JPH0328384A - 磁界を用いての低圧放電による基体のエツチング方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁界を用いての低圧放電による基体のエッチ
ング方法および装置に関する。

従来の技術 このようなエッチングは、引続く被覆処理に対する基体
の前処理のために行われる。その際特に、切削工具の製
造の際の金属基体の前処理が問題となる。切削工具は研
磨された切削エツデを有するものである。ここでエッチ
ングは酸化膜および腐食性の沈着物の切除のために用い
る。すなわち清潔な金属基台材料に達する筐で行われる
。

この種のエッチング過程は、いわゆる硬化材料を有する
切削工具の被覆に対する前処理段階としても基本的に公
知である。その際、西独出願公開第３１０７９１４号公
軸による二重カソード装置では、エッチング７エーズ中
に基体をカンード間に記置し、約−１０００■のエッチ
ング電圧に保持し、その際カンードが補助プラズマを利
用するようにする。こり場合、後の被覆に対して設けら
れたカソードのターｒットが汚染されるため、被覆過程
前にこのターゲツトをシャッターに対し再度スパツター
しなければならない。このような手段は西独出願公開第
３４４２２０８号公報に記載されている。

しかし公知の方法および装置では、基体表面上の１ｍＡ
／ｉ以下の電流密度に相応するような僅かなエッチング
レートの調整しか可能でない。

その場合、エッチング過程には非常に時間がかかり、そ
の他鋭利なバイトおよび鋭角なエツデ幾何配置の場合、
１たＨＳＳ鋼からなる工具の場合、容易にエツデ損傷が
生じる。

従来技術によるエッチングでは、２つの相互に正反対の
方法条件を順守しなければならない。

ｄ当りの高い基体表面電力密度により、基体の所望され
る強い加熱が得られる。約４００℃から５００℃の基体
温度は硬くしつか９付着する夢化材料層をＨＳＳ鋼上に
形成するため必ず必要である。しかし適当な電力密度で
、そのために必要な−１０００■以上の高い基体電位の
使用下ではしばしば切削エツデの損傷が生じ、弓いては
被覆すべき工具の機能に被害が生ずる。

電力密度を相応に低減してエッチングレートを低下させ
ると、既に述べたような長いエッチング時間がかかり、
エッチングすべき部品でのエッチング作用に大きな不均
質性が生じる。言い換えると、部品幾何的配置上容易に
近付くことのできない箇所にエッチングが行われず、引
続き被覆された層が十分な付着力を有しない。さらに所
望の基体温度に達してこれを維持することができない。

そのため十分に高いエッチングレートと可能な限シ僅か
なエツデ損傷および十分な付着との間で妥協策を見出さ
なければならない。

この妥協策は従来技術による方法では達成することがで
きない。

複雑な基体幾何配置では、プラズマが狭い中切 間空間や後部巖断中間空間へも浸入する所定能力を有す
ることを前提としている。同じことばエッチングすべき
部品間の中間空間へプラズマが浸透することについても
あては１る。この関係においては、′暗空間間隔“の概
念が重要である。暗空間間隔の大きさはプラズマと基体
との間の電位差に依存し、基体の電流密度に反比例する
。従来のエッチング過程では普通であったよう紅高い電
位差と低い電流密度では、数絽の暗空間間隔が発生し、
一方本発明による可能な限シ低い電位差と高い電流密度
では１Ｈ以下の暗空間間隔が可能である。このような前
提の下ではプラズマは非常に容易に部品の幾何的配置に
浸透することができ、それにより複雑に成形された部品
の全表面にわたって均質なエッチング過程が得られる。

さらに再沈着過程が回避される。すなわち次のことが防
止される。例えばバイトやエツデのような有利にエッチ
ング可能な表面部分から、近付き難い表面部分、例えば
チップ用溝へ粒子が凝縮して、そこでもはや除去を行う
ことができなくなり、その結果引続く被覆過程に対して
、凝縮した粒子が生来の不良な付着条件を惹起する、と
いうことが防止される。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、冒頭に述べたエッチング方法において
、表面処理が均一であシ、突出したエツデを保護しなが
ら十分に高いエッチングレートを可能にすることである
。さらに基体をこのエッチング方法によって十分に高い
温度に保持し、ないしもたらすようにするものである。

課題を解決するための手段 上記課題は冒頭に述べた方法において本発明によシ次の
ようにして解決される。

ａ）基体領域の磁界強度が６０００Ａ／ｍよりも小さく
なるように磁界を基体から減結合し、ｂ）基体と磁気装
置との間の空間にて少なくとも１つのエレクトロン−エ
ミツタを次の箇所に配置する、すなわち基体領域の磁界
強度よりも大きいが、１２０００Ａ／ｍより小さいかま
たは同じ大，きさである箇所に配置し、Ｃ）少なくとも
１つのエレクトロン−エミツタの反対側の基体上に、ア
ースに対し＋１０■から＋２５０Ｖのアノード電位を有
する少なくとも１つのアノードを設け、 ｄ）基体に、アースに対し−１００Ｖから−１０００Ｖ
の移動路上で印加し、 ｅ）基体と、中間空間を通る投影平面上での基体の投影
面との間の中間空間の比が少なくとも０１であるように
し、 ｆ）少なくとも１つのエミツタと少なくとも１つのアノ
ードとの間の電位差を、エミッタから基体中間空間を貫
き通ってアノードまで電子流（１次および２次電子）が
流れるように高く選定するようにして解決される。

本発明によう選定された磁界強度は明らかに次のような
磁界強度よクも小さい。すなわち、マグネトロン−カソ
ードの場合の対比可能な幾何的関係のもとで発生する磁
界強度よりも明らかに小さい。このマグネトロンーカノ
ードは被覆目的に、すなわちターゲツトをスパッタリン
グするのに用いるものである。本発明による磁界強度の
適合は２通りの仕方で行うことができる。磁界からの基
体とエレクトロン−エミツタの距離を変化させるか、會
たは相応に減少された磁界強度を有する磁界発生器を使
用するのである。勿論２つの手段を同時に使用すること
も永 できる。磁界発生器に対してｌ久磁石を使用する場合、
有利には始めから弱い磁界強度の磁気材料を使用する。

電磁石を使用する場合、磁界強度は励磁電流によって制
御される。

エレクトロン−エミツタ、基体およびアノードの本発明
による電位関係は次のことにも大きく寄与する。すなわ
ち、別の方法パラメータにより被覆装置となるアノード
を用いたエッチング過程を行うことができる、というこ
とに大きく寄与する。

ここで極めて大きな重要性を有するのは次のような中間
空間の比である。すなわち、基体と、中間空間を通る投
影平面上での基体の投影面との間の中間空間の比である
。この事実関係を理解するために第８図を参照する。そ
こでは図平面を投影平面として見ることができる。この
ような方法の従事者は次のことに当然関心があろう。す
なわち一方で、夕一ゲットの輪郭により定められる所定
面内に可能な限や多数の基体を収容することと、他方で
基体の拡がり平面に対し横方向での基体の全体配置構成
が所定の“透過性“を電子流に対して形成し、基体自体
の領域で高いイオン化が保証されることに勿論注意しむ
ければならないということに関心があろう。

個々の基体間の間隔が非常に狭筐くなシ、それにより上
記の関係が過度に小さくなると、この要求が条件付きで
しか満たせなくなる。特に全面での表面のエッチングは
個々の基体の回転運動を実施した場合のみ可能である。

電子流とイオン化には勿論、エミッタとアノードとの間
の電位差が大きな影響を及ぼす。すなわち、一方で基体
の配置構成、他方で上記の電位差を線密に相互に整合さ
せなければならない。

本発明による方法ノｌラメータ、およびその方法パラメ
ータに通じる所定の幾何的関係を維持すれば、本発明の
エッチング過程を堅持することができる。それにより従
来技術のエッチングレートよりも係数３から１０も大き
いエッチングレートが得られる。高い電力の導入によシ
、基体を十分に高い温度に維持し、またこの温度にもた
らすことができる。高いエッチングレートと高電力にも
かかわらず、エツデ１たは他の突出表面要素に実質的な
損傷の発生することがない。そのため本発明によるエッ
チング方法を切削工具に対して適用しても、切削工具の
切削特性がエッチング過程によシ悪化することがない。

比較的短かいエッチング持続時間により、本方法の経済
性が非常に高まる。特に、複雑な基体幾何配置でも均等
にエッチングされる。チップ用溝の基台、例えばドリル
または刃物においても他の表面部分と同様に清潔にエッ
チングされる。それによシ、被覆フエーズ中に後から塗
布される硬化層の付着性が改善される。

本発明による方法は有利には、純粋な希ガス、例えば純
度９９．９９％のアルゴンのエッチング雰囲気中で実行
される。しかし所定の工具では希ガスの成分をａＯ優ｔ
で低下させ、エッチング過程を助ける（促進する）ため
に、水素、窒素、アンモニアおよび酸素の群から少なく
とも１つのガスを添加することも有利である。

その際電力密度は、基体表面で１〜１０Ｗ／一の間に選
・定される。基体領域の磁界強度は例えば有利には４０
０〜２００ＯＡ／ｍの間に選定する。その際設定された
磁界強度は常に全ベクトルを表わす。

エレクトロン−エミツタにおける磁界の強度は有利には
２０００−５００ＯＡ／ｍの間に選定する。しかしどの
ような場合でも、基体領域の磁界強度がエレクトロン−
エミツタ領域の磁界強度よシも小さくなるように注意し
なければなら々い。

アノード電位は有利には＋２０〜＋１２０Ｖの領域にｐ
ｌ整する。

放出される電子に関係した抑圧効果を回避するために、
エレクトロン−エミツタは有利には交流によって加熱さ
れる。その際エミツタの基点がアース電位に接続される
。アース電位の設置は有利には補助電極まで伸長する。

補助電極は、エミツタの基体反対側に配置される。

本発明は前に記載した方法を実施するための装置にも関
する。このような装置は従来と同様に、真空室と、基体
ホルダーと、基体ホルダーを所定の移動路上で搬送する
ための運動装置と、基体ホルダーと、所定の移動路上で
基体ホルダーを搬送するための運動装置と、負の電荷を
放出するための少なくとも１つのアノードとを有してい
る。

その際、基体ホルダーの搬送は連続的経過でエッチング
ステーションを通るようにして、しかし１たは間欠的な
いしステップ状にしても行うことができる。筐た基体ホ
ルダーを次のためにだけ用いることもできる。すなわち
、基体をエッチングステーションに挿入し、再びそこか
ら引出すためにだけ用いることもできる。所定の配置構
成では、基体をエッチング中に回転させることも合目的
である。以下さらに詳細に説明する。

実質的に同じ課題を解決するための上に述べた本発明の
装置は、基体ホルダーの移動路の一方の側に少なくとも
１つのエレクトロン−エミツタが配置され、移動路の対
向する側に少なくとも１つのアノードが配置され、 エレクトロン−エミツタの移動路からの距離“ａ“は、
アノードの移動路からの距離“ｂ″よシも少なくとも係
数１．５だけ大きく、エレクトロン−エミツタの、移動
路の反対側に磁気装置が配置されており、その際基体ホ
ルダーの移動路が磁気装置の磁界強度領域を通過するよ
うに空間的配置構成されており、轟該磁界強度は６００
０Ａ／ｍよりも小さく、 エレクトロン−エミツタは磁気装置の磁界強度領域に配
置されておク、当該磁界強度は移動路領域の磁界強度よ
りも大きいが、しかし１２０００Ａ／ｍよυも小さいが
ま，たは１しいことを特徴とする。

その際特に有利には、磁気装置とエレクトロン−エミツ
タとの間に補助電極が配置されて訃り、該補助電極は磁
気装置の磁力線により次のように透過される、すなわち
磁力線がエレクトロン−エミツタの反対側で補助電極を
介して閉じた磁気トンネルを形成するように透過される
ように構成する。

さらに、基体ホルダーの移動路から見て、少なくとも１
つのアノードが真空室の壁の前に配置されており、 補助電極を有する少なくとも１つのエレクトロン−エミ
ツタは真空室の中央に向いているよう構成すると有利で
ある。

本発明の別の有利な構成および本発明を実現するための
種々の選択的可能性は他の下位請求項から明らかである
。

本発明の実施例を以下、第１図から第８図に基づき詳細
，に説明する。

実施例 第１図は、真空室１を示す図である。この真空室１は、
垂直の軸を有する円筒状の壁２を有している。この壁２
の１部はセグメント状に隔離されており、この部分が戸
２，　ａを形成する。

この戸２、ａはヒンジ３により真空室１に連結されてい
る。

真空室には、同軸のシャフト生を有する移動装置（詳細
に図示されていない）が所属しており、この同軸のシャ
フト４によって、基体ホルダー５を円形の移動路６上で
導くことができる。

基体ホルダー５は、第８図にさらに詳細に図示されてい
る。シャフト↓は、絶縁されて支承されており（詳細は
図示されていない）、このシャフト４に、アースに対し
て負の移動路上で基体ホルダーに加えるための電流接続
端子が設けられている。移動路６の領域内に、移動路に
対して笑質的に鏡面対称的に被覆ステーションＣが設け
られている。この被覆ステーション自体は従来技術に属
するものなので、簡略的に説明する。被覆ステーション
Ｃは公知の構成による２つのマグネトロンーカソー１′
７および８を有し、これらのマグネトロン−カソード７
および８は、被覆材料から成るターゲット９および１０
を有する。本発明の実施例におけるように、沈着される
層が化合物、例えば窒化チタンから成る場合は、ターゲ
ット９および工○はチタンから戒り、これらのターゲッ
ト９および１０は、反応性雰気気中で、窒素の存在下で
ス在在 パツタリングされる。２つのターゲット間に存る反応ス
ペースは、基体ホルダー５のための開口部までの領域で
遮へい体１１によって遮へいされている。反応気体の供
給には気体分配管工２が用いられる。この装置は、アノ
ー１１３によって完成したものとなる。このアノート１
３へは、放電により生じる電子が到達する。マダネトロ
ンーカソード７は、詳細に図示されていない絶縁体に結
合されており、この絶縁体を介してカソードケーシング
１４に挿入されている。

よ・つ 絶縁体にｌｖては、同時に密閉状態が生せしめられる。

カソードケーシング１４は、マグネトロン−カソードの
両側も取囲んでいるが、開口部までは達していない。開
口部の幅は、作動条件下で与えられる暗空間距離よりも
狭い。類似の手法で、マグネトロン−カソード８もカソ
ードケーシング１５に収納されており、カソードケーシ
ン／１５は、真空密に壁２に挿入されている。移動路６
の領域に、複数のこの種の被覆ステーションＣを設ける
ことができるのは明白である。

被覆ステーションＣと対向する側には一点鎖線で囲んだ
エッチングステーションＥが設けラれている。このエッ
チングステーションＥの詳細を第２図および第８図を用
いて詳しく説明丁る。

第２図では、基体ホルダー５は、移動路６上を移動する
。基体ホルダー５はフレーム１６を有し、第８図に図示
されているように、このフレーム１６に複数の基体１７
が挿入されている。

図示の実施例では、ドリルが、杉綾模様形の配？でフレ
ーム１６に保持されており、ドリルの軸は、移動路６が
在る円筒体表面に対してほぼ接線方向に延在している。

これによって、フレーム１６の下側と上側のわずかにわ
ん曲された形は十分正確に定められる。

基体ホルダー５の移動路６の一方の側には、真空室１の
軸Ａへ向かって２つのエレクトロンーエ■ツタ１８およ
び１９が設けられており、他方、移動路６の対向する側
には２つのアノーＰ２０および２１が設げられている。

この場合、この装置は以下のように構成されている。

エミツタの軸線およびアノードの軸線を通る２つの相互
に平行な千面Ｅ１およびＥ２を設定し（これらの平面Ｅ
１およびＥ２は、第２図では一点鎖線により示されてい
る）これらの２つの平面を表わす平行な線に対して共通
の中心垂線ＭＳを引くと、この中心垂ｉ１ｉ１Ｍｓは移
動路６によって長い線分と短い線分に分割される。因み
に中心垂線ＭＳは、軸線Ａ（第１図）に対して半径方向
に延びている。移動路６により分割された長い線分は、
移動路６からエレクトロン−エミツタまでの距離ａに相
応し、この線分ａの長さは、移動路６からアノーＰまで
の距離ｂに相応する短い線分よりも、少なくとも１．５
倍だけ長い。第２図による配置は、中心垂直線ＭＳに対
して鏡面対称的に構成される。

了ノード２０および２１は、円筒状の棒として構成され
、これらのアノーｌ′２０および２１の軸の相互間の距
離は９５ＷＩｋであり、またこれらの軸の壁２から，の
距離は約２０ｔ１である。この場合、アノード２０と２
１の長さは、少くとも、第８図に図示された基体ホルダ
ー５の高さに相応する。アノード２０および２１の端部
は、真空室１内に絶縁されて固定されており、またこれ
らの端部は電源に接続されている。

アノ一ド対２　０／２　１は、気体分配管２２と２３と
の間に配置されており、これらの気体分配管２２および
２３の多数の気体噴射開口部は、壁２の方向へ向けられ
ている。気体分配管の各々＆ＬＵ形のそらせ板２４およ
び２５に囲まれており、これによって、移動路６および
基体ホルダー５の方向へ導入される気体および混合気体
の向きを変えることができる。

エレクトロン−エミツタ１８および１９の、移動路６と
反対の側には、磁気装置２６が設げられており、この磁
気装置２６は、複数の永久磁石と１つの強磁性のヨーク
板２７とから成る。

永久磁石には、符号が付与されてはいないが、永久磁石
の逆方向の極性状態は、矢印により示されている。永久
磁石の自由極性面は、銅製の支持板２８に接合されてお
り、この叉持板２８上に接続端子２９ａおよび２９１）
を有する冷却材導体２９がはんだ付けされている。磁気
装置２６全体は、上鋼製のケーシング３０により囲まれ
ており、いわゆる、補助電極３１を形成する。この補助
電極３１にはアース電位が印加されている。

磁気装置２６は、（半径方向の）平面図では、中心垂直
線ＭＳに沿って逆極性０）磁極が交互に配置されており
、これらの磁極は、楕円形ない？競走路の形態で、周囲
に閉鎖された磁気トンネルを形成する。この磁気トンネ
ルは、点線により弓形に示されており、この弓形の点線
は、補助電極３１０表面から出発して、この補助電極３
１０表面に戻る。エレクトロンーエ■ツタ１８および１
９は、この磁界３２において完全に一定の空間的状態を
有し、この空間的状態は、本発明により開示された装置
の磁界強度の値によって定められる。基体１７の領域で
の磁界強度がいずれにしても比較的小さいことは明らか
である。

補助電極３１も、両側で気体分配管３３および３４に挾
まれており、これらの気体分配管３３および３４も、Ｕ
形のそらせ板３５および３６で囲まれている。この場合
の配置構成も、以下のとおりである。すなわち、気体お
よび混合気体は、まず気体分配管３３および３４から後
方へ噴射される（エミツタ１８および１９に関連して）
が、その後そらせ板３５および３６によって、移動路６
の方向へ向きを変えさせられる。

補助電極３１の主要部分は、エミツタ１８および１９に
向げられたケーシング３０のフロントプレー｝３０ａで
ある。このフロントプレートは、いかなる場合も磁気装
置２６とエミツタ１８およびｌ９との間に配置される。

真空室の中心はシャフト生により形成され、このシャフ
ト↓は、第１図によれば補助電極３１の後方にある。

第３図による実施例では、アノード２０および２１側の
真空室の壁２Ｉ７３に、被覆材料から或るターゲット３
８を有するマグネトロン−カソード３７が設けられてい
る。この場合のマグネトロンは、第１図の下方に図示さ
れたマグネトロンと非常に類似している。

マグネトロン−カソード３７は、密閉材としても構放さ
れている絶縁体３９によってカソードケーシング１５の
中に保持されているが、マグネトロン−カソード３７と
カソードケーシングの間には空隙４０が存在丁る。この
空隙の幅は、通常の動作状態で調整される「暗空間距離
」よりも小さい。ターゲット３８の側面の境界には、壁
２に等間隔で角形のアース遮へい部材４１が設けられて
いる。このようにして、カンード基体！２＄３よびター
ゲット３８の周囲には、グロー放電は生じない。

第３図のマグネトロン−カソード３７は、エッチング過
程の終了後基体１７を被覆するのに用いられる。エッチ
ング過程の間、基体１７（ドリル）を回転させる必要は
ない。他方、被覆過程の間は、マグネトロン−カソード
３７は１つの側にしか作用しないので、基体は、点線の
矢印４３の方向で回転される。

第ヰ図による実施例では、第２図と比較して上側の部分
には変化がない。しかし、磁気装置２６を有する補助電
極３１の代わりに、マグネトロン−カソード４４が設け
られている。このマグネトロン−カソード４４は、エミ
ツタ１８およびｌ９の、移動路６と反対側に設けられる
。

このマグネトロン−カソード４４も被覆材料から成るグ
ーゲット４５を有丁る。マグネトロン−カソード４４も
絶縁体３９によってカンードケーシング１４に保持され
ており、また導体↓７を介して可変電圧源４６に接続さ
れている。

このような装置は、エッチングから被覆へ切換えられる
。エッチング過程は、カソード電位Ｏ−３００Ｖで行わ
れる。このカソード電位を生００−７００■へ高め、出
力密度を１ワット／（至）２　から約５−２０ワット／
の２　（ターゲット表面に関して）へ高めることによっ
て、エッチング過程を被覆過程へ切換えることができる
。

エッチング過程を行う間、ターゲット４５はいわば補助
電極を形成する。

第５図による実施例では、移動路の両側に、マグネトロ
ン−カソード３７（第３図参照）および４４（第４図参
照）が対向丁るよ５に配置されている。マグネトロン−
カソード３７にはターゲット３８が設けられ、マグネト
ロン−カソード４＋にはターゲット４５が設けられてい
る。マグネトロン−カソードの少くとも１つは？↓図の
実施例と類似の手法で可変電圧源に接続されており、こ
の可変電圧源の出力電圧をエッチング動作から被覆動作
へ切換えることができる。第５図の実施例では、マグネ
トロン−カソード４４に、第牛図の実施例と類似の手法
で２つのエレクトロンーエ■ツメ１８およびｌ９が所属
しており、他方でマグネトロン−カソード３７には、ア
ノード２０および２１が所属している。エミツメ１８と
１９、およびアノード２０と２１の移動路６に対する位
置関係は、例えば、間隔比ａ：ｂに関して第２図の実施
例と一致丁る。

第６図の実施例では、工■ツタ１８と１９、およびアノ
ード２０と２１の移動路に対する位置関係は、第３図の
実施例と実質的に逆になっている。第６図の磁気装置を
有する補助電極３１は、その他の点では第３図の補助電
極と完全に一致しており、この補助電極が第６図では壁
２に挿入されてい二る。この補助電極３１の前方にも、
第３図同様、エミツタ１８および１９が？けられている
。移動路６のエミック１８および１９に対向する側には
、真空室の中心方向へ、２つのアノード２０および２ｌ
が設げられている。これらのアノード２０および２１の
後方に配置された被覆源「Ｓ」は、極めて簡略的に図示
されている。被覆源は、真空一蒸化器、イオン源等であ
ってよい。

第７図の実施例でも、エレクトロン−エミッタ１８およ
び１９は、移動路６の壁２側に設けられている。移動路
６かも見ると、工■ツタ１８および１９と壁２との間に
マグネトロン−カソード４４が設けられ、このマグネト
ロン−カソード４４は、第仝図のマグネトロン−カソー
ド４４と同じものであり、ターゲット４５を有している
。＠生図の下方に図示されているように、第７図のマグ
ネトロン−カソード４４も可変電圧源４６に接続されて
いるが、これは第７図には詳細に展示されていない。電
源４６の出力電圧の相応の変化によって、「エッチング
動作」から「被覆動作」に切換えられる。

第８図には、複数の差込みスリーブ４８を有する基体ホ
ルダー５のフレーム１６の下のｍ分が図示されており、
この差込みスリーブ４８の軸は、垂直線に対して角度「
　　」で配列されている。この実施例では、基体１７は
いわゆるドリルであり、これらのドリルは、差込みスリ
ーブ４８が傾斜して設置されているので杉綾模様に配置
されている。フレームの下側１６ａには支柱４９が設け
られ、この支柱４９は、シャフト４（第ｌ図）に固定さ
れている取り付け部材に支柱側で取りはずし可能に挿入
されている。

第８図には、補助電極３１の輪郭線とフロントプレート
３０ａも図示されている。また、第８図には、２つのエ
レクトロン−エミツタｌ８と１９も図示されており、こ
れらのエレクトロン−エミツタ１８および１９は、フロ
ントグレー｝３０ａの前を垂直方向に延びるワイヤの形
で、このフロントプレート３０ａと平行に延在丁る。

エミツタの脚点１８ａおよび１９ａはアースに接続され
ており、他方、２つの上側の端部は電？源５０に接続さ
れている。これによって、２つのエミツタを、有効なエ
レクトロンーエ■ツションが行われる温度へ加熱するこ
とができる。

ターゲット全部、マグネトロン−カソード、補助電極等
の輪郭線は長方形であり、これらの輪郭線の最も長い中
心線は、垂直に延在している。幾何的に類似するように
構威された基体ホルダー５のフレーム１６は、垂直方向
に延びる最長の中心線を有し、二■ツタｌ８と１９およ
びアノード２０と２１も、エッチング装置全体を貫いて
延在する長さを有する。

例： ライポルト株式会社（ハーナウ、ドイツ連邦共和国）の
真空エッチング被覆装置、ｚ７００型は、第１図、第２
図および第８図に従って構成されており、直径約８ＩＩ
Ｉのドリルはまずエッチングされ、次にチタンーアルミ
ニウムー窒化物（　ＴＩｔａｎ−Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ−
Ｎｌｔｒｔｄ　）からなる硬質材料の被覆物でコーティ
ングされた。

ドリルは、ジクロロメタンで脱脂され、アルカリ溶剤で
洗浄され、引き続いてフルオクロル炭化水素（　Ｆｌｕ
ｏｒｃｈｌｏｒｋｏｈｌｅｎｗａｓｓｅｒ　）中で乾燥
された。この部材は第８図による基体ホルダーに挿入さ
れた。真空室１は、まず圧力１０”ｍｂａｒ−ｚで排気
され、引続き、真空室の圧力が２×１０　になるまで純
度９９．９９％のアルゴンが封入された。

アノード２０と２ｌとの間の軸間隔は９５ｔｘｍであり
、２つのエミツタ１８と１９との間の軸間隔は８５朋で
あり、距離ｂは４Ｑ？Ｉｌ１であった。

エミツタ１８とｌ９を貫いている平面Ｅ１のフロントブ
レー｝３０ａからの距離は２０１ｍであり、千面Ｅ１は
永久磁石の極性面から３ＱＩＩｌｌｌ離れていた。補助
電極３１の幅は５Ｑｍｓであり、補助電極３１の長さは
、（垂直方向で）５０ｏｎであった。

アノ一ド電位は、＋６０Ｖへ調整され、基体には−５０
０Ｖの電圧が印加された。基体領域での磁界の強度は６
００Ａ／ｍであり、他方、エレクトロン−エミツタの領
域での磁界強度は３５０ＯＡ／ｍであった。４分間に及
ぶエッチング動作全体が行われる間、基体表面の出力密
度は２ワット／ｃｎ２　へ調整された。エッチングはド
リルの表面全体に及び、切断へ９の損傷がなく、申し分
のないエッチングが行われた。

後続丁る被覆過程では、ドリルは、層厚４０Ｑ　Ｑ　ｎ
ｍのチタンーアルミニウムー窒化物により被覆された。

負荷試験の結果、チタンーアルミニウムー窒化物は、剥
離する傾向がないことが明らかになった。

発明の効果 本発明により、冒頭に述べたエッチング方法において、
表面処理が均質であり、突出したエツデを保護しながら
十分に高いエッチングレートを可能に丁るエッチング方
法が実現される。

さらに基体をこのエッチング方法によって十分に高い温
度に保持し、たいしもたらすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、垂直軸と、基体を交互にエツチングおよび被
覆を行うための２つのステーションとを有する真空装置
の水平方向断面図、第２図は、本発明の重要部分である
、第１図の点線に囲まれた長方形の部分の拡大図、第３
図は、真空室の壁にマグネトロンースパッタリング電極
を設けた第２図の別の笑施例の図、第冬図は、磁気装置
を有する補助電極がターゲットを有丁るマグネトロンー
力ソートに代えられた第２図の別の実施例の図、第５図
は、第３図に類似の別のマグネトロン−カソードを追加
した第↓図の別の実施例の図、第６図は、磁気装置とエ
レクトロン−エミツタを有する補助電極が真空室の壁に
挿入され、被覆材料源Ｓが真空室の内部へ移動させられ
ている、空間的構成が第３図と逆になっている実施例の
図、第７図は、補助電極が、ターゲットを有するマグネ
トロン−カソードに代わっている第６図の別の実施例の
図、第８図は、基体（ドリル）が設けられた基体ホルダ
ーの側面図である。 １・・・真空室、２・・・壁、２ａ・・・戸、，３・・
・ヒンジ、↓・・・シャフト、５・・・基体ホルダー　
６・・・移動路、７，８，３７．４４・・・マグネトロ
ン−カソード、９，１０，３８，４５・・・ターゲット
、１１・・・遮へい体、１２，２２，２３，３３，・３
４・・・気体分配管、１３，２０．２１・・・アノード
、１４．１５・・・カンードケーシング、ｌ６・・・フ
レーム、１７・・・基体、１８．１９・・・エレクトロ
ン−エミツタ、２４，２５，３５．３６・・・そらせ板
、２板 ６・・・磁気装置、２７・・・ヨーク板、２８・・・叉
持／／’ｆ７，２９−・・冷却材導体、２９ａ，２９ｂ
・・・接続端子、３０・・・ケーシング、３１．・・・
補助電極、３２・・・磁界、３９・・・絶縁体、４０・
・・空隙、４１・・・アース遮へい部材、４２・・・カ
ソート基体、牛６，５０・・・電圧源、４７・・・導体
、４８・・・差込みスリーブ、４９・・・支柱 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ．１ Ｅ ＦＩＧ．３ フ ＦＩＧ．　２ ＦＩＧ．４ １ ＦＩＧ．５ １ｌ：Ｉ ＦＩＧ．７ ＦＩＧ−６ Ｌ　　　　　　−Ｊ 手 続 補 正 書 （方式） 平成 ２年 月／（−　１１３ 特 許 庁 長 官 殿 １． 事件の表示 乎ｔ．Ｌ 年 特許願 第 ２８５０７３ ３． 補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　　ライボルト・アクチェンゲゼルシャフト平或 ２ 年 ２月２７日（発送日） ６． 補正の対象

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ）基体領域の磁界強度が６０００Ａ／ｍよりも小
   さくなるように磁界を基体から減結合し、 ｂ）基体と磁気装置との間の空間にて少な くとも１つのエレクトロン−エミツタを次の箇所に配置
   、すなわち基体領域の磁界強度よりも大きいが、しかし
   １２０００Ａ／ｍより小さいかまたは同じ大きさの磁界
   強度が存在する箇所に配置し、 ｃ）少なくとも１つのエレクトロン−エミ ツタの反対側の基体上に設けられた、アースに対し＋１
   ０Ｖから＋２５０Ｖのアノード電位を有する少なくとも
   １つのアノードを用い、ｄ）基体に、アースに対し−１
   ００Ｖから −１０００Ｖのエッチング電位を印加し、 ｅ）基体と、中間空間を通る投影平面上へ の基体の投影面との間の中間空間の比が少なくとも０．
   １であるようにし、 ｆ）少なくとも１つのエミッタと少なくと も１つのアノードとの間の電位差を、エミッタから基体
   中間空間を貫き通つてアノードまで電子流（１次および
   ２次電子）が流れるように高く選定することを特徴とす
   る、磁界を用いての低圧放電による基体のエッチング方
   法。
2. ２．エッチングを、少なくとも希ガスを８０％含む雰囲
   気中で実行する請求項１記載の方法。
3. ３．エッチングガスに、水素、窒素、アンモニア、酸素
   の群から少なくとも１つのガスを添加する請求項１記載
   の方法。
4. ４．エッチングを、電力密度が１〜１０Ｗ／ｃｍ＾３の
   基体表面で実行する請求項１記載の方法。
5. ５．基体領域の磁界強度を４００Ａ／ｍから２０００Ａ
   ／ｍの間に選定する（全ベクトル）請求項１．記載の方
   法。
6. ６．エレクトロン−エミツタの磁界強度を２０００Ａ／
   ｍから５０００Ａ／ｍの間に選定する請求項１記載の方
   法。
7. ７．アノード電位を＋２０Ｖから＋１２０Ｖの間に調整
   する請求項１記載の方法。
8. ８．少なくとも１つのエレクトロン−エミツタを交流に
   より加熱し、基点をアース電位に接続する請求項１記載
   の方法。
9. ９．上記の少なくとも１つのエミツタの基体の反対側に
   設けられた、アース電位に接続された補助電極を用いる
   請求項１記載の方法。
10. １０．エツチング大気のガス圧は少なくとも５×１０＾
    −＾３ｍｂａｒである請求項１記載の方法。
11. １１．真空室と、基体ホルダーと、所定の移動路上で基
    体ホルダーを搬送するための運動装置と、アースに対し
    負のエツチング電位を基体ホルダーに印加するための電
    流端子と、負の電荷を放出するための少なくとも１つの
    アノードとを備えた、請求項１記載の方法を実施するた
    めの装置において、 基体ホルダー（５）の移動路の一方の側に 少なくとも１つのエレクトロン−エミツタ（１８，１９
    ）が配置され、移動路の対向する側に少なくとも１つの
    アノード（２０，２１）が配置され、 エレクトロン−エミツタの移動路からの距 離“ａ”は、アノード（２０，２１）の移動路からの距
    離“ｂ゛よりも少なくとも係数１．５だけ大きく、エレ
    クトロン−エミツタの移動路（６）反対側に磁気装置が
    配置されており、その際基体ホルダーの移動路（６）が
    磁気装置の磁界強度領域を通過するように空間的配置構
    成されており、当該磁界強度は６０００Ａ／ｍよりも小
    さく、 エレクトロン−エミツタは磁気装置の磁界 強度領域に配置されており当該磁界強度は 移動路領域の磁界強度よりも大きいが、しかし１２００
    ０Ａ／ｍよりも小さいかまたは等しいことを特徴とする
    装置。
12. １２．磁気装置とエレクトロン−エミツタ（１８，１９
    ）との間に補助電極（３１）が配置されており、該補助
    電極には磁気装置の磁力線が次のように貫く、すなわち
    磁力線がエレクトロン−エミツタの反対側で補助電極を
    介して閉じた磁気トンネルを形成するように貫く請求項
    １１記載の装置。
13. １３．基体ホルダーの移動路（６）から見て、少なくと
    も１つのアノード（２０，２１）が真空室（１）の壁（
    ２）の前に配置されており、補助電極（３１）を有する
    少なくとも１つ のエレクトロン−エミツタ（１８，１９）は真空室の中
    央に向いている請求項１１記載の装置。
14. １４．少なくとも１つのアノード（２０，２１）側の真
    空室（１）の壁（２）に、マグネトロン−カソード（３
    ７）が被覆材料からなるターゲツト（３８）と共に配置
    されている請求項１３記載の装置。
15. １５．少なくとも１つのエミツタ（１８，１９）の、移
    動路（６）の反対側に、マグネトロン−カソード（４４
    ）が被覆材料からなるターゲツト（４５）と共に配置さ
    れており、マグネトロン−カソードは可変電圧源に接続
    されており、該電圧源の出力電圧は装置の“エツチング
    動作”から“被覆動作”へ切換可能である請求項１４記
    載の装置。
16. １６．対向した配置構成での移動路（６）の両側には、
    被覆材料からなるターゲツト（３８，４５）を備えたマ
    グネトロン−カソード（３７，４４）がそれぞれ１つ配
    置されており、それらマグネトロン−カソードの少なく
    とも１つは可変電圧源に接続されており、該電圧源の出
    力電圧は“エツチング動作”から“被覆動作”へ切換可
    能である請求項１４または１５記載の装置。
17. １７．少なくとも１つのエレクトロン−エミツタ（１８
    ，１９）は移動路（６）側に配置されており、該エレク
    トロン−エミツタは真空室（１）の壁（２）に向いてお
    り、 補助電極（３１）は移動路から見てエレク トロン−エミツタの後方で前記壁（２）に取付固定され
    ており、 少なくとも１つのアノード（２０，２１） は移動路の、真空室中央に向いた側に配置されている請
    求項１１または１２記載の装置。
18. １８．少なくとも１つのエレクトロン−エミッタ（１８
    ，１９）は移動路（６）側に配置されており、該移動路
    は真空室の壁（２）に向いており、 移動路（６）から見てエレクトロン−エミ ッタ（１８，１９）の後方かつ真空室（１）の壁（１２
    ）にマグネトロン−カソード（４４）が被覆材料からな
    るターゲット（４５）と共に取付固定されており、 マグネトロン−カソードは可変電圧源に接 続されており、該電圧源の出力電圧は装置の“エッチン
    グ動作”から“被覆動作”へ切換え可能である請求項１
    １または１２記載の装置。