JPS6037188B2 - スパツタリング装置 - Google Patents
スパツタリング装置Info
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- JPS6037188B2 JPS6037188B2 JP56134502A JP13450281A JPS6037188B2 JP S6037188 B2 JPS6037188 B2 JP S6037188B2 JP 56134502 A JP56134502 A JP 56134502A JP 13450281 A JP13450281 A JP 13450281A JP S6037188 B2 JPS6037188 B2 JP S6037188B2
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- Japan
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- vacuum container
- sputtering
- workpiece
- processed
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- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/3414—Targets
- H01J37/342—Hollow targets
-
- 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
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高速度鋼製あるいは超硬合金製などの切削
工具や、高炭素鋼製あるいはステンレス鋼製などの耐摩
耗部材などの表面に硬質物質や金属を被覆するのに用い
られるスパッタリング装置に関するものである。
工具や、高炭素鋼製あるいはステンレス鋼製などの耐摩
耗部材などの表面に硬質物質や金属を被覆するのに用い
られるスパッタリング装置に関するものである。
従来、例えば切削工具や耐摩耗部材の特性を向上させる
目的で、その表面に、イオンプレ−ティング法や活性化
反応蒸着法などの物理蒸着法を用いて、硬質物質や金属
などを被覆することが行なわれている。
目的で、その表面に、イオンプレ−ティング法や活性化
反応蒸着法などの物理蒸着法を用いて、硬質物質や金属
などを被覆することが行なわれている。
しかし、これらの被覆法では、高真空を利用するために
設備の保守点検に多大な労力を要し、また被覆に方向性
が現われるために複雑形状の彼処理物の被覆が困難で、
生産上の制限を強いられ、さらに大量処理の場合に彼処
理物の温度制御が困難で、能率良く確実な作業が行なえ
ないなどの問題点があるものであった。本発明者等は、
上述のような観点から、保守点検に多大な労力を要する
ことなく、付着力の高い均一な硬質物質や金属などの被
覆層を被処理物の表面に、その形状に制限されることな
く、かつ能率よく確実に施すことのできる装置を開発す
べ〈、特にスパッタリングを利用した装置に着目し研究
を行なった結果、以下｛ａー〜‘川こ示す知見を得るに
至ったのである。
設備の保守点検に多大な労力を要し、また被覆に方向性
が現われるために複雑形状の彼処理物の被覆が困難で、
生産上の制限を強いられ、さらに大量処理の場合に彼処
理物の温度制御が困難で、能率良く確実な作業が行なえ
ないなどの問題点があるものであった。本発明者等は、
上述のような観点から、保守点検に多大な労力を要する
ことなく、付着力の高い均一な硬質物質や金属などの被
覆層を被処理物の表面に、その形状に制限されることな
く、かつ能率よく確実に施すことのできる装置を開発す
べ〈、特にスパッタリングを利用した装置に着目し研究
を行なった結果、以下｛ａー〜‘川こ示す知見を得るに
至ったのである。
すなわち、｛ａ）第１図ａに概略縦断面図で示されるよ
うに、スパッタリング装置におけるターゲットを、同じ
く第１図ｂに概略斜視図で示されるように４個以上の榛
材、管材、あるいは条村からなるターゲット素子４を閉
じた図形上に並べてカゴ状に連結したものＴとし、この
夕−ゲットＴを真空容器１内に袋入した被処理物Ｓを取
り囲むように配置すると共に、前記ターゲットＴと被処
理物Ｓとをそれぞれ陰極とし、一方前記真空容器１を陽
極とした３極構造とし、かつ前記ターゲットＴへの印加
電圧を前記被処理物Ｓへの印加電圧に比して低電圧とす
ると、前記ターゲットＴおよび被処理物Ｓと前記真空容
器１との間にそれぞれグロ−放電が発生し、このグロー
放電によって前記被処理物はムラなく加熱されるように
なるので、前記被処理物Ｓの表面への均一な被覆が可能
となること。
うに、スパッタリング装置におけるターゲットを、同じ
く第１図ｂに概略斜視図で示されるように４個以上の榛
材、管材、あるいは条村からなるターゲット素子４を閉
じた図形上に並べてカゴ状に連結したものＴとし、この
夕−ゲットＴを真空容器１内に袋入した被処理物Ｓを取
り囲むように配置すると共に、前記ターゲットＴと被処
理物Ｓとをそれぞれ陰極とし、一方前記真空容器１を陽
極とした３極構造とし、かつ前記ターゲットＴへの印加
電圧を前記被処理物Ｓへの印加電圧に比して低電圧とす
ると、前記ターゲットＴおよび被処理物Ｓと前記真空容
器１との間にそれぞれグロ−放電が発生し、このグロー
放電によって前記被処理物はムラなく加熱されるように
なるので、前記被処理物Ｓの表面への均一な被覆が可能
となること。
【ｂ｝ 上記｛ａー項に示したターゲットＴにおける隣
り合うターゲット素子の間隔を５〜１００肌の範囲内で
ほぼ等しくすると、グロー放電による額射熱の外部への
放散を調整することができるようになるので、温度制御
が可能となること。
り合うターゲット素子の間隔を５〜１００肌の範囲内で
ほぼ等しくすると、グロー放電による額射熱の外部への
放散を調整することができるようになるので、温度制御
が可能となること。
なお、この温度制御は重要なことであって、これは、被
処理物である切削工具や耐摩耗工具の温度が、被覆処理
時に上昇し過ぎると、その性能が劣化するようになると
いう理由によるものである。すなわち、前記の工具が、
例えば高速度鋼製である場合、焼戻し温度（通常５５０
〜７５０℃）以上に加熱されると、軟化や変形が生じ、
また同様に超硬合金製である場合には、約８００℃以上
の温度に加熱されると、被覆層直下の工具表面に拡散層
が生じて級性が損なわれるようになるという性能劣化の
問題が生じることから、それぞれ前記の温度以下の温度
で被覆処理する必要があるが、あまり低温での被覆では
被覆層と工具表面との付着強度が弱くなりやすくなる問
題が生じるのである。またこの場合、温度を下げる目的
でターゲットの印加電圧を下げ、グロ−放電を抑えるこ
とが考えられるが、ターゲットの印加電圧を下げると、
被覆覆層の形態および繊密度が劣化する問題が生じる。
したがって、できるだけターゲットへの印加電圧を上げ
てグロー放電を活発にし、かつそれぞれの工具の軟化点
以下あるいは拡散層形成温度以下の最低許容温度に工具
温度を保持し、大量被覆処理の場合でも温度ムラや被覆
ムラのないようにする必要があるわけであるが、これら
の必要性‘こ対しては、４個以上の榛材、管材、あるい
は条材からなるターゲット素子を５〜１００側のほぼ等
間隔で、閉じた図形上に並べてカゴ状に連結してなるタ
ーゲットを後処理物を取り囲むように配置することによ
って十分対処し得るようになるのである。｛ｃ’同じく
第１図ａに概略縦断面図で示されるように、スパッタリ
ング装置に加熱装置９（この加熱装置は図示されるよう
に真空容器１の外側に設けても、あるいは内側に設けて
もよい）を設けると、この加熱装置９による子熱および
加熱によって、真空容器内面、被処理物表面、およびタ
ーゲット表面などに付着する不純物や吸着ガスの除去が
可能となるほか、真空容器内の被処理物Ｓの最適な被覆
層形成温度への速やかな加熱が可能となることから、作
業効率よく、付着強度の高い被覆層を形成することがで
きるようになること。
処理物である切削工具や耐摩耗工具の温度が、被覆処理
時に上昇し過ぎると、その性能が劣化するようになると
いう理由によるものである。すなわち、前記の工具が、
例えば高速度鋼製である場合、焼戻し温度（通常５５０
〜７５０℃）以上に加熱されると、軟化や変形が生じ、
また同様に超硬合金製である場合には、約８００℃以上
の温度に加熱されると、被覆層直下の工具表面に拡散層
が生じて級性が損なわれるようになるという性能劣化の
問題が生じることから、それぞれ前記の温度以下の温度
で被覆処理する必要があるが、あまり低温での被覆では
被覆層と工具表面との付着強度が弱くなりやすくなる問
題が生じるのである。またこの場合、温度を下げる目的
でターゲットの印加電圧を下げ、グロ−放電を抑えるこ
とが考えられるが、ターゲットの印加電圧を下げると、
被覆覆層の形態および繊密度が劣化する問題が生じる。
したがって、できるだけターゲットへの印加電圧を上げ
てグロー放電を活発にし、かつそれぞれの工具の軟化点
以下あるいは拡散層形成温度以下の最低許容温度に工具
温度を保持し、大量被覆処理の場合でも温度ムラや被覆
ムラのないようにする必要があるわけであるが、これら
の必要性‘こ対しては、４個以上の榛材、管材、あるい
は条材からなるターゲット素子を５〜１００側のほぼ等
間隔で、閉じた図形上に並べてカゴ状に連結してなるタ
ーゲットを後処理物を取り囲むように配置することによ
って十分対処し得るようになるのである。｛ｃ’同じく
第１図ａに概略縦断面図で示されるように、スパッタリ
ング装置に加熱装置９（この加熱装置は図示されるよう
に真空容器１の外側に設けても、あるいは内側に設けて
もよい）を設けると、この加熱装置９による子熱および
加熱によって、真空容器内面、被処理物表面、およびタ
ーゲット表面などに付着する不純物や吸着ガスの除去が
可能となるほか、真空容器内の被処理物Ｓの最適な被覆
層形成温度への速やかな加熱が可能となることから、作
業効率よく、付着強度の高い被覆層を形成することがで
きるようになること。
‘ｄ〕第２図ｂに概略斜視図で示されるように、上記｛
ａ｝および｛ｂ｝項に示したターゲットＴの内部に、さ
らに１個以上の榛材、管材、あるいは条村からなるター
ゲット素子５を設けると、被覆処理が一層改善されるよ
うになって、より均〜で、付着強度にバラッキのない被
覆層が得られるようになること。
ａ｝および｛ｂ｝項に示したターゲットＴの内部に、さ
らに１個以上の榛材、管材、あるいは条村からなるター
ゲット素子５を設けると、被覆処理が一層改善されるよ
うになって、より均〜で、付着強度にバラッキのない被
覆層が得られるようになること。
｛ｅー 同じく第３図および第４図に概略縦断面図で示
されるように、スパッタリング装置における上記｛ａ｝
，他，および‘ｄｌ項で示したターゲットＴの外側また
は内側、さらに必要に応じて前記ターゲットの中心部に
、２個以上のいずれも公知のプレーナー型またはシリン
ドＩＪカル型磁石内蔵の電極７をほぼ等間隔で配置する
と、被覆速度が一段と向上するようになること。
されるように、スパッタリング装置における上記｛ａ｝
，他，および‘ｄｌ項で示したターゲットＴの外側また
は内側、さらに必要に応じて前記ターゲットの中心部に
、２個以上のいずれも公知のプレーナー型またはシリン
ドＩＪカル型磁石内蔵の電極７をほぼ等間隔で配置する
と、被覆速度が一段と向上するようになること。
‘ｆ｝ さらに第２図ａに概略縦断面図で示されるよう
に、スパッタリング装置における被処理物ホルダ６を回
転装置８に連結し、被覆層形成中、彼処理物Ｓを回転す
るようにしてやると、被覆層の厚さがより均一になるこ
と。
に、スパッタリング装置における被処理物ホルダ６を回
転装置８に連結し、被覆層形成中、彼処理物Ｓを回転す
るようにしてやると、被覆層の厚さがより均一になるこ
と。
以上【ａ’〜的項に示される知見を得たのである。
したがって、この発明は、上記知見にもとづいてなされ
たものであって、スパッタリングを利用して被処理物表
面を被覆する装置において、真空容器内を子熱および加
熱するための加熱装置を設けると共に、前記真空容器内
に装入した被処理物を取り囲むように、４個以上の榛材
、管材、あるいは条材からなるターゲット素子を５〜１
０仇柵のほぼ等間隔で、閉じた図形上に並べてカゴ状に
連結し、必要に応じて該カゴの内部にも１個以上の榛材
、管材、あるいは条材からなるターゲット素子を設けた
形状を有するターゲットを配置し、さらに、必要に応じ
て、前記ターゲットの外側または内側、あるいは前記タ
ーゲットの外側または内側と中心部に、２個以上のプレ
ーナー型またはシリンドリカル型磁石内蔵の電極をほぼ
等間隔配置し、かつ、前記被処理物とターゲットとをそ
れぞれ陰極とし、一方前記真空容器を陽極とした３極構
造とすると共に、前記ターゲットへの印加電圧を前記彼
処理物への印加電圧に比して低電圧とし、もって、付着
力のきわめて高い硬質物質や金属の被覆層を、均一に、
かつ能率よく、確実に形成することを可能としたスパッ
タリング装置に特徴を有するものです。
たものであって、スパッタリングを利用して被処理物表
面を被覆する装置において、真空容器内を子熱および加
熱するための加熱装置を設けると共に、前記真空容器内
に装入した被処理物を取り囲むように、４個以上の榛材
、管材、あるいは条材からなるターゲット素子を５〜１
０仇柵のほぼ等間隔で、閉じた図形上に並べてカゴ状に
連結し、必要に応じて該カゴの内部にも１個以上の榛材
、管材、あるいは条材からなるターゲット素子を設けた
形状を有するターゲットを配置し、さらに、必要に応じ
て、前記ターゲットの外側または内側、あるいは前記タ
ーゲットの外側または内側と中心部に、２個以上のプレ
ーナー型またはシリンドリカル型磁石内蔵の電極をほぼ
等間隔配置し、かつ、前記被処理物とターゲットとをそ
れぞれ陰極とし、一方前記真空容器を陽極とした３極構
造とすると共に、前記ターゲットへの印加電圧を前記彼
処理物への印加電圧に比して低電圧とし、もって、付着
力のきわめて高い硬質物質や金属の被覆層を、均一に、
かつ能率よく、確実に形成することを可能としたスパッ
タリング装置に特徴を有するものです。
なお、この発明のスパッタリング装置におけるターゲッ
トに関し、閉じた図形とは、円形、多角形、あるいはそ
の他任意の閉鎖図形を指すものである。また、この発明
のスパッタＩＪング菱瞳におけるターゲットに関し、ま
ず、ターゲット素子である榛材、管材、あるいは条材の
数を４個以上としたのは、４個未満のターゲット素子で
は彼処理物のまわりを均等に囲むことが困難で、この結
果均一な被覆層の形成が難しくなるという理由からであ
り、またターゲット素子間の間隔を５〜１０仇岬とした
のは、５側未満の間隔では、グロ−放電による鱒射熱の
外部への放散が少なく、温度が上昇して彼処理物に悪影
響を及ぼすようになり、一方１０仇肋を越えた間隔にな
ると、グロー放電が弱くなりすぎ、時にはグロー放電が
連続しなくなって、均一な被覆層を形成するのが難しく
なるばかりでなく、反応温度が低くなりすぎて被覆層と
被処理物との付着強度も弱くなるという理由にもとづく
ものである。
トに関し、閉じた図形とは、円形、多角形、あるいはそ
の他任意の閉鎖図形を指すものである。また、この発明
のスパッタＩＪング菱瞳におけるターゲットに関し、ま
ず、ターゲット素子である榛材、管材、あるいは条材の
数を４個以上としたのは、４個未満のターゲット素子で
は彼処理物のまわりを均等に囲むことが困難で、この結
果均一な被覆層の形成が難しくなるという理由からであ
り、またターゲット素子間の間隔を５〜１０仇岬とした
のは、５側未満の間隔では、グロ−放電による鱒射熱の
外部への放散が少なく、温度が上昇して彼処理物に悪影
響を及ぼすようになり、一方１０仇肋を越えた間隔にな
ると、グロー放電が弱くなりすぎ、時にはグロー放電が
連続しなくなって、均一な被覆層を形成するのが難しく
なるばかりでなく、反応温度が低くなりすぎて被覆層と
被処理物との付着強度も弱くなるという理由にもとづく
ものである。
さらに、この発明のスパッタリング装置においては、陰
極としたターゲットへの印加電圧は−３．０〜−０．兆
Ｖが適当であり、これは−３．皿Ｖ未満の印加電圧では
、グロ−放電が活発になりすぎて過度の温度上昇をもた
らすようになるばかりでなく、アーク放電へ移行しやす
くなり、一方一０．狐Ｖを越えた印放電圧では、グロ‐
放電が生じにくく、かつ被覆層が形成されても、その特
性が劣るようになるという理由によるものである。
極としたターゲットへの印加電圧は−３．０〜−０．兆
Ｖが適当であり、これは−３．皿Ｖ未満の印加電圧では
、グロ−放電が活発になりすぎて過度の温度上昇をもた
らすようになるばかりでなく、アーク放電へ移行しやす
くなり、一方一０．狐Ｖを越えた印放電圧では、グロ‐
放電が生じにくく、かつ被覆層が形成されても、その特
性が劣るようになるという理由によるものである。
また、同じく陰極とした彼処理物への印放電圧について
も−２．０〜０．０歌Ｖにするのが適当であり、この理
由は、一２．０ＫＶ未満の印放電圧では、いわゆる逆ス
パッタリングが多くなり、被覆層の堆積以上に逆スパッ
タリング速度が速くなって被覆層が生成せず、一方印加
電圧が−０．０斑Ｖを越えると、逆スパッタ−現象が少
なすぎて形成される被覆層の性質が悪くなるからである
。さらに、またこの発明のスパッタリング装置において
は、真空容器内の真空度は１０‐３〜１００ｔｏｎが適
当であって、１０‐３ｔｏｎ未満の真空度ではグロー放
電が生じにくく、一方１００ｔｏｍを越えた真空度にな
ると被覆層中へのガス混入が多くなり、被覆層が多孔に
なりやすくなるからである。
も−２．０〜０．０歌Ｖにするのが適当であり、この理
由は、一２．０ＫＶ未満の印放電圧では、いわゆる逆ス
パッタリングが多くなり、被覆層の堆積以上に逆スパッ
タリング速度が速くなって被覆層が生成せず、一方印加
電圧が−０．０斑Ｖを越えると、逆スパッタ−現象が少
なすぎて形成される被覆層の性質が悪くなるからである
。さらに、またこの発明のスパッタリング装置において
は、真空容器内の真空度は１０‐３〜１００ｔｏｎが適
当であって、１０‐３ｔｏｎ未満の真空度ではグロー放
電が生じにくく、一方１００ｔｏｍを越えた真空度にな
ると被覆層中へのガス混入が多くなり、被覆層が多孔に
なりやすくなるからである。
また、この発明のスパッタリング装置を用いて被覆でき
る金属としては、周期律表の４ａ，５ａ，および６ａ族
の金属を上げることができ、さらに同じく硬質物質とし
ては、前記の金属の炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物
、および炭窒酸化物、並びに酸化アルミニウムなどを上
げることができる。
る金属としては、周期律表の４ａ，５ａ，および６ａ族
の金属を上げることができ、さらに同じく硬質物質とし
ては、前記の金属の炭化物、窒化物、酸化物、炭窒化物
、および炭窒酸化物、並びに酸化アルミニウムなどを上
げることができる。
つぎに、この発明のスパッタリング装置を図面を参照し
ながら具体的に説明する。
ながら具体的に説明する。
実施例 １
まず、前記したように第１図ａには、この発明のスパッ
タリング装置の１例が概略縦断面図で示されており、図
示されるように外側に加熱装置９を備え、かつガス入口
２および排気口３を有する真空容器１内には、第１図ｂ
に拡大斜視図で示されるターゲットＴが配置されている
。
タリング装置の１例が概略縦断面図で示されており、図
示されるように外側に加熱装置９を備え、かつガス入口
２および排気口３を有する真空容器１内には、第１図ｂ
に拡大斜視図で示されるターゲットＴが配置されている
。
このターゲットＴは、例えばＴｉのような導電性金属の
丸榛（ターゲット素子）４を、円上にほぼ等間隔に立設
して並べてカゴ状に連結したものからなる形状を有する
。そして、この装置においては、ターゲットＴの内部に
、被処理物ホルダ６上に戦直した状態で陰極とした被処
理物Ｓを配置し、この状態で加熱装置９により真空容器
１内を減圧しながら予熱して、真空容器内面、被処理物
表面、およびターゲット表面などに付着する不純物や吸
着ガスを除去し、引続いて前記真空容器１内をスパッタ
リング温度に加熱し、この状態で前記ターゲットＴと被
処理物の両陰極に所定の電圧を印加するとともに、接地
電位にて陽極とした真空容器１のガス入口２から、Ａｒ
、水素ガス、さらに反応性の窒素、炭素、および酸素含
有ガスなどの搬送ガスと反応ガスの混合ガス（スパッタ
ＩＪング法において周知のもの）を導入することにより
、グロー放電を惹起し、スパッタリングを行なうことに
よって、前記被処理物Ｓの表面に硬質物質や金属の被覆
層を形成するものである。実施例 ２ 第２図ａおよびｂには、ターゲットとして、Ｔｉのよう
な導電性金属の丸棒（ターゲット素子）４を、円上にほ
ぼ等間隔に立設して並べてカゴ状に連結すると共に、そ
の内部に同じく導電性金属の丸榛（ターゲット素子）５
を２本配置した形状を有するターゲットＴを使用し、か
つ被処理物ホルダ６を回転装置８に連結して、被処理物
Ｓを回転せしめるようにした以外は、実施例１の装置と
同様の構造を有するこの発明のスパッタリング装置が示
されている。
丸榛（ターゲット素子）４を、円上にほぼ等間隔に立設
して並べてカゴ状に連結したものからなる形状を有する
。そして、この装置においては、ターゲットＴの内部に
、被処理物ホルダ６上に戦直した状態で陰極とした被処
理物Ｓを配置し、この状態で加熱装置９により真空容器
１内を減圧しながら予熱して、真空容器内面、被処理物
表面、およびターゲット表面などに付着する不純物や吸
着ガスを除去し、引続いて前記真空容器１内をスパッタ
リング温度に加熱し、この状態で前記ターゲットＴと被
処理物の両陰極に所定の電圧を印加するとともに、接地
電位にて陽極とした真空容器１のガス入口２から、Ａｒ
、水素ガス、さらに反応性の窒素、炭素、および酸素含
有ガスなどの搬送ガスと反応ガスの混合ガス（スパッタ
ＩＪング法において周知のもの）を導入することにより
、グロー放電を惹起し、スパッタリングを行なうことに
よって、前記被処理物Ｓの表面に硬質物質や金属の被覆
層を形成するものである。実施例 ２ 第２図ａおよびｂには、ターゲットとして、Ｔｉのよう
な導電性金属の丸棒（ターゲット素子）４を、円上にほ
ぼ等間隔に立設して並べてカゴ状に連結すると共に、そ
の内部に同じく導電性金属の丸榛（ターゲット素子）５
を２本配置した形状を有するターゲットＴを使用し、か
つ被処理物ホルダ６を回転装置８に連結して、被処理物
Ｓを回転せしめるようにした以外は、実施例１の装置と
同様の構造を有するこの発明のスパッタリング装置が示
されている。
いま、上記構造のこの発明のスパッタリング装置を用い
・被処理物Ｓ：ＪＩＳ規格ＫＩＯの切削用超硬合金製ス
ローアウヱイチツフ０、ターゲットＴの寸法：外径１０
仇岬×高さ２００側、ターゲットＴの構造：直径１０脚
のＴｉ製丸棒からなるターゲット素子４を円上に３５肌
間隔で並べてカゴ状に連結し、かつ該カゴの直径線上の
中心部にも等間隔で２本のターゲット素子５を設けたも
の、加熱装置９による真空容器１内の加熱温度：７８０
００、真空容器１内の雰囲気：Ａて分圧２×１０‐２の
ｒｒ，Ｎ２分圧１×１０‐２ｔｏｎ、被処理物の回転速
度：０．８．ｐ．ｍ．、ターゲットＴへの印加電圧：‐
がＶ、 被処理物Ｓへの印加電圧：‐０．腿Ｖ、 反応処理時間：２時間、 の条件でスパッタリングを行なったところ、上記被処理
物Ｓの表面には、平均層厚：２仏ｍのＴＩＮ被覆層が形
成され、この被覆層は、その層厚が各部均一で、付着強
度の高いものであった。
・被処理物Ｓ：ＪＩＳ規格ＫＩＯの切削用超硬合金製ス
ローアウヱイチツフ０、ターゲットＴの寸法：外径１０
仇岬×高さ２００側、ターゲットＴの構造：直径１０脚
のＴｉ製丸棒からなるターゲット素子４を円上に３５肌
間隔で並べてカゴ状に連結し、かつ該カゴの直径線上の
中心部にも等間隔で２本のターゲット素子５を設けたも
の、加熱装置９による真空容器１内の加熱温度：７８０
００、真空容器１内の雰囲気：Ａて分圧２×１０‐２の
ｒｒ，Ｎ２分圧１×１０‐２ｔｏｎ、被処理物の回転速
度：０．８．ｐ．ｍ．、ターゲットＴへの印加電圧：‐
がＶ、 被処理物Ｓへの印加電圧：‐０．腿Ｖ、 反応処理時間：２時間、 の条件でスパッタリングを行なったところ、上記被処理
物Ｓの表面には、平均層厚：２仏ｍのＴＩＮ被覆層が形
成され、この被覆層は、その層厚が各部均一で、付着強
度の高いものであった。
実施例 ３
第３図には、第１図ａに示されるこの発明のスパッタリ
ング装置において、さらにターゲットＴの外側に、４本
の公知のシリンドリカル型磁石内蔵の電極７を対向配置
した構造のこの発明のスパッタリング装置が示されてい
る。
ング装置において、さらにターゲットＴの外側に、４本
の公知のシリンドリカル型磁石内蔵の電極７を対向配置
した構造のこの発明のスパッタリング装置が示されてい
る。
いま、この第３図に示されるこの発明のスパッタリング
装置を用い、彼処理物Ｓ：幅２仇吻×長さ５仇凧×厚さ
２肋のステンレス鋼板材、ターゲットＴの寸法：外径２
０仇奴×高さ３０仇吻、ターゲットＴの構造：直径１３
側の純銅製丸綾からなるターゲット素子４を１６本、円
上に等間隔に立設して並べ、カゴ状に連結したもの、加
熱装置９による真空容器１内の加熱温度：３２０００、
電極７の構造および本数：外径１５側×高さ２００伽の
寸法を有する純銅製管材の中にシリンドリカル型磁石を
内蔵した構造のもの（表面磁束密度：４００〜４３０ガ
ウス）、４本を対向配置、真空容器１内の雰囲気：母分
圧１×１０‐２０ｒｒ、ターゲットＴへの印加電圧：−
ＩＫＶ、被処理物Ｓへの印加電圧：−０．４ＫＶ、電極
７への印加電圧：−０．２歌Ｖ、 反応処理時間：０．濁時間、 の条件でスパッタリングを行なったところ、上記彼処理
物Ｓの表面には、平均層厚：３．２仏ｍの純鋼被覆層が
形成され、この純錦被覆層は柱状晶組織を有する繊密な
ものであった。
装置を用い、彼処理物Ｓ：幅２仇吻×長さ５仇凧×厚さ
２肋のステンレス鋼板材、ターゲットＴの寸法：外径２
０仇奴×高さ３０仇吻、ターゲットＴの構造：直径１３
側の純銅製丸綾からなるターゲット素子４を１６本、円
上に等間隔に立設して並べ、カゴ状に連結したもの、加
熱装置９による真空容器１内の加熱温度：３２０００、
電極７の構造および本数：外径１５側×高さ２００伽の
寸法を有する純銅製管材の中にシリンドリカル型磁石を
内蔵した構造のもの（表面磁束密度：４００〜４３０ガ
ウス）、４本を対向配置、真空容器１内の雰囲気：母分
圧１×１０‐２０ｒｒ、ターゲットＴへの印加電圧：−
ＩＫＶ、被処理物Ｓへの印加電圧：−０．４ＫＶ、電極
７への印加電圧：−０．２歌Ｖ、 反応処理時間：０．濁時間、 の条件でスパッタリングを行なったところ、上記彼処理
物Ｓの表面には、平均層厚：３．２仏ｍの純鋼被覆層が
形成され、この純錦被覆層は柱状晶組織を有する繊密な
ものであった。
実施例 ４
第４図には、第２図ａに示されるこの発明のスパッタリ
ング装置において、さらにターゲットＴの外側に４本の
公知のプレーナー型磁石内蔵の電極７を対向配置し、か
つターゲットＴの中心部にも同一構造の電極７を１本配
置し、一方回転装置を取り除いた構造のこの発明のスパ
ッタリング装置が示されている。
ング装置において、さらにターゲットＴの外側に４本の
公知のプレーナー型磁石内蔵の電極７を対向配置し、か
つターゲットＴの中心部にも同一構造の電極７を１本配
置し、一方回転装置を取り除いた構造のこの発明のスパ
ッタリング装置が示されている。
上述のように、この発明のスパッタリング装置によれば
、高速度鋼や超硬合金などで製造された切削工具や、さ
らに高炭素鋼、合金鋼、あるいはステンレス鋼などで製
造された耐摩耗部材などの表面に、その形状に制限され
ることなく、付着強度のきわわめて高い、微細にして繊
密な硬質物質や金属の被覆層を、簡単な操作で、かつ能
率よく確実に形成することができるのである。
、高速度鋼や超硬合金などで製造された切削工具や、さ
らに高炭素鋼、合金鋼、あるいはステンレス鋼などで製
造された耐摩耗部材などの表面に、その形状に制限され
ることなく、付着強度のきわわめて高い、微細にして繊
密な硬質物質や金属の被覆層を、簡単な操作で、かつ能
率よく確実に形成することができるのである。
第１図ａ、第２図ａ、第３図、および第４図はこの発明
のスパッタリング装置を示す概略縦断面図、第１図ｂお
よび第２図ｂはこの発明のスパッタＩＪング装置におけ
るターゲットを示す拡大斜視図である。 図面において、１・・・・・・真空容器、２・・・・・
・ガス入口、３……排気口、４，５……ターゲット素子
、６・・・・・・核処理物ホルダ、７・・・・・・磁石
を内蔵した電極、８……被処理物の回転装置、９・・・
・・・加熱装置、Ｓ・・・・・・被処理物、Ｔ・・・・
・・ターゲット。 第「図努２図 発３図 第４図
のスパッタリング装置を示す概略縦断面図、第１図ｂお
よび第２図ｂはこの発明のスパッタＩＪング装置におけ
るターゲットを示す拡大斜視図である。 図面において、１・・・・・・真空容器、２・・・・・
・ガス入口、３……排気口、４，５……ターゲット素子
、６・・・・・・核処理物ホルダ、７・・・・・・磁石
を内蔵した電極、８……被処理物の回転装置、９・・・
・・・加熱装置、Ｓ・・・・・・被処理物、Ｔ・・・・
・・ターゲット。 第「図努２図 発３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ スパツタリングを利用して被処理物表面を被覆する
装置において、 真空容器内を予熱および加熱するため
の加熱装置を設けると共に、 前記真空容器内に装入し
た被処理物を取り囲むように、４個以上の棒材、管材、
あるいは条材からなるターゲツト素子を５〜１００ｍｍ
のほぼ等間隔で、閉じた図形上に並べてカゴ状に連結し
てなる形状を有するターゲツトを配置し、 かつ、前記
被処理物とターゲツトとをそれぞれ陰極とし、一方前記
真空容器を陽極とした３極構造とすると共に、 前記タ
ーゲツトへの印加電圧を前記被処理物への印加電圧に比
して低電圧としたことを特徴とするスパツタリング装置
。 ２ スパツタリングを利用して被処理物表面を被覆する
装置において、 真空容器内を予熱および加熱するため
の加熱装置を設けると共に、 前記真空容器内に装入し
た被処理物を取り囲むように、４個以上の棒材、管材、
あるいは条材からなるターゲツト素子を５〜１００ｍｍ
のほぼ等間隔で、閉じた図形上に並べてカゴ状に連結す
ると共に、該カゴの内部にも１個以上の棒材、管材、あ
るいは条材からなるターゲツト素子を設けてなる形状を
有するターゲツトを配置し、 かつ、前記被処理物とタ
ーゲツトとをそれぞれ陰極とし、一方前記真空容器を陽
極とした３極構造とすると共に、 前記ターゲットへの
印加電圧を前記被処理物への印加電圧に比して低電圧と
したことを特徴とするスパツタリング装置。 ３ スパツタリングを利用して被処理物表面を被覆する
装置において、 真空容器内を予熱および加熱するため
の加熱装置を設けると共に、 前記真空容器内に装入し
た被処理物を取り囲むように、４個以上の棒材、管材、
あるいは条材からなるターゲツト素子を５〜１００ｍｍ
のほぼ等間隔で、閉じた図形上に並べてカゴ状に連結し
てなる形状を有するターゲツトを配置し、 さらに、前
記ターゲツトの外側または内側に、２個以上のプレーナ
ー型またはシリンドリカル型磁石内蔵の電極をほぼ等間
隔配置し、 かつ、前記被処理物とターゲツトとをそれ
ぞれ陰極とし、一方前記真空容器を陽極とした３極構造
とすると共に、 前記ターゲツトへの印加電圧を前記被
処理物への印加電圧に比して低電圧としたことを特徴と
するスパツタリング装置。 ４ スパツタリングを利用して被処理物表面を被覆する
装置において、 真空容器内を予熱および加熱するため
の加熱装置を設けると共に、 前記真空容器内に装入し
た被処理物を取り囲むように、４個以上の棒材、管材、
あるいは条材からなるターゲツト素子を５〜１００ｍｍ
のほぼ等間隔で、閉じた図形上に並べてカゴ状に連結す
ると共に、該カゴの内部にも１個以上の棒材、管材、あ
るいは条材からなるターゲツト素子を設けてなる形状を
有するターゲツトを配置し、 さらに、前記ターゲツト
の外側または内側に、２個以上のプレーナー型またはシ
リンドリカル型磁石内蔵の電極をほぼ等間隔配置すると
共に、前記ターゲツトの中心部にも前記電極を配置し、
かつ、前記被処理物とターゲツトとをそれぞれ陰極と
し、一方前記真空容器を陽極とした３極構造とすると共
に、 前記ターゲツトへの印加電圧を前記被処理物への
印加電圧に比して低電圧としたことを特徴とするスパツ
タリング装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56134502A JPS6037188B2 (ja) | 1981-08-27 | 1981-08-27 | スパツタリング装置 |
| KR8203216A KR890000158B1 (ko) | 1981-08-27 | 1982-07-20 | 스펏터링(Sputtering)장치 |
| US06/411,003 US4411763A (en) | 1981-08-27 | 1982-08-24 | Sputtering apparatus |
| EP82304473A EP0073643B1 (en) | 1981-08-27 | 1982-08-25 | Sputtering apparatus |
| DE8282304473T DE3278427D1 (en) | 1981-08-27 | 1982-08-25 | Sputtering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56134502A JPS6037188B2 (ja) | 1981-08-27 | 1981-08-27 | スパツタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5837177A JPS5837177A (ja) | 1983-03-04 |
| JPS6037188B2 true JPS6037188B2 (ja) | 1985-08-24 |
Family
ID=15129818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56134502A Expired JPS6037188B2 (ja) | 1981-08-27 | 1981-08-27 | スパツタリング装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4411763A (ja) |
| EP (1) | EP0073643B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6037188B2 (ja) |
| KR (1) | KR890000158B1 (ja) |
| DE (1) | DE3278427D1 (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4417968A (en) * | 1983-03-21 | 1983-11-29 | Shatterproof Glass Corporation | Magnetron cathode sputtering apparatus |
| DE3503398A1 (de) * | 1985-02-01 | 1986-08-07 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Sputteranlage zum reaktiven beschichten eines substrates mit hartstoffen |
| GB8512455D0 (en) * | 1985-05-16 | 1985-06-19 | Atomic Energy Authority Uk | Coating apparatus |
| GB2181461B (en) * | 1985-10-10 | 1989-09-27 | Canadian Patents Dev | Doping semiconductor compounds by reactive sputtering |
| JPS63166967A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 成膜装置 |
| JP2643149B2 (ja) * | 1987-06-03 | 1997-08-20 | 株式会社ブリヂストン | 表面処理方法 |
| DE4123274C2 (de) * | 1991-07-13 | 1996-12-19 | Leybold Ag | Vorrichtung zum Beschichten von Bauteilen bzw. Formteilen durch Kathodenzerstäubung |
| US5322606A (en) * | 1991-12-26 | 1994-06-21 | Xerox Corporation | Use of rotary solenoid as a shutter actuator on a rotating arm |
| US5279724A (en) * | 1991-12-26 | 1994-01-18 | Xerox Corporation | Dual sputtering source |
| DE19617057C2 (de) * | 1996-04-29 | 1998-07-23 | Ardenne Anlagentech Gmbh | Sputteranlage mit zwei längserstreckten Magnetrons |
| KR20020063147A (ko) * | 2002-06-12 | 2002-08-01 | 유재원 | 구형 모재로의 금속 박막 형성 장치 및 그 박막 형성 방법 |
| US7967605B2 (en) | 2004-03-16 | 2011-06-28 | Guidance Endodontics, Llc | Endodontic files and obturator devices and methods of manufacturing same |
| US8043471B2 (en) * | 2006-03-31 | 2011-10-25 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
| KR101030337B1 (ko) | 2008-10-08 | 2011-04-19 | 한국진공주식회사 | 진공 박막 형성 장치 |
| KR101030338B1 (ko) | 2008-10-08 | 2011-04-19 | 한국진공주식회사 | 진공 증착 장치 |
| CN101818326B (zh) * | 2009-02-26 | 2012-11-21 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 溅镀装置 |
| CZ304905B6 (cs) * | 2009-11-23 | 2015-01-14 | Shm, S.R.O. | Způsob vytváření PVD vrstev s pomocí rotační cylindrické katody a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| TW201137141A (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Target base and coating device using same |
| TW201137144A (en) * | 2010-04-29 | 2011-11-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Sputtering device and cleaning method for sputtering target |
| TW201139712A (en) * | 2010-05-12 | 2011-11-16 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Sputtering device |
| CN102443766A (zh) * | 2010-10-15 | 2012-05-09 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 镀膜料架及具有该镀膜料架的镀膜设备 |
| TW201217568A (en) * | 2010-10-26 | 2012-05-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Deposition device |
| TWI480403B (zh) * | 2010-10-26 | 2015-04-11 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 鍍膜裝置 |
| TW201226609A (en) * | 2010-12-24 | 2012-07-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Sputtering device |
| CN102534516A (zh) * | 2010-12-25 | 2012-07-04 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 溅镀装置 |
| KR20120096788A (ko) * | 2011-02-23 | 2012-08-31 | 삼성전자주식회사 | 외관 기구물의 표면 코팅 방법 및 표면 코팅 장치 |
| US9640359B2 (en) | 2012-08-09 | 2017-05-02 | Vactronix Scientific, Inc. | Inverted cylindrical magnetron (ICM) system and methods of use |
| JP2015038236A (ja) * | 2013-08-19 | 2015-02-26 | アイシン精機株式会社 | 金属調皮膜の製造方法 |
| CN108950497B (zh) * | 2018-08-28 | 2020-12-08 | 阜阳知麓信息科技有限公司 | 一种基于辉光放电原理将金属沉积在塑胶基材表面的镀膜系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3525680A (en) * | 1965-12-20 | 1970-08-25 | Ibm | Method and apparatus for the radio frequency sputtering of dielectric materials |
| US3598710A (en) * | 1966-04-04 | 1971-08-10 | Ibm | Etching method |
| GB1217685A (en) * | 1967-06-05 | 1970-12-31 | Smiths Industries Ltd | Improvements in or relating to methods and apparatus for sputtering of materials |
| CH542772A (de) * | 1971-09-21 | 1973-10-15 | Balzers Patent Beteilig Ag | Einrichtung zum Transportieren von zu beschichtenden Substraten durch eine Vakuumanlage |
| US3913520A (en) * | 1972-08-14 | 1975-10-21 | Precision Thin Film Corp | High vacuum deposition apparatus |
| US3897325A (en) * | 1972-10-20 | 1975-07-29 | Nippon Electric Varian Ltd | Low temperature sputtering device |
| US3855110A (en) * | 1973-11-15 | 1974-12-17 | United Aircraft Corp | Cylindrical rf sputtering apparatus |
| GB1500701A (en) * | 1974-01-24 | 1978-02-08 | Atomic Energy Authority Uk | Vapour deposition apparatus |
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-
1981
- 1981-08-27 JP JP56134502A patent/JPS6037188B2/ja not_active Expired
-
1982
- 1982-07-20 KR KR8203216A patent/KR890000158B1/ko active
- 1982-08-24 US US06/411,003 patent/US4411763A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-08-25 DE DE8282304473T patent/DE3278427D1/de not_active Expired
- 1982-08-25 EP EP82304473A patent/EP0073643B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0073643A1 (en) | 1983-03-09 |
| KR840000666A (ko) | 1984-02-25 |
| KR890000158B1 (ko) | 1989-03-08 |
| DE3278427D1 (en) | 1988-06-09 |
| EP0073643B1 (en) | 1988-05-04 |
| US4411763A (en) | 1983-10-25 |
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