる金属化合物薄膜の形成
を可能とするアーク式イオンプレーティング装置に関す
るものである。 【0002】 【従来の技術】従来、一般に半導体素子の構成薄膜の形
成や、切削工具および耐摩工具などの耐摩耗性向上を目
的とした硬質被覆層の形成にアーク式イオンプレーティ
ング装置が用いられ、かつこれらの構成薄膜や硬質被覆
層として、Tiの炭化物薄膜、窒化物薄膜、および炭窒
化物薄膜、さらにTiとAlの複合窒化物薄膜および複
合炭窒化物薄膜[以下、それぞれTiC薄膜、TiN薄
膜、TiCN薄膜、(Ti,Al)N薄膜、および(T
i,Al)CN薄膜で示す]などの金属化合物薄膜が適
用されていることも良く知られている。また、アーク式
イオンプレーティング装置において、金属化合物薄膜
が、図2に概略説明図で示される通り、真空チャンバ1
を陽極、水冷の金属ターゲット2を陰極とし、トリガ3
により放電を開始して金属ターゲット2の表面にアーク
放電を起させ、このアーク放電により前記金属ターゲッ
ト2の表面から金属粒子群を蒸発させ、この蒸発金属粒
子群を、前記金属ターゲット2の外周にそって同心配置
したリング状電磁石4の磁力で集束した状態で、真空チ
ャンバ内を通過させ、この間に雰囲気ガスと反応させて
金属化合物粒子とし、これを基体5の表面に蒸着させて
薄膜6とすることにより形成されることも知られてい
る。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】一方、近年のアーク式
イオンプレーティング装置を用いた金属化合物薄膜の形
成は、省力化および省エネ化の面から高速成膜の傾向に
あり、通常の成膜では約1μm/hr程度の成膜速度が
1.5倍以上、望ましくは3倍以上の速度での高速成膜
が検討されているが、上記の従来アーク式イオンプレー
ティング装置では、成膜速度を速くすると、金属ターゲ
ット表面から蒸発する金属粒子群の粒径が粗大化し、こ
の粗大化は成膜速度が速くなるほど顕著なものとなり、
この結果金属化合物薄膜には前記粗大蒸発金属粒子が原
因の粗大なドロップレット(一般に直径:0.5μm以
上のものが粗大ドロップレットと言われている)が数多
く出現し、表面粗さが著しく低下するようになり、一方
金属化合物薄膜には、半導体素子や、切削工具および耐
摩工具などへの適用に際して、その表面が平滑であれば
あるほど薄膜性能を十分に発揮するようになることか
ら、表面平滑性が望まれるものであり、したがってこの
ような表面粗さの低下は金属化合物薄膜特性の低下をも
たらすことになり、かかる理由で高速成膜による金属化
合物薄膜の形成は困難であるのが現状である。 【0004】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来アーク式イオンプレ
ーティング装置に着目し、この装置での高速成膜を可能
ならしめるべく研究を行った結果、図1に概略説明図で
示される通り、図2の従来アーク式イオンプレーティン
グ装置におけるリング状電磁石4を第一リング状電磁石
とし、この第一リング状電磁石4に所定間隔離れた位置
に、前記第一リング状電磁石の磁力よりも400ガウス
以上大きな磁力の第二リング状電磁石Aを同心配置する
と、この第二リング状電磁石Aの磁力が、前記第一リン
グ状電磁石4の磁力により集束された蒸発金属粒子群の
うちの粗大粒子を微細化するように作用することから、
高速成膜によって金属ターゲット2の表面から蒸発する
金属粒子が粗大化しても前記第一および第二リング状電
磁石を通過した時点の蒸発金属粒子群は微細に、かつ整
粒化したものになり、この結果蒸発金属粒子群の真空チ
ャンバ1を通過する間の雰囲気ガスとの反応が均一に行
われるようになり、基板5の表面に蒸着形成された金属
化合物薄膜6は、粗大な蒸発金属粒子が原因の直径:
0.5μm以上の粗大なドロップレットの形成が著しく
抑制されることから、表面平滑性のすぐれたものになる
という研究結果が得られたのである。 【0005】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、アーク放電により金属ターゲット
表面より金属粒子群を蒸発させ、この蒸発金属粒子群を
真空チャンバ内を通過する間に雰囲気ガスと反応させ
て、金属化合物薄膜として基板表面に蒸着させるアーク
式イオンプレーティング装置において、 (a)上記蒸発金属粒子群を磁力により集束するための
第一リング状電磁石を、上記金属ターゲットの外周にそ
って同心配置し、 (b)上記第一リング状電磁石の磁力で集束した上記蒸
発金属粒子群のうちの粗大粒子を、前記第一リング状電
磁石の磁力よりも400ガウス以上大きな磁力で微細化
して、蒸発金属粒子群の整粒化を行うための第二リング
状電磁石を、前記第一リング状電磁石から所定間隔離れ
た位置に、かつ前記第一リング状電磁石と同心に配置し
てなる、粗大ドロップレットの少ない金属化合物薄膜の
形成を可能とするアーク式イオンプレーティング装置に
特徴を有するものである。 【0006】 【発明の実施の形態】つぎに、この発明の装置を実施例
により具体的に説明する。図1に示される通り、金属タ
ーゲット2の外周にそって第一リング状電磁石4を同心
配置し、この第一リング状電磁石4と所定間隔離れた位
置に、第二リング状電磁石Aを前記第一リング状電磁石
4と同心に配置した構造の本発明アーク式イオンプレー
ティング装置を用い、これに前記金属ターゲット2とし
て、いずれも直径:100mm×厚さ:16mmの寸法
を有する金属Ti板およびTi−Al合金(原子比で、
Ti/Al=1/1)板を水冷した状態でセットし、表
1に示される条件、すなわち高速成膜条件で直径:10
0mm×厚さ:30mmの寸法を有する超硬合金基板5
の表面に金属化合物薄膜6を形成した。この結果得られ
た金属化合物薄膜をそれぞれ本発明薄膜1〜5とした。
また、比較の目的で図2の従来アーク式イオンプレーテ
ィング装置を用い、第二リング状電磁石Aを設置しない
以外は、同じく表1に示される通り上記の本発明条件と
それぞれ同一の条件で、同じく各種の金属化合物薄膜6
を形成した。この場合得られた金属化合物薄膜を表1に
示される通りそれぞれ従来薄膜1〜5とした。 【0007】この結果得られた各種薄膜の表面の任意5
個所を、光学顕微鏡で観察して、面積:1mm2 当りに
存在する直径:0.5μm以上の粗大ドロップレットの
数、および粗大ドロップレットの最大径を測定し、さら
に同じく表面粗さ(RaおよびRmax)を測定した。
これらの測定結果を表2に示した。 【0008】 【表1】 【0009】 【表2】【0010】 【発明の効果】表1、2に示される結果から、本発明装
置によれば、成膜速度が1.5μm/hr以上の高速成
膜にもかかわらず、直径が0.5μm以上の粗大ドロッ
プレットの形成がきわめて少なく、表面平滑性のすぐれ
た金属化合物薄膜を形成することができるのに対して、
従来装置で形成された金属化合物薄膜においては、上記
の高速成膜では粗大ドロップレットの形成は避けられ
ず、この結果形成された金属化合物薄膜の表面平滑性は
劣ったものになることが明らかである。上述のように、
この発明の装置によれば、粗大ドロップレットの形成が
きわめて少なく、表面平滑性のすぐれた金属化合物薄膜
を高速成膜で形成することができるので、半導体素子
や、切削工具および耐摩工具などへの適用に際して、薄
膜形成の省力化および省エネ化を十分満足に図ることが
できるなど工業上有用な効果をもたらすものである。
の概略説明図である。 【図2】従来のアーク式イオンプレーティング装置の概
略説明図である。 【符号の説明】 1 真空チャンバ 2 金属ターゲット 3 トリガ 4 第一リング状電磁石 A 第二リング状電磁石 5 基板 6 金属化合物薄膜
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 アーク放電により金属ターゲット表面よ
り金属粒子群を蒸発させ、この蒸発金属粒子群を真空チ
ャンバ内を通過する間に雰囲気ガスと反応させて、金属
化合物薄膜として基板表面に蒸着させるアーク式イオン
プレーティング装置において、 (a)上記蒸発金属粒子群を磁力により集束するための
第一リング状電磁石を、上記金属ターゲットの外周にそ
って同心配置し、 (b)上記第一リング状電磁石の磁力で集束した上記蒸
発金属粒子群のうちの粗大粒子を、前記第一リング状電
磁石の磁力よりも400ガウス以上大きな磁力で微細化
して、蒸発金属粒子群の整粒化を行うための第二リング
状電磁石を、前記第一リング状電磁石から所定間隔離れ
た位置に、かつ前記第一リング状電磁石と同心に配置し
たこと、 を特徴とする粗大ドロップレットの少ない金属化合物薄
膜の形成を可能とするアーク式イオンプレーティング装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20327598A JP3514127B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 粗大ドロップレットの少ない金属化合物薄膜の形成を可能とするアーク式イオンプレーティング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20327598A JP3514127B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 粗大ドロップレットの少ない金属化合物薄膜の形成を可能とするアーク式イオンプレーティング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000034561A JP2000034561A (ja) | 2000-02-02 |
JP3514127B2 true JP3514127B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=16471360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20327598A Expired - Lifetime JP3514127B2 (ja) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | 粗大ドロップレットの少ない金属化合物薄膜の形成を可能とするアーク式イオンプレーティング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3514127B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4085593B2 (ja) * | 2001-03-29 | 2008-05-14 | 日新電機株式会社 | 真空アーク蒸着装置 |
DE102007015587A1 (de) * | 2007-03-29 | 2008-10-02 | Gühring Ohg | Abscheidung nahezu "Droplet" freier Verschleißschutzschichten mittels kathodischem Arc-Beschichtungsverfahren |
WO2009047867A1 (ja) | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Hitachi Tool Engineering, Ltd. | 硬質皮膜被覆部材、及びその製造方法 |
JP5648532B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2015-01-07 | 三菱マテリアル株式会社 | アークイオンプレーティング装置 |
JP7205709B2 (ja) * | 2017-10-12 | 2023-01-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
JP7132548B2 (ja) * | 2019-01-31 | 2022-09-07 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
JP7144747B2 (ja) * | 2019-02-20 | 2022-09-30 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
JP7217866B2 (ja) * | 2019-03-19 | 2023-02-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 表面被覆切削工具 |
-
1998
- 1998-07-17 JP JP20327598A patent/JP3514127B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000034561A (ja) | 2000-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sanchette et al. | Nanostructured hard coatings deposited by cathodic arc deposition: From concepts to applications | |
CN102933737B (zh) | 用于沉积混合晶体层的pvd混合方法 | |
US6702931B2 (en) | Method for manufacturing a cathodic arc coated workpiece | |
JPH0588310B2 (ja) | ||
US5272014A (en) | Wear-resistant coating for substrate and method for applying | |
JP3514127B2 (ja) | 粗大ドロップレットの少ない金属化合物薄膜の形成を可能とするアーク式イオンプレーティング装置 | |
Spalvins | Survey of ion plating sources | |
JP3572728B2 (ja) | 硬質層被覆切削工具 | |
JPH0356675A (ja) | 超硬合金基体の被覆法および該被覆法によって作製される超硬工具 | |
CN1028546C (zh) | 加弧辉光离子渗金属技术及设备 | |
JP4456374B2 (ja) | 硬質皮膜及びその製造方法並びに硬質皮膜形成用ターゲット | |
JP2968800B2 (ja) | 電解コンデンサ用電極材料の製造方法 | |
JPH07109561A (ja) | 窒化クロム膜被覆基体 | |
JP3572732B2 (ja) | 硬質層被覆切削工具 | |
JPH02138458A (ja) | 複合硬質材料及びその製造方法 | |
JP3734656B2 (ja) | 金属含有硬質炭素膜の形成方法 | |
JP2875892B2 (ja) | 立方晶窒化ほう素膜の形成方法 | |
JP2877058B2 (ja) | 膜形成方法 | |
TW201912820A (zh) | 用於形成金屬/陶瓷鍍膜的蒸鍍方法 | |
JP2590349B2 (ja) | 耐摩耗性膜被覆方法 | |
JPH06279990A (ja) | 耐摩耗性被膜とその形成方法 | |
JPH0250948A (ja) | 複合超硬材料 | |
JPH07150337A (ja) | 窒化膜の製造方法 | |
JP2883334B2 (ja) | 磁気記録媒体の製造方法 | |
EP4208582A1 (en) | Doped dlc for tribological applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030819 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031224 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040106 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080123 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090123 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090123 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100123 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100123 Year of fee payment: 6 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100123 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110123 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120123 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130123 Year of fee payment: 9 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |