KR102222786B1

KR102222786B1 - 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치, 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법

Info

Publication number: KR102222786B1
Application number: KR1020167027959A
Authority: KR
Inventors: 마사오 가와무라; 도시카츠 스도; 아츠시 신보야
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2021-03-03
Also published as: US20170137931A1; CN106460166B; WO2015198458A1; KR20170021224A; US20200370166A1; JP2016008321A; US10781514B2; EP3162912A1; EP3162912A4; US11512386B2; EP3162912B1; JP5664814B1; CN106460166A

Abstract

적절한 온도 조건에서 코팅막을 형성할 수 있는 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치를 제공한다. 상기 성막 장치는, 절삭 공구에 코팅막을 형성하는 성막실과, 성막실에 진공 밸브를 개재하여 각각 연결된 전처리실 및 후처리실과, 전처리실로부터 성막실을 경유하여 후처리실로 절삭 공구를 반송하는 반송 경로를 구비하고, 절삭 공구를 지지하는 복수의 로드가 반송 방향을 따라 기립 자세로 배치된 반송 캐리어를 사용하는 인라인식의 성막 장치이다. 상기 성막실은, 절삭 공구에 코팅막을 형성하는 성막 영역과, 반송 캐리어를 반송 경로를 따라 반송하면서 성막 영역을 통과시키는 반송 장치와, 성막 영역에 대해 캐리어 반송 방향에 인접하여 배치되고 절삭 공구를 가열하는 가열 영역과, 상기 성막 영역과 상기 진공 밸브 사이에 상기 반송 캐리어를 수용하는 캐리어 대기 영역을 구비한다.

Description

코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치, 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법{FILM FORMATION DEVICE FOR CUTTING TOOL PROVIDED WITH COATING FILM, AND FILM FORMATION METHOD FOR CUTTING TOOL PROVIDED WITH COATING FILM}

본 발명은, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치, 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법에 관한 것이다.

본원은, 2014년 6월 24일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2014-129338호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

성막 장치로서, 예를 들어 특허문헌 1 에 기재된 인라인식 진공 성막 장치가 알려져 있다. 이러한 종류의 성막 장치에서는, 팰릿을 일 방향으로 보내 성막 영역을 통과시켜, 절삭 공구의 표면에 코팅막을 형성한다.

일본 공개특허공보 평10-140351호(A)

인라인식 성막 장치를 사용하여 절삭 공구에 코팅막을 형성하는 경우, 절삭 공구에 코팅막을 형성하는 성막실의 전단에 형성된 전처리실에 있어서, 히터에 의해 절삭 공구를 가열한다. 그러나, 전처리실에서 성막실로 절삭 공구를 반송하는 기간이나 성막실 내에서 팰릿을 대기시키는 기간에 절삭 공구의 온도가 저하되기 때문에, 성막 초기의 온도가 낮아져, 코팅막의 품질이 저하되는 경우가 있다. 한편, 성막 개시시에 적절한 표면 온도가 되도록 절삭 공구를 미리 고온으로 가열하면, 성막 중에 온도가 지나치게 올라가, 최적 온도 범위의 상한을 초과해 버릴 우려가 있다. 이와 같은 온도 변화가 생기면, 절삭 공구의 기재측과 표면측에서 막질이 상이해져 버려, 막두께에 상응하는 절삭 성능이 얻어지지 않는다. 또, 기재측의 막질이 떨어지는 경우에는, 코팅막의 박리의 원인이 되는 경우도 있다.

또, 팰릿을 반송하면서 코팅막을 형성하기 때문에, 팰릿의 선두측 절삭 공구와 후미측 절삭 공구에서 성막시의 온도차가 생겨, 막질의 편차를 일으키기 쉽다. 즉, 동일 제품 내에서 절삭 성능에 편차를 일으키게 되기 때문에, 제품의 추천 절삭 조건을 결정할 때에는, 가장 성능이 떨어지는 코팅막에 맞춰 결정하게 되어 버린다.

본 발명은, 적절한 온도 조건에서 코팅막을 형성할 수 있는 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치, 및 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.

본 발명의 제 1 양태에 의하면, 절삭 공구에 코팅막을 형성하는 성막실과, 상기 성막실에 진공 밸브를 개재하여 각각 연결된 전처리실 및 후처리실과, 상기 전처리실로부터 상기 성막실을 경유하여 상기 후처리실로 상기 절삭 공구를 반송하는 반송 경로를 구비하고, 상기 절삭 공구를 지지하는 복수의 로드가 반송 방향을 따라 기립 자세로 배치된 반송 캐리어를 사용하는 인라인식의 성막 장치로서, 상기 성막실은, 상기 절삭 공구에 상기 코팅막을 형성하는 성막 영역과, 상기 반송 캐리어를 상기 반송 경로를 따라 반송하면서 상기 성막 영역을 통과시키는 반송 장치와, 상기 성막 영역에 대해 캐리어 반송 방향에 인접하여 배치되고 상기 절삭 공구를 가열하는 가열 영역과, 상기 성막 영역과 상기 진공 밸브 사이에 상기 반송 캐리어를 수용하는 캐리어 대기 영역을 구비하는, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치가 제공된다.

상기 성막 영역에는 상기 반송 캐리어의 반송 경로를 사이에 두도록 복수의 타깃이 형성되고, 상기 가열 영역에는 상기 반송 캐리어의 반송 경로를 사이에 두도록 복수의 가열 장치가 형성되어 있는 구성으로 해도 된다.

상기 캐리어 반송 방향에 있어서의 상기 성막 영역의 양측에, 각각 상기 가열 영역이 형성되어 있는 구성으로 해도 된다.

상기 캐리어 반송 방향을 따라, 복수의 상기 성막 영역이 형성되어 있는 구성으로 해도 된다.

상기 복수의 성막 영역의 상기 캐리어 반송 방향의 양측에, 각각 상기 가열 영역이 형성되어 있는 구성으로 해도 된다.

상기 캐리어 반송 방향을 따라, 복수의 상기 가열 영역과 복수의 상기 성막 영역이 교대로 배치되고, 상기 캐리어 반송 방향에 있어서의 상기 성막 영역의 양측에 각각 상기 가열 영역이 배치되어 있는 구성으로 해도 된다.

하나 또는 복수의 상기 성막 영역의 양측에 형성된 2 개의 상기 가열 영역 사이의 길이가, 상기 반송 캐리어의 상기 반송 방향의 길이보다 작은 구성으로 해도 된다.

상기 반송 방향으로 연속해서 배치된 복수의 상기 성막 영역의 수가 3 개 이하인 구성으로 해도 된다. 상기 반송 방향으로 연속해서 배치된 복수의 상기 성막 영역의 수가 2 개 이하인 구성으로 해도 된다.

상기 반송 캐리어에 상기 절삭 공구를 회전시키는 회전 기구가 형성되어 있는 구성으로 해도 된다.

상기 가열 영역과 상기 진공 밸브 사이에 적어도 일방의 상기 반송 캐리어를 수용하는 캐리어 대기 영역이 형성되어 있는 구성으로 해도 된다.

상기 가열 영역의 상기 반송 방향의 폭은, 상기 반송 캐리어의 상기 반송 방향의 길이보다 작은 구성으로 해도 된다.

본 발명의 제 2 양태에 의하면, 절삭 공구에 코팅막을 형성하는 성막실과, 상기 성막실에 진공 밸브를 개재하여 각각 연결된 전처리실 및 후처리실과, 상기 전처리실로부터 상기 성막실을 경유하여 상기 후처리실로 상기 절삭 공구를 반송하는 반송 경로를 구비하고, 상기 절삭 공구를 지지하는 복수의 로드가 반송 방향을 따라 기립 자세로 배치된 반송 캐리어를 사용하는 인라인식의 성막 장치를 사용하여 상기 절삭 공구의 표면에 코팅막을 형성하는 성막 방법으로서, 상기 절삭 공구를 반송 캐리어에 탑재하는 것과, 상기 성막실에 상기 반송 캐리어를 반입하는 것과, 상기 성막실 내에서 상기 반송 캐리어를 상기 반송 경로를 따라 반송하면서, 상기 절삭 공구를 가열하는 가열 영역과, 상기 코팅막을 형성하는 성막 영역을 순차적으로 통과시키는 것, 을 포함하는 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법이 제공된다.

상기 가열 영역에 있어서 상기 반송 경로를 사이에 둔 양측으로부터 상기 절삭 공구를 가열하고, 상기 성막 영역에 있어서 상기 반송 경로를 사이에 둔 양측으로부터 상기 코팅막을 성막하는 방법으로 해도 된다.

상기 성막 영역에 대해 상기 반송 캐리어의 반송 방향의 양측에 각각 상기 가열 영역을 배치하고, 복수의 상기 가열 영역과 상기 성막 영역을 포함하는 영역에 대해 상기 반송 캐리어를 왕복 이동시킴으로써 상기 절삭 공구 상에 복수 층의 코팅막을 형성하는 방법으로 해도 된다.

상기 반송 캐리어의 반송 방향을 따라 복수의 상기 성막 영역을 배치하고, 상기 반송 캐리어를 복수의 상기 성막 영역에 순차적으로 통과시킴으로써, 상기 절삭 공구 상에 복수 층의 상기 코팅막을 형성하는 방법으로 해도 된다.

상기 반송 캐리어의 반송 방향을 따라 상기 반송 캐리어를 복수의 상기 가열 영역과 복수의 상기 성막 영역을 교대로 통과시키는 방법으로 해도 된다.

상기 반송 캐리어 상에서 상기 절삭 공구를 회전시키면서 상기 코팅막을 성막하는 방법으로 해도 된다.

본 발명에 의하면, 적절한 온도 조건에서 코팅막을 형성할 수 있는 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치, 및 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법을 제공할 수 있다.

도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 측면도이다.
도 2 는 제 1 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 상면도이다.
도 3 은 절삭 공구의 지지 양태를 나타내는 도면이다.
도 4 는 성막실 내에 있어서의 절삭 공구 (W) 의 온도 변화를 나타낸 설명도이다.
도 5 는 제 2 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 측면도이다.
도 6 은 제 2 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 상면도이다.
도 7a 는 성막실에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다.
도 7b 는 성막실에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다.
도 7c 는 성막실에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다.
도 8a 는 성막실에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다.
도 8b 는 성막실에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다.
도 8c 는 성막실에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다.
도 9a 는 성막실에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다.
도 9b 는 성막실에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다.
도 9c 는 성막실에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다.
도 10a 는 성막실에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다.
도 10b 는 성막실에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다.
도 11 은 반송 캐리어 상의 각 부위에 있어서의 온도 변화와 코팅막의 형성 상태를 나타낸 설명도이다.
도 12 는 제 3 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 측면도이다.
도 13 은 제 3 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 상면도이다.
도 14 는 제 4 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 측면도이다.
도 15 는 제 4 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 상면도이다.
도 16a 는 변형예에 관련된 성막 장치를 나타내는 개략도이다.
도 16b 는 변형예에 관련된 성막 장치를 나타내는 개략도이다.

이하, 실시형태에 관련된 성막 장치 및 성막 방법에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

(제 1 실시형태)

도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 측면도이다. 도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 상면도이다.

본 실시형태의 성막 장치 (100) 는, 절삭 공구 (W) 를 탑재한 반송 캐리어 (80) 를 반송하면서 절삭 공구 (W) 에 대해 성막 처리를 실시하는, 인라인식의 성막 장치이다.

반송 캐리어 (80) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 사각형틀상의 프레임 (81) 과, 프레임 (81) 의 틀 내에 기립 자세로 배치된 복수 개 (도시에서는 5 개) 의 로드 (82) 를 갖는다. 각각의 로드 (82) 에, 코팅막 (절삭 공구용 코팅막) 의 형성 대상인 절삭 공구 (W) 가 삽입 통과 지지된다.

여기에서 도 3 은, 절삭 공구 (W) 의 지지 양태를 나타내는 도면이다. 로드 (82) 에는 다수의 절삭 공구 (W) 가, 인접하는 절삭 공구 (W) 사이에 원관상의 스페이서 (S) 를 개재시킨 상태로 배치된다. 로드 (82) 는, 축 둘레로 자유롭게 회전할 수 있다. 프레임 (81) 에는, 로드 (82) 를 회전시키는 도시가 생략된 회전 기구가 형성된다. 로드 (82) 를 회전시키는 기구로는, 반송 캐리어 (80) 의 이동에 수반하여 회전하는 구동 기어를 형성하고, 이 구동 기어로부터 로드 (82) 에 구동력을 전달하는 구성을 예시할 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 절삭 공구 (W) 는, 날끝 교환식 절삭 공구에 사용되는 절삭 인서트이다. 절삭 인서트는, 초경합금 등의 경질 재료에 의해 형성되는 다각형판상의 부재이며, 절삭 공구 본체에 장착시키기 위한 원형의 장착공이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 절삭 인서트인 절삭 공구 (W) 의 장착공 (h) 에 로드 (82) 를 삽입 통과시킨다.

성막 장치 (100) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 전처리실 (11) 과 성막실 (12) 과 후처리실 (13) 을 구비한다. 전처리실 (11) 과 성막실 (12) 은 진공 밸브 (52) 를 개재하여 연결되고, 성막실 (12) 과 후처리실 (13) 은 진공 밸브 (53) 를 개재하여 연결되어 있다. 전처리실 (11) 에는 성막 장치 (100) 내로 반송 캐리어 (80) 를 도입하기 위한 입구측 게이트 밸브 (51) 가 형성되어 있다. 후처리실 (13) 에는 반송 캐리어 (80) 를 배출하기 위한 출구측 게이트 밸브 (54) 가 형성되어 있다.

전처리실 (11), 성막실 (12) 및 후처리실 (13) 의 바닥부측에는, 복수의 반송 롤러를 병설한 롤러 컨베이어 (반송 장치) (31 ∼ 33) 가 부설되어 있다. 반송 캐리어 (80) 는, 롤러 컨베이어 (31 ∼ 33) 상에서 반송된다. 본 실시형태에서는, 롤러 컨베이어 (31 ∼ 33) 상의 반송 캐리어 (80) 의 통로가 직선상의 캐리어 반송 경로 (T) 를 구성한다. 절삭 공구 (W) 를 탑재한 반송 캐리어 (80) 는, 캐리어 반송 경로 (T) 를 따라 전처리실 (11), 성막실 (12), 후처리실 (13) 로 순차적으로 반송된다.

도 1 로 되돌아가, 전처리실 (11) 에는 진공 펌프 (14) 와 대기 개방 밸브 (28) 가 접속되어 있다. 전처리실 (11) 의 내부에는, 절삭 공구 (W) 를 반송 캐리어 (80) 채로 가열하기 위한 히터 (21A) 및 히터 (21B) 가 형성되어 있다. 본 실시형태의 경우, 반송 캐리어 (80) 의 양측으로부터 히터 (21A, 21B) 에 의해 절삭 공구 (W) 를 가열한다. 히터 (21A, 21B) 는, 캐리어 반송 방향 (도시 Y 방향) 에 있어서, 반송 캐리어 (80) 의 길이와 동일한 정도의 폭을 갖는다. 또, 연직 방향 (도시 Z 방향) 에 있어서, 반송 캐리어 (80) 의 절삭 공구 (W) 가 유지된 영역과 동일한 정도의 높이를 갖는다. 즉, 히터 (21A, 21B) 는, 반송 캐리어 (80) 상의 모든 절삭 공구 (W) 를 동시에 가열할 수 있다.

성막실 (12) 에는, 진공 펌프 (15) 와 가스원 (26) 과 바이어스 전원 (17) 이 접속되어 있다. 성막실 (12) 의 내부에는, 캐리어 대기 영역 (C1) 과 가열 영역 (H) 과 성막 영역 (D) 과 캐리어 대기 영역 (C2) 이 캐리어 반송 경로 (T) 를 따라 이 순서로 배치되어 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「성막 영역」이란, 절삭 공구 (W) 의 표면에 단일의 코팅막의 층을 형성하는 기능을 구비한 성막실 내의 영역을 가리킨다. 따라서, 타깃수나 타깃의 배치 상태를 변경한 경우라 하더라도, 이들 타깃에 의해, 절삭 공구 (W) 의 표면에 단일의 코팅막의 층이 형성되는 것이라면 1 개의 「성막 영역」이다. 예를 들어, 성막 영역 (D) 에 있어서, 캐리어 반송 방향 (Y 방향) 으로 동종의 타깃을 복수 나열하여 배치해도 된다.

캐리어 대기 영역 (C1) 은, 가열 영역 (H) 의 전방측에서 반송 캐리어 (80) 를 일시 정지시키는 영역이다. 캐리어 대기 영역 (C2) 은, 코팅막 형성 후의 반송 캐리어 (80) 를 일시 정지시키는 영역이다. 캐리어 대기 영역 (C1) 은, 진공 밸브 (52) 와 성막 영역 (D) 사이에 반송 캐리어 (80) 를 수용할 수 있는 길이로 형성된다. 캐리어 대기 영역 (C1) 은, 바람직하게는, 진공 밸브 (52) 와 가열 영역 (H) 사이에 반송 캐리어 (80) 를 수용할 수 있는 길이로 형성된다. 캐리어 대기 영역 (C2) 은, 성막 영역 (D) 과 진공 밸브 (53) 사이에 반송 캐리어 (80) 를 수용할 수 있는 길이로 형성된다.

가열 영역 (H) 은, 성막 영역 (D) 바로 앞에서 절삭 공구 (W) 를 가열하는 영역이다. 가열 영역 (H) 에는, 캐리어 반송 경로 (T) 를 사이에 두도록 히터 (가열 장치) (22A) 및 히터 (가열 장치) (22B) 가 형성되어 있다. 본 실시형태의 경우, 반송 캐리어 (80) 를 히터 (22A, 22B) 사이에 통과시킴으로써 절삭 공구 (W) 를 가열한다. 그 때문에, 히터 (22A, 22B) 의 캐리어 반송 방향 (Y 방향) 의 폭은, 반송 캐리어 (80) 의 길이 (Y 방향 길이) 보다 짧다. 한편, 히터 (22A, 22B) 의 높이 (Z 방향 길이) 는, 반송 캐리어 (80) 의 절삭 공구 (W) 가 유지된 영역과 동일한 정도의 높이이다.

성막 영역 (D) 은, 절삭 공구 (W) 에 대해 아크 이온 플레이팅법에 의한 코팅 처리를 실시하는 영역이다. 본 실시형태의 경우, 성막 영역 (D) 에 4 개의 타깃이 배치되어 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 타깃 (23A, 23B) 이 캐리어 반송 경로 (T) 를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되어 있다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 타깃 (23A) 의 연직 하방 (-Z 방향) 에는, 타깃 (24A) 이 배치되어 있다. 도시는 하고 있지 않지만, 타깃 (23B) 의 연직 하방에도, 타깃 (24A) 과 대향하는 타깃이 배치되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는 원형의 타깃을 복수 개 설치하여 성막 영역 (D) 을 형성하고 있는데, 타깃의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 성막실 (12) 의 상하 방향 (도시 Z 방향) 에 긴 장방 형상의 타깃을 사용해도 된다. 또, 성막실 (12) 의 상하 방향에 3 개 이상의 타깃을 나열하여 배치해도 된다.

성막 영역 (D) 에는, 추가로, 타깃 (23A, 23B, 24A) 에 아크 방전 전력을 공급하는 도시가 생략된 아크 전원이 형성되어 있다. 바이어스 전원 (17) 은, 반송 캐리어 (80) 가 적어도 성막 영역 (D) 에 위치할 때, 반송 캐리어 (80) 를 개재하여 절삭 공구 (W) 에 바이어스 전압을 인가한다.

후처리실 (13) 에는, 진공 펌프 (16) 와 대기 개방 밸브 (29) 와 가스원 (27) 이 접속되어 있다. 후처리실 (13) 은, 코팅 처리 후의 절삭 공구 (W) 및 반송 캐리어 (80) 를 냉각시키는 냉각실이다. 가스원 (27) 은, 캐리어 냉각용의 냉각 가스를 후처리실 (13) 내에 공급한다.

다음으로, 본 실시형태의 성막 장치 (100) 를 사용한 성막 방법에 대해서 설명한다.

먼저, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 반송 캐리어 (80) 에 절삭 공구 (W) 를 탑재한다. 이 때, 성막 장치 (100) 에 있어서, 진공 밸브 (52, 53) 는 폐색되어 있어, 전처리실 (11), 성막실 (12) 및 후처리실 (13) 은, 소정의 진공 상태 (예를 들어, 1 × 10^-5 ㎩ 정도) 로 유지되어 있다.

다음으로, 전처리실 (11) 의 대기 개방 밸브 (28) 를 열어 전처리실 (11) 의 실내를 대기압으로 한다. 그 후, 전처리실 (11) 의 실내가 대기압인 상태에서 입구측 게이트 밸브 (51) 를 개방하여, 반송 캐리어 (80) 를 전처리실 (11) 내로 반입한다. 반송 캐리어 (80) 는, 탑재한 절삭 공구 (W) 가 히터 (21A, 21B) 와 마주 대하는 위치에 정지시킨다. 그 후, 입구측 게이트 밸브 (51) 를 폐색시킨다. 다음으로, 진공 펌프 (14) 를 작동시켜, 전처리실 (11) 내를 소정의 진공도 (예를 들어, 1 × 10^-3 ㎩ 정도) 가 될 때까지 배기한다.

전처리실 (11) 내가 소정의 진공도에 도달하였다면, 다음으로, 히터 (21A, 21B) 를 작동시켜, 절삭 공구 (W) 와 반송 캐리어 (80) 를 소정 온도까지 가열한다. 본 실시형태에서는, 히터 (21A, 21B) 에 의해 절삭 공구 (W) 를 양측으로부터 균일하게 가열할 수 있다. 이 가열 처리에 있어서, 절삭 공구 (W) 를 로드 (82) 의 축 둘레로 회전시켜도 된다.

절삭 공구 (W) 를 소정 온도로까지 가열하였다면, 다음으로, 진공 밸브 (52) 를 개방한다. 그 후, 반송 캐리어 (80) 를 전처리실 (11) 에서 성막실 (12) 로 이동시킨다. 반송 캐리어 (80) 는, 성막실 (12) 내의 캐리어 대기 영역 (C1) 에 정지시킨다. 반송 캐리어 (80) 의 반입 후, 진공 밸브 (52) 를 폐색시킨다. 그 후, 전처리실 (11) 에 다음의 반송 캐리어 (80) 를 반입하기 위해, 대기 개방 밸브 (28) 를 열어 전처리실 (11) 을 대기압으로 복귀시킨다. 그 후에는, 입구측 게이트 밸브 (51) 를 개방하여 다음의 반송 캐리어 (80) 를 반입하고, 상기한 동작을 반복한다.

다음으로, 성막실 (12) 에 있어서, 절삭 공구 (W) 에 대한 코팅 처리를 실행한다.

여기에서 도 4 는, 성막실 (12) 내에 있어서의 절삭 공구 (W) 의 온도 변화를 나타낸 설명도이다. 이하에서는, 도 1, 2, 4 를 참조하면서 설명한다.

성막실 (12) 에 있어서, 반송 캐리어 (80) 를 캐리어 대기 영역 (C1) 에 대기시킨 상태에서, 히터 (22A, 22B) 를 작동시킨다. 그 후, 반송 캐리어 (80) 의 가열 영역 (H) 측으로의 반송을 개시한다. 반송 캐리어 (80) 상의 절삭 공구 (W) 는, 가열 영역 (H) 을 통과할 때에 히터 (22A, 22B) 에 의해 가열된다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 절삭 공구 (W) 는, 가열 영역 (H) 의 후단 (+Y 방향 끝) 을 통과할 때까지의 동안에, 코팅에 적합한 온도 (하한 온도 T2 보다 높은 온도) 로까지 가열된다.

따라서, 히터 (22A, 22B) 의 폭 (Y 방향 길이) 은, 절삭 공구 (W) 가 가열 영역 (H) 을 통과하는 동안에, 절삭 공구 (W) 를 원하는 승온 레이트로 설정 온도까지 가열할 수 있는 길이가 된다.

히터 (22A, 22B) 는, 성막 직전의 절삭 공구 (W) 의 온도를 조정할 수 있으면 되며, 과도하게 폭을 크게 하면 에너지 소비가 커진다. 또, 히터 (22A, 22B) 의 폭을 크게 함으로써 진공 밸브 (52) 에 지나치게 가까워지면, 열에 의해 진공 밸브 (52) 의 동작 안정성이 저해될 가능성이 있다. 따라서, 히터 (22A, 22B) 의 폭은, 에너지 효율, 진공 밸브 (52) 의 안정 동작의 관점에서, 반송 캐리어 (80) 의 폭 (Y 방향 길이) 보다 짧게 하는 것이 바람직하다.

반송 캐리어 (80) 의 선단이 가열 영역 (H) 으로부터 빠져나오기 전에, 성막 영역 (D) 을 절삭 공구 (W) 에 대한 성막이 가능한 상태로 한다. 구체적으로는, 바이어스 전원 (17) 으로부터 프레임 (81) 을 개재하여 절삭 공구 (W) 에 소정 (예를 들어, -300 V) 의 바이어스 전압이 인가된다. 또, 가스원 (26) 으로부터 성막실 (12) 내로 프로세스 가스가 공급되어, 타깃 (23A, 23B, 24A) 의 표면에 아크 방전이 발생하는 압력 조건 (예를 들어, 0.3 ∼ 1 ㎩) 으로 제어된다.

절삭 공구 (W) 는, 가열 영역 (H) 에서 소정 온도로 가열된 후, 연속해서 성막 영역 (D) 을 통과한다. 절삭 공구 (W) 가 성막 영역 (D) 을 통과할 때, 절삭 공구 (W) 의 표면에 원하는 조성의 코팅막이 형성된다. 예를 들어, 타깃으로서 Ti 타깃을 사용하고, 프로세스 가스로서 N₂ 함유 가스를 사용한 경우, 절삭 공구 (W) 의 표면에 TiN 막이 형성된다. 코팅막의 막두께 및 그 균일성은, 바이어스 전압, 압력, 반송 캐리어 (80) 의 반송 속도, 절삭 공구 (W) 의 회전 속도 등에 의해 제어할 수 있다.

반송 캐리어 (80) 가 성막 영역 (D) 을 통과한 후, 절삭 공구 (W) 로의 바이어스 전압 인가 및 아크 방전을 정지시킨다. 반송 캐리어 (80) 는, 성막실 (12) 의 캐리어 대기 영역 (C2) 에 정지된다. 절삭 공구 (W) 의 표면 온도는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 성막 중에도 계속해서 상승하지만, 절삭 공구 (W) 가 성막 영역 (D) 으로부터 빠져나와 성막이 종료되면, 온도는 저하되기 시작한다.

다음으로, 성막실 (12) 과 후처리실 (13) 사이의 진공 밸브 (53) 를 개방하여, 반송 캐리어 (80) 를 후처리실 (13) 로 내보낸다. 반송 캐리어 (80) 가 후처리실 (13) 로 반입되면, 진공 밸브 (53) 를 폐색시킨다. 이 반송 동작에 있어서, 전처리실 (11) 과의 사이의 진공 밸브 (52) 를 개방하여, 다음의 반송 캐리어 (80) 를 성막실 (12) 내로 반입하는 동작을 병행하여 실시해도 된다.

후처리실 (13) 에서는, 성막실 (12) 로부터 반입된 반송 캐리어 (80) 를 실내에서 정지시켜 냉각시킨다. 냉각 처리는, 가스원 (27) 으로부터 실내로 냉각 가스를 공급하면서, 소정 시간 압력을 유지함으로써 실시한다. 냉각 가스로는 불활성 가스를 사용할 수 있다.

냉각 처리가 완료되었다면, 대기 개방 밸브 (29) 를 열어 후처리실 (13) 내를 대기압으로 복귀시킨다. 그 후, 출구측 게이트 밸브 (54) 를 개방하여, 반송 캐리어 (80) 를 후처리실 (13) 로부터 반출한다. 반송 캐리어 (80) 의 반출 후, 후처리실 (13) 에서는 진공 펌프 (16) 에 의한 배기 동작이 행해진다. 그 후, 후처리실 (13) 은, 다음의 반송 캐리어 (80) 의 반입이 이루어질 때까지, 소정의 진공도 (예를 들어, 1 × 10^-3 ㎩) 를 유지한다.

본 실시형태의 성막 장치 (100) 의 전처리실 (11), 성막실 (12) 및 후처리실 (13) 은, 각각에 1 개의 반송 캐리어 (80) 가 수용된 상태로 할 수 있다. 이 상태에서, 전처리실 (11) 에 있어서의 가열 처리, 성막실 (12) 에 있어서의 코팅 처리, 및 후처리실 (13) 에 있어서의 냉각 처리를 병행하여 실시할 수 있다. 이와 같이 하여 반송 캐리어 (80) 의 반송과, 각 실에서의 가열, 코팅, 냉각의 처리를 반복함으로써, 효율적으로 절삭 공구 (W) 에 대한 코팅을 실시할 수 있다.

이상으로 설명한 제 1 실시형태의 성막 장치 (100) 에 의하면, 성막실 (12) 의 성막 영역 (D) 의 캐리어 반송 방향 전방측 (도시 -Y 방향측) 에 가열 영역 (H) 이 형성되어 있음으로써, 절삭 공구 (W) 를 성막 직전에 소정 온도로까지 가열할 수 있다. 이로써, 반송 캐리어 (80) 전체의 절삭 공구 (W) 를 코팅 직전에 일정한 온도로 조정할 수 있다.

만일, 성막실 (12) 에 가열 영역 (H) 이 형성되어 있지 않은 경우, 전처리실 (11) 에서 가열된 직후의 반송 캐리어 (80) 상의 절삭 공구 (W) 는 거의 균일한 온도이지만, 반송 캐리어 (80) 의 선두측 절삭 공구 (W) 와 후미측 절삭 공구 (W) 에서는, 가열되고 나서 성막 영역 (D) 에 진입할 때까지의 시간에 차이가 있다. 그 때문에, 반송 캐리어 (80) 의 선두측 절삭 공구 (W) 와 후미측 절삭 공구 (W) 에서 성막 온도에 차이가 생겨 버려, 코팅막의 막질에 영향을 미칠 가능성이 있다.

이에 반해, 본 실시형태의 성막 장치 (100) 에서는, 가열 영역 (H) 에서의 가열에 의해, 모든 절삭 공구를 항상 일정한 온도에서 성막 영역 (D) 에 진입시킬 수 있다. 따라서, 일정한 온도 조건하에서 코팅 처리할 수 있기 때문에, 절삭 공구 (W) 마다 코팅막의 품질이 불균일해지는 것을 억제하여, 양호한 수율로 코팅막을 형성할 수 있다.

또, 성막실 (12) 에 가열 영역 (H) 을 형성하지 않는 경우, 도 4 의 「대조 형태」로서 나타내는 바와 같이, 성막 개시시에는 온도가 낮고, 성막 영역 (D) 의 아크 방전이나 바이어스 인가에 의한 발열로 급격하게 절삭 공구 (W) 의 온도가 상승한다. 그 때문에, 성막의 초기에 저온 조건에서 코팅막을 형성하게 되어, 밀착성이나 막질이 떨어지는 코팅막이 형성될 우려가 있다.

이에 반해, 본 실시형태에서는, 성막의 초기부터 끝까지 최적 온도로 코팅을 실시할 수 있어, 고품질의 코팅막을 형성할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 반송 캐리어 (80) 의 복수의 로드 (82) 가 캐리어 반송 방향을 따라 기립 자세로 배열되고, 절삭 공구 (W) 는 로드 (82) 에 지지되어 있다. 이로써, 성막 영역 (D) 을 통과하는 절삭 공구 (W) 와 타깃 (23A, 23B, 24A) 의 거리가 거의 일정하게 유지된다. 그 때문에, 개개의 절삭 공구 (W) 에 있어서, 성막 온도뿐만 아니라, 다른 성막 조건도 거의 일정해진다. 그 결과, 막두께 방향에 있어서 보다 균질인 코팅막을 형성할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 성막 영역 (D) 에 인접하는 위치에 가열 영역 (H) 이 형성되어 있기 때문에, 성막 영역 (D) 의 아크 방전을 정지시키고 있는 기간에도, 가열 영역 (H) 의 열에 의해 분위기의 온도를 어느 정도 유지할 수 있다. 이로써, 타깃 (23A, 23B, 24A) 의 표면 온도가 잘 저하되지 않게 되기 때문에, 아크 방전 정지 기간 중에 타깃 표면에 N₂ 등의 가스가 잘 부착되지 않게 된다. 그 결과, 성막을 재개했을 때 방전 상태나 막질에 문제를 일으키는 것을 억제할 수 있다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 제 2 실시형태에 관련된 성막 장치에 대해서 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 공통된 구성에 대해서는 적절히 설명을 생략한다.

도 5 는, 제 2 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 측면도이다. 도 6 은, 제 2 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 상면도이다.

본 실시형태의 성막 장치 (200) 는, 그 기본 구성에 있어서 제 1 실시형태의 성막 장치 (100) 와 공통되고, 2 개의 가열 영역 (H1, H2) 을 구비하는 점에 있어서 성막 장치 (100) 와 상이하다.

도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이, 성막 장치 (200) 는, 전처리실 (11) 과 성막실 (212) 과 후처리실 (13) 을 구비한다. 전처리실 (11) 과 성막실 (212) 은 진공 밸브 (52) 를 개재하여 연결되고, 성막실 (212) 과 후처리실 (13) 은 진공 밸브 (53) 를 개재하여 연결되어 있다. 전처리실 (11) 및 후처리실 (13) 의 구성은, 제 1 실시형태와 공통이다.

성막실 (212) 에는, 진공 펌프 (15) 와 가스원 (26) 과 바이어스 전원 (17) 이 접속되어 있다. 성막실 (212) 의 내부에는, 캐리어 대기 영역 (C1) 과 가열 영역 (H1) 과 성막 영역 (D) 과 가열 영역 (H2) 과 캐리어 대기 영역 (C2) 이, 캐리어 반송 경로 (T) 를 따라 이 순서로 배치되어 있다. 캐리어 대기 영역 (C1, C2) 및 성막 영역 (D) 의 구성은, 제 1 실시형태와 공통이다.

본 실시형태에서는, 성막 영역 (D) 의 양측에 2 개의 가열 영역 (H1, H2) 이 형성되어 있다.

가열 영역 (H1) 은, 성막 영역 (D) 에 대해 캐리어 대기 영역 (C1) 측 (도시-Y 방향측) 에 형성되어 있다. 가열 영역 (H1) 에는, 캐리어 반송 경로 (T) 를 사이에 두도록 히터 (22A, 22B) 가 형성되어 있다. 히터 (22A, 22B) 는, 캐리어 대기 영역 (C1) 에서 성막 영역 (D) 으로 반송되는 반송 캐리어 (80) 를 가열한다.

가열 영역 (H2) 은, 성막 영역 (D) 에 대해 캐리어 대기 영역 (C2) 측 (도시+Y 방향측) 에 형성되어 있다. 가열 영역 (H2) 에는, 캐리어 반송 경로 (T) 를 사이에 두도록 히터 (가열 장치) (25A) 및 히터 (가열 장치) (25B) 가 형성되어 있다. 히터 (25A, 25B) 는, 캐리어 대기 영역 (C2) 에서 성막 영역 (D) 으로 반송되는 반송 캐리어 (80) 를 가열한다.

본 실시형태의 경우에도, 가열 영역 (H1, H2) 은, 반송 중의 반송 캐리어 (80) 를 가열한다. 그 때문에, 히터 (22A, 22B, 25A, 25B) 의 캐리어 반송 방향 (Y 방향) 의 폭은, 반송 캐리어 (80) 의 길이 (Y 방향 길이) 보다 짧다. 한편, 히터 (22A, 22B) 의 높이 (Z 방향 길이) 는, 반송 캐리어 (80) 의 절삭 공구 (W) 가 유지된 영역과 동일한 정도의 높이이다.

이상의 구성을 구비한 본 실시형태의 성막 장치 (200) 에서는, 캐리어 대기 영역 (C1) 과 캐리어 대기 영역 (C2) 사이에서 반송 캐리어 (80) 를 왕복 이동시켜 성막 영역 (D) 을 통과시킴으로써, 반송 캐리어 (80) 상의 절삭 공구 (W) 에 대해 연속적으로 코팅막을 성막할 수 있다.

이하, 본 실시형태의 성막 장치 (200) 에 있어서의 코팅 처리에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

또한, 전처리실 (11) 및 후처리실 (13) 의 동작은 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 이하에서는 성막실 (212) 에 있어서의 코팅 공정에 대해서만 설명한다.

도 7a 내지 도 10b 는, 성막실 (212) 에 있어서의 코팅 공정의 설명도이다. 도 11 은, 반송 캐리어 (80) 상의 각 부위에 있어서의 온도 변화와 코팅막의 형성 상태를 나타낸 설명도이다.

도 7a 내지 도 10b 에 있어서, 도시 좌측에는, 반송 캐리어 (80) 와 가열 영역 (H1, H2) 및 성막 영역 (D) 의 위치 관계가 나타나 있다. 도 7a 내지 도 10b 의 도시 우측에는, 반송 캐리어 (80) 의 각 부위에 있어서의 절삭 공구 (W) 의 온도가 나타나 있다.

도 7a 내지 도 10b 에 나타내는 반송 캐리어 (80) 에 있어서, 캐리어 대기 영역 (C1) 에서부터 캐리어 대기 영역 (C2) 으로 향하는 방향에 있어서의 반송 캐리어 (80) 의 선두 위치를 제 1 위치 (80a), 중간 위치를 제 2 위치 (80b), 최후미를 제 3 위치 (80c) 라고 규정한다. 도면 중에서는, 제 1 위치 (80a) 를 문자 「a」를 동그라미로 둘러싼 표지 (표지 a 라고 칭한다.) 로 나타내고, 제 2 위치 (80b) 를 문자 「b」를 동그라미로 둘러싼 표지 (표지 b 라고 칭한다.) 로 나타내고, 제 3 위치 (80c) 를 문자 「c」를 동그라미로 둘러싼 표지 (표지 c) 로 나타낸다.

또, 도 7a 내지 도 10b 의 도시 우측의 온도 그래프에, 상기한 표지 a, b, c 를 사용하여, 제 1 위치 (80a), 제 2 위치 (80b) 및 제 3 위치 (80c) 에 있어서의 상대적인 온도 관계를 나타낸다. 또, 온도 그래프에 나타내는 「코팅 온도 상하한역」은, 막질 및 밀착성이 우수한 코팅막을 형성할 수 있는 절삭 공구 (W) 의 온도 범위이다. 예를 들어, TiN 코팅막의 경우, 500 ℃ ∼ 600 ℃ 의 범위이다.

먼저, 도 7a 에 나타내는 바와 같이, 전처리실 (11) 로부터 반입되고, 캐리어 대기 영역 (C1) 에 정지되어 있는 반송 캐리어 (80) 가, 성막 영역 (D) 을 향하여 반송 개시된다. 이 때, 제 1 위치 (80a) ∼ 제 3 위치 (80c) 는 균일한 온도로 유지되어 있다. 또, 가열 영역 (H1) 의 히터 (22A, 22B) 와, 가열 영역 (H2) 의 히터 (25A, 25B) 의 동작이 개시된다. 한편, 성막 영역 (D) 은 동작 정지 상태이다.

반송 개시 후, 반송 캐리어 (80) 가 가열 영역 (H1) 에 진입할 때까지는, 도 7b 에 나타내는 바와 같이, 반송 캐리어 (80) 의 각 위치의 온도는 변화하지 않는다.

다음으로, 도 7c 에 나타내는 바와 같이, 반송 캐리어 (80) 가 가열 영역 (H1) 에 진입하면, 히터 (22A, 22B) 에 의해 절삭 공구 (W) 가 가열되어, 선두측의 제 1 위치 (80a) 의 온도가 상승한다. 제 1 위치 (80a) 의 절삭 공구 (W) 는, 제 1 위치 (80a) 가 가열 영역 (H1) 을 통과하는 동안에, 코팅막의 형성에 적합한 온도역의 적어도 하한값 이상의 온도로까지 가열된다. 또, 제 1 위치 (80a) 가 가열 영역 (H1) 으로부터 빠져나오기 전에, 성막 영역 (D) 의 아크 방전이 개시되어, 성막 영역 (D) 이 성막 가능한 상태가 된다.

또한, 반송 캐리어 (80) 가 반송되면, 도 8a 에 나타내는 바와 같이, 제 1 위치 (80a) 가 성막 영역 (D) 에 진입하여, 절삭 공구 (W) 에 코팅막이 형성된다. 이 때, 제 2 위치 (80b) 는 가열 영역 (H1) 에 진입하고 있으며, 가열 영역 (H1) 을 통과하는 동안에, 제 2 위치 (80b) 의 절삭 공구 (W) 도 성막에 적합한 온도로까지 가열된다.

다음으로, 도 8b 에 나타내는 바와 같이, 제 2 위치 (80b) 가 성막 영역 (D) 에 진입하여, 제 2 위치 (80b) 의 절삭 공구 (W) 에 대한 성막이 실시된다. 이 때, 후미측의 제 3 위치 (80c) 는 가열 영역 (H1) 에 진입하고 있으며, 가열 영역 (H1) 을 통과하는 동안에 제 3 위치 (80c) 의 절삭 공구 (W) 도 성막에 적합한 온도로까지 가열된다. 한편, 반송 캐리어 (80) 의 제 1 위치 (80a) 는, 성막 영역 (D) 을 통과하여 가열 영역 (H2) 에 진입하고 있다. 이 때, 가열 영역 (H2) 의 히터 (25A, 25B) 도 동작하고 있기 때문에, 제 1 위치 (80a) 의 온도는 성막에 적합한 범위 내로 유지된다.

다음으로, 도 8c 에 나타내는 바와 같이, 제 3 위치 (80c) 가 성막 영역 (D) 에 진입하여, 제 3 위치 (80c) 의 절삭 공구 (W) 에 대한 성막이 실시된다. 제 2 위치 (80b) 는 가열 영역 (H2) 에서 가열되어 있어, 성막에 적합한 온도 범위로 유지된다.

한편, 제 1 위치 (80a) 는 가열 영역 (H2) 을 통과하여 캐리어 대기 영역 (C2) 내에 위치하고 있기 때문에, 온도가 저하된다.

다음으로, 제 3 위치 (80c) 가 성막 영역 (D) 내의 소정 위치에 이른 시점에서, 반송 캐리어 (80) 의 반송 방향이 반전된다. 즉, 반송 캐리어 (80) 의 반송 방향이, 캐리어 대기 영역 (C2) 에서 캐리어 대기 영역 (C1) 으로 향하는 방향으로 변경된다. 이 때, 가열 영역 (H1, H2) 및 성막 영역 (D) 은 정지되지 않고 동작 상태를 유지하고 있다.

또한, 반송 캐리어 (80) 의 진행 방향의 전환은, 제 3 위치 (80c) 가 성막 영역 (D) 으로부터 빠져나온 시점에서 실시해도 된다.

반송 캐리어 (80) 의 반송 방향이 반전되면, 계속해서, 제 3 위치 (80c) 에 있어서의 코팅막의 형성이 이루어진다. 제 3 위치 (80c) 는, 가열 영역 (H2) 의 전방측에서 반전되기 때문에, 거의 온도가 변화하지 않는 동안에 다시 성막 영역 (D) 에 진입하여, 성막에 적합한 온도에서 추가로 성막된다. 또 이 때, 제 2 위치 (80b) 는 가열 영역 (H2) 에서 가열되고 있다.

다음으로, 반송 캐리어 (80) 가 캐리어 대기 영역 (C1) 측으로 이동하면, 도 9a 에 나타내는 바와 같이, 제 2 위치 (80b) 가 성막 영역 (D) 에 진입한다. 제 2 위치 (80b) 는 가열 영역 (H2) 에서 가열되어 있기 때문에, 바람직한 온도 조건에서 코팅막이 형성된다. 이 때, 제 1 위치 (80a) 는 가열 영역 (H2) 에 위치하며, 히터 (25A, 25B) 에 의해 가열된다. 제 1 위치 (80a) 의 온도는, 도 8c 에 나타낸 시점에서는 저하되고 있었지만, 가열 영역 (H2) 에서 재가열되어 성막에 적합한 온도로 복귀한다.

다음으로, 반송 캐리어 (80) 가 더욱 캐리어 대기 영역 (C1) 측으로 이동하여, 도 9b 에 나타내는 바와 같이, 제 1 위치 (80a) 가 성막 영역 (D) 에 진입한다. 제 1 위치 (80a) 는 가열 영역 (H2) 에서 가열되어 있기 때문에, 바람직한 온도 조건에서 코팅막이 형성된다. 이 때, 제 2 위치 (80b) 는 가열 영역 (H1) 에 위치하여, 히터 (22A, 22B) 에 의해 가열되어 있다. 한편, 제 3 위치 (80c) 는 가열 영역 (H1) 을 빠져나가 캐리어 대기 영역 (C1) 에 위치하고 있기 때문에 온도가 저하된다.

다음으로, 제 1 위치 (80a) 가 성막 영역 (D) 내의 소정 위치에 이른 시점에서, 반송 캐리어 (80) 의 반송 방향이 반전된다. 즉, 반송 캐리어 (80) 의 반송 방향이, 다시, 캐리어 대기 영역 (C1) 에서 캐리어 대기 영역 (C2) 으로 향하는 방향이 된다. 가열 영역 (H1, H2) 및 성막 영역 (D) 은 정지되지 않고 동작 상태를 유지하고 있다.

또한, 반송 캐리어 (80) 의 진행 방향의 전환은, 제 1 위치 (80a) 가 성막 영역 (D) 으로부터 빠져나온 시점에서 실시해도 된다.

반송 캐리어 (80) 의 반송 방향이 반전되면, 계속해서, 제 1 위치 (80a) 에 있어서의 코팅막의 형성이 이루어진다. 제 1 위치 (80a) 는, 가열 영역 (H1) 의 전방측에서 반전되기 때문에, 거의 온도가 변화하지 않는 동안에 다시 성막 영역 (D) 에 진입하여, 성막에 적합한 온도에서 추가로 성막된다. 또 이 때, 제 2 위치 (80b) 는 가열 영역 (H1) 에서 가열되고 있다.

다음으로, 반송 캐리어 (80) 가 캐리어 대기 영역 (C2) 측으로 이동하면, 도 9c 에 나타내는 바와 같이, 제 2 위치 (80b) 가 성막 영역 (D) 에 진입한다. 제 2 위치 (80b) 는 가열 영역 (H1) 에서 가열되어 있기 때문에, 바람직한 온도 조건에서 코팅막이 형성된다. 이 때, 제 3 위치 (80c) 는 가열 영역 (H1) 에 위치하며, 히터 (22A, 22B) 에 의해 가열된다. 제 3 위치 (80c) 의 온도는, 도 9b 에 나타낸 시점에서는 저하되어 있었지만, 가열 영역 (H1) 에서 재가열되어, 성막에 적합한 온도로 복귀한다.

다음으로, 반송 캐리어 (80) 가 더욱 캐리어 대기 영역 (C2) 측으로 이동하여, 도 10a 에 나타내는 바와 같이, 제 3 위치 (80c) 가 성막 영역 (D) 에 진입한다. 제 3 위치 (80c) 는 가열 영역 (H1) 에서 가열되어 있기 때문에, 바람직한 온도 조건에서 코팅막이 형성된다. 이 때, 제 2 위치 (80b) 는 가열 영역 (H2) 에서 가열되어 있기 때문에, 온도를 유지하고 있다. 한편, 제 1 위치 (80a) 는 가열 영역 (H2) 을 빠져나가 캐리어 대기 영역 (C2) 에 위치하고 있기 때문에, 온도가 저하된다.

다음으로, 반송 캐리어 (80) 는 캐리어 대기 영역 (C2) 으로 반송된다. 제 2 위치 (80b), 제 3 위치 (80c) 는 가열 영역 (H2) 을 통과하고 있는 동안에는 온도를 유지하고 있지만, 캐리어 대기 영역 (C2) 으로 들어가면 온도가 저하되기 시작한다.

이상의 공정에 의해, 성막실 (212) 에 있어서의 코팅 처리가 종료된다. 코팅 처리 후, 반송 캐리어 (80) 는 후처리실 (13) 로 반출되어 냉각 처리에 제공된다.

본 실시형태의 경우, 도 8c 및 도 9b 에 나타낸 바와 같이, 반송 캐리어 (80) 의 제 2 위치 (80b) 가 가열 영역 (H2) 또는 가열 영역 (H1) 내에 위치하고, 반송 캐리어 (80) 의 최후미가 성막 영역 (D) 내에 위치하는 시점에서 진행 방향을 전환한다. 그 때문에, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 2 위치 (80b) (표지 b) 의 온도는, 항상 바람직한 온도 범위로 유지된다. 한편, 제 1 위치 (80a) 와 제 3 위치 (80c) 는, 성막 중에 진행 방향이 반전된다. 그 때문에, 코팅 처리 전체적으로 보면, 제 1 위치 (80a) (표지 a) 및 제 3 위치 (80c) (표지 c) 는 성막이 2 회가 되어, 성막이 3 회 실시되는 제 2 위치 (80b) 보다 성막 횟수가 적어진다.

그래서, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 반송 캐리어 (80) 의 진행 방향의 전환 시간을 조정함으로써 막두께 분포를 조정할 수 있다. 구체적으로는, 제 1 위치 (80a), 제 3 위치 (80c) 의 성막 기간 중의 전환에 있어서, 반송 캐리어 (80) 의 정지 시간을 길게 함으로써, 제 1 위치 (80a) 및 제 3 위치 (80c) 의 성막 시간을 길게 한다. 혹은, 제 2 위치 (80b) 가 성막 영역 (D) 을 통과할 때의 반송 캐리어 (80) 의 반송 속도를 상승시켜, 제 2 위치 (80b) 의 성막 시간을 짧게 한다. 이러한 조작에 의해, 예를 들어 제 1 위치 (80a) 및 제 3 위치 (80c) 의 성막 시간을, 제 2 위치 (80b) 의 성막 시간의 1.5 배로 하면, 반송 캐리어 (80) 의 전체에 걸쳐 균일한 막두께로 코팅막을 형성할 수 있다.

또한, 이상의 설명에서는, 반송 캐리어 (80) 를 2 회 방향 전환하고, 성막 영역 (D) 을 3 회 통과시키는 경우에 대해서 설명하였지만, 반송 캐리어 (80) 의 왕복 이동은 필요한 만큼 반복해서 실행할 수 있다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 성막 장치 (200) 에 의하면, 성막실 (212) 에서 반송 캐리어 (80) 를 왕복 이동시켜 성막 영역 (D) 을 복수 회 통과시킬 수 있다. 이로써, 원하는 막두께의 코팅막을 효율적으로 형성할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 성막 영역 (D) 의 양측에 가열 영역 (H1, H2) 이 배치되어 있다. 이로써, 캐리어 대기 영역 (C1) 으로부터 성막 영역 (D) 에 진입하는 반송 캐리어 (80) 는 가열 영역 (H1) 에 의해 가열된 직후에 코팅 처리되고, 캐리어 대기 영역 (C2) 으로부터 성막 영역 (D) 에 진입하는 반송 캐리어 (80) 는 가열 영역 (H2) 에 의해 가열된 직후에 코팅 처리된다. 즉, 성막 영역 (D) 에서 코팅 처리되는 절삭 공구 (W) 를 항상 바람직한 온도 조건으로 유지할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 절삭 공구 (W) 상에 우수한 막질의 코팅막을 연속해서 적층할 수 있다.

본 실시형태에서는, 도 8c 에 나타낸 제 1 위치 (80a) 및 도 9c 에 나타낸 제 3 위치 (80c) 와 같이 가열 영역 (H1, H2) 의 외측으로 나와 저하된 온도를 재상승시킬 수 있어, 적층 구조의 코팅막의 각 층을 최적의 온도 조건에서 형성할 수 있다.

이에 반해, 만일 가열 영역 (H1, H2) 이 형성되어 있지 않다고 하면, 성막 영역 (D) 으로부터 외측으로 나온 절삭 공구 (W) 의 온도는 크게 저하되어 버려, 온도를 재상승시킬 수 없다. 그 때문에, 다음의 성막은 반드시 절삭 공구 (W) 의 온도가 저하된 상태에서 개시되게 된다. 그렇다면, 적층 구조의 코팅막 중에, 최적이지는 않은 온도 조건에서 성막된 층이 포함되게 된다.

또, 본 실시형태에서는, 가열 영역 (H1, H2) 의 온도 설정에 의해, 성막시의 절삭 공구 (W) 의 온도를 자유롭게 제어할 수 있다.

도 4 의 「대조 형태」에 나타낸 바와 같이, 성막실에 가열 영역이 없는 경우, 절삭 공구 (W) 를 성막 영역 (D) 에 진입시키면 온도가 급상승하고, 어느 온도역에서 상승이 완만해진다. 즉, 바이어스 전압 등의 성막 조건에 의해 절삭 공구 (W) 의 온도가 정해져 버려, 거의 제어할 수 없다.

이에 반해 본 실시형태에서는, 성막 전에 반드시 가열 영역 (H1) 또는 가열 영역 (H2) 을 통과시키기 때문에, 절삭 공구 (W) 를 소정의 온도로 조정한 상태에서 성막 영역 (D) 에 진입시킬 수 있다. 그러나, 이와 같이 온도 제어하여 성막 영역 (D) 에 진입시켰다고 하더라도, 성막 영역 (D) 내에서는 절삭 공구 (W) 의 온도가 상승해 버린다. 그래서, 반송 캐리어 (80) 의 반송 속도를 높여, 절삭 공구 (W) 의 온도가 과도하게 상승하지 않는 동안에 성막 영역 (D) 을 통과시키도록 한다. 이로써, 절삭 공구 (W) 의 온도를 소정의 범위 내로 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 바이어스 전압 등의 성막 조건을 변경하지 않고, 절삭 공구 (W) 를 임의의 온도에서 성막 영역 (D) 에 통과시킬 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 코팅하는 막의 종류에 따른 적합한 성막 조건, 또한 온도 조건에서 코팅막을 적층할 수 있다.

(제 3 실시형태)

다음으로, 제 3 실시형태에 관련된 성막 장치에 대해서 설명한다. 또한, 제 1 실시형태 또는 제 2 실시형태와 공통된 구성에 대해서는 적절히 설명을 생략한다.

도 12 는, 제 3 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 측면도이다. 도 13 은, 제 3 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 상면도이다.

본 실시형태의 성막 장치 (300) 는, 그 기본 구성에 있어서 제 2 실시형태의 성막 장치 (200) 와 공통되며, 2 개의 성막 영역 (D1, D2) 과, 3 개의 가열 영역 (H1, H2, H3) 을 구비하는 점에 있어서 성막 장치 (200) 와 상이하다.

도 12 및 도 13 에 나타내는 바와 같이, 성막 장치 (300) 는, 전처리실 (11) 과 성막실 (312) 과 후처리실 (13) 을 구비한다. 전처리실 (11) 과 성막실 (312) 은 진공 밸브 (52) 를 개재하여 연결되고, 성막실 (312) 과 후처리실 (13) 은 진공 밸브 (53) 를 개재하여 연결되어 있다. 전처리실 (11) 및 후처리실 (13) 의 구성은, 제 1 실시형태와 공통이다.

성막실 (312) 에는, 진공 펌프 (15) 와 가스원 (26) 과 바이어스 전원 (17) 이 접속되어 있다. 성막실 (312) 의 내부에는, 캐리어 대기 영역 (C1) 과 가열 영역 (H1) 과 성막 영역 (D1) 과 가열 영역 (H2) 과 성막 영역 (D2) 과 가열 영역 (H3) 과 캐리어 대기 영역 (C2) 이, 캐리어 반송 경로 (T) 를 따라 이 순서로 배치되어 있다. 캐리어 대기 영역 (C1, C2), 가열 영역 (H1, H2) 의 구성은, 제 2 실시형태와 공통이다. 또, 성막 영역 (D1) 의 구성은, 제 2 실시형태의 성막 영역 (D) 과 공통이다.

본 실시형태에서는, 가열 영역 (H2) 의 캐리어 대기 영역 (C2) 측에, 성막 영역 (D2) 과 가열 영역 (H3) 이 형성되어 있다.

성막 영역 (D2) 은, 기본 구성에 있어서 도 1 등에 나타낸 성막 영역 (D) 과 공통된다. 즉, 성막 영역 (D2) 에는 4 개의 타깃이 배치되어 있다. 도 12 에 나타내는 바와 같이, 연직 방향 (Z 방향) 에 2 장의 타깃 (33A, 34A) 이 나열되어 배치되어 있다. 도 13 에 나타내는 바와 같이, 타깃 (33A) 과 캐리어 반송 경로 (T) 를 사이에 두고 X 방향에 대향하는 위치에 타깃 (33B) 이 배치되어 있다. 또한, 도시는 생략하고 있지만, 타깃 (34A) 과 대향하는 위치에도 동종의 타깃이 배치되어 있다.

성막 영역 (D2) 에는, 추가로, 타깃 (33A, 33B, 34A) 에 아크 방전 전력을 공급하는 도시가 생략된 아크 전원이 형성되어 있다. 바이어스 전원 (17) 은, 반송 캐리어 (80) 가 적어도 성막 영역 (D1, D2) 에 위치할 때, 반송 캐리어 (80) 를 개재하여 절삭 공구 (W) 에 바이어스 전압을 인가한다.

가열 영역 (H3) 은, 성막 영역 (D2) 에 대해 캐리어 대기 영역 (C2) 측 (도시 +Y 방향측) 에 형성되어 있다. 가열 영역 (H3) 에는, 히터 (가열 장치) (35A) 및 히터 (가열 장치) (35B) 가 형성되어 있다. 히터 (35A, 35B) 는 캐리어 반송 경로 (T) 를 사이에 두도록 대향 배치되어 있다. 히터 (35A, 35B) 는, 캐리어 대기 영역 (C2) 에서 성막 영역 (D2) 으로 반송되는 반송 캐리어 (80) 를 가열한다.

가열 영역 (H3) 은, 반송 중의 반송 캐리어 (80) 를 가열한다. 그 때문에, 히터 (35A, 35B) 의 캐리어 반송 방향 (Y 방향) 의 폭은, 반송 캐리어 (80) 의 길이 (Y 방향 길이) 보다 짧다. 한편, 히터 (35A) 의 높이 (Z 방향 길이) 는, 반송 캐리어 (80) 의 절삭 공구 (W) 가 유지된 영역과 동일한 정도의 높이이다.

이상의 구성을 구비한 본 실시형태의 성막 장치 (300) 에서는, 2 개의 성막 영역 (D1, D2) 이 형성되어 있음으로써, 절삭 공구 (W) 상에 상이한 종류의 코팅막을 적층할 수 있다. 또, 제 2 실시형태의 성막 장치 (200) 와 마찬가지로, 캐리어 대기 영역 (C1) 과 캐리어 대기 영역 (C2) 사이에서 반송 캐리어 (80) 를 왕복 이동시켜 성막 영역 (D1 또는 D2) 을 통과시킴으로써, 반송 캐리어 (80) 상의 절삭 공구 (W) 에 대해 연속적으로 코팅막을 성막할 수 있다.

예를 들어, 절삭 공구 (W) 상에, 서로 상이한 조성의 제 1 코팅막과 제 2 코팅막을 형성하는 경우, 이하와 같은 성막 방법에 의해 형성할 수 있다.

먼저, 제 1 코팅막은, 성막 영역 (D1) 을 사용하여 형성한다. 이 경우, 가열 영역 (H1, H2) 과 성막 영역 (D1) 을 동작 상태로 하고, 가열 영역 (H3) 과 성막 영역 (D2) 은 정지 상태로 한다. 그리고, 반송 캐리어 (80) 를, 가열 영역 (H1) 에서부터 가열 영역 (H2) 까지의 영역을 포함하는 범위에서 왕복 이동시켜 성막 영역 (D1) 을 복수 회 통과시킴으로써, 제 1 코팅막을 형성한다.

계속해서, 성막 영역 (D2) 을 사용하여, 제 1 코팅막 상에 제 2 코팅막을 형성한다. 이 경우, 가열 영역 (H2, H3) 과 성막 영역 (D2) 을 동작 상태로 하고, 가열 영역 (H1) 과 성막 영역 (D1) 은 정지 상태로 한다. 그리고, 반송 캐리어 (80) 를, 가열 영역 (H2) 에서부터 가열 영역 (H3) 까지를 포함하는 범위에서 왕복 이동시켜 성막 영역 (D2) 을 복수 회 통과시킴으로써, 제 2 코팅막을 형성한다.

이상과 같이 하여, 1 개의 성막실 (312) 을 사용하여, 절삭 공구 (W) 상에 복수의 상이한 종류의 코팅막을 적층할 수 있다. 본 실시형태의 경우, 절삭 공구 (W) 를 대기 중에 꺼내지 않고 복수 종의 코팅막을 적층할 수 있기 때문에, 코팅 처리를 효율적으로 실시할 수 있음과 함께, 층간의 밀착성도 우수한 코팅막을 얻을 수 있다.

또한, 성막 영역 (D1, D2) 의 온도를 바꿀 목적으로, 가열 영역 (H1, H2) 의 설정 온도 및 가열 영역 (H2, H3) 의 설정 온도를 각각 설정해도 된다. 이로써, 성막 영역 (D1) 에 있어서의 성막 온도와 성막 영역 (D2) 에 있어서의 성막 온도를 각각 최적 조건으로 설정할 수 있어, 막질이 우수한 적층 구조의 코팅막을 얻을 수 있다.

또, 성막 장치 (300) 에 있어서, 성막 영역 (D1, D2) 에서 동일한 조성의 코팅막을 형성하도록 해도 된다.

또, 성막 영역 (D1, D2) 의 일방을, 절삭 공구 (W) 에 고속의 금속 이온을 충돌시켜, 표면의 산화물 제거를 실시하는 봄바드먼트 영역으로서 사용해도 된다. 통상적으로, 봄바드먼트 처리와 코팅 처리는, 압력, 바이어스 등의 조건이 상이하기 때문에 별실에서 실시된다. 본 실시형태의 경우, 가열 영역 (H1 ∼ H3) 을 형성함으로써, 성막 초기부터 최적의 온도 조건에서 코팅막을 형성할 수 있다. 그 때문에, 봄바드먼트 처리를 코팅 처리와 동일한 성막실 (312) 내에서 실시했다고 하더라도, 밀착성이나 막질을 저하시키지 않고 코팅막을 형성할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 봄바드먼트실을 형성하는 경우와 비교하여 성막 장치를 짧게 할 수 있다.

(제 4 실시형태)

다음으로, 제 4 실시형태에 관련된 성막 장치에 대해서 설명한다.

제 4 실시형태는, 제 3 실시형태의 변형예로서, 제 3 실시형태와 공통된 구성에 대해서는 적절히 설명을 생략한다.

도 14 는, 제 4 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 측면도이다. 도 15 는, 제 4 실시형태에 관련된 성막 장치의 내부 구조를 나타내는 상면도이다.

본 실시형태의 성막 장치 (400) 는, 제 3 실시형태의 성막 장치 (300) 로부터 가열 영역 (H2) 을 생략하고, 성막 영역 (D1, D2) 의 간격을 좁힌 형태이다.

도 14 및 도 15 에 나타내는 바와 같이, 성막 장치 (300) 는, 전처리실 (11) 과 성막실 (412) 과 후처리실 (13) 을 구비한다. 전처리실 (11) 과 성막실 (312) 은 진공 밸브 (52) 를 개재하여 연결되고, 성막실 (312) 과 후처리실 (13) 은 진공 밸브 (53) 를 개재하여 연결되어 있다. 전처리실 (11) 및 후처리실 (13) 의 구성은, 제 1 실시형태와 공통이다.

성막실 (412) 에는, 진공 펌프 (15) 와 가스원 (26) 과 바이어스 전원 (17) 이 접속되어 있다. 성막실 (312) 의 내부에는, 캐리어 대기 영역 (C1) 과 가열 영역 (H1) 과 성막 영역 (D1) 과 성막 영역 (D2) 과 가열 영역 (H3) 과 캐리어 대기 영역 (C2) 이, 캐리어 반송 경로 (T) 를 따라 이 순서로 배치되어 있다. 캐리어 대기 영역 (C1, C2), 성막 영역 (D1, D2), 가열 영역 (H1, H3) 의 구성은, 모두 제 3 실시형태와 공통이다.

본 실시형태의 성막 장치 (400) 에 있어서도, 절삭 공구 (W) 상에 상이한 종류의 코팅막을 적층 형성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 코팅막과 제 2 코팅막으로 이루어지는 적층막을 형성하는 경우, 제 1 코팅막은 가열 영역 (H1, H3) 과 성막 영역 (D1) 을 사용하여 형성하고, 제 2 코팅막은 가열 영역 (H1, H3) 과 성막 영역 (D2) 을 사용하여 형성한다. 또, 제 3 실시형태와 마찬가지로, 성막 영역 (D1, D2) 의 일방을 봄바드먼트 영역으로서 사용해도 된다.

본 실시형태의 성막 장치 (400) 에서는, 가열 영역 (H2) 이 생략되어 있음으로써, 제 3 실시형태의 성막 장치 (300) 와 비교하여, 성막실 (412) 의 길이를 짧게 할 수 있어, 성막 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 2 개의 가열 영역 (H1, H3) 사이에 배치하는 성막 영역은, 전체적으로 반송 캐리어 (80) 의 폭 (Y 방향 길이) 과 동등 또는 그 이하의 길이로 억제하는 것이 바람직하다. 이로써, 최적의 온도 조건을 유지한 상태에서 코팅막을 형성하는 것이 용이해진다.

또, 본 실시형태에 있어서, 2 개의 가열 영역 (H1, H3) 사이에는 3 개 이상의 성막 영역을 형성해도 된다. 단, 가열 영역 (H1, H3) 사이에 장대한 성막 영역을 배치한 경우, 가열 영역 (H1, H3) 에서 가열되고 나서 성막될 때까지의 동안에 온도가 저하되거나, 바이어스에 의해 온도가 상승하여 최적의 온도 조건으로부터 벗어나기 쉬워진다. 따라서, 2 개의 가열 영역 사이에 배치하는 성막 영역의 수는 3 개 이하로 하는 것이 바람직하고, 2 개 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

(변형예)

도 16a 는 제 1 변형예에 관련된 성막 장치를 나타내는 개략도이다.

도 16a 에 나타내는 성막 장치 (301) 는, 제 3 실시형태의 성막 장치 (300) 에 있어서, 가열 영역과 성막 영역의 배치 형태를 변경한 구성이다. 도 16a 에서는 설명에 불필요한 구성 부품을 적절히 생략하여 나타내고 있다.

성막 장치 (301) 에서는, 가열 영역 (H2) 과 가열 영역 (H3) 사이에, 제 4 실시형태와 같이 복수의 성막 영역 (D2, D3) 이 배치되어 있다. 이 경우에 있어서, 성막 영역 (D1 ∼ D3) 중 하나를 봄바드먼트 영역으로서 사용해도 된다.

도 16b 는 제 2 변형예에 관련된 성막 장치를 나타내는 개략도이다.

도 16b 에 나타내는 성막 장치 (302) 는, 제 3 실시형태의 성막 장치 (300) 에 있어서, 가열 영역과 성막 영역의 배치 형태를 변경한 구성이다. 도 16b 에 있어서도 설명에 불필요한 구성 부품을 적절히 생략하여 나타내고 있다.

성막 장치 (302) 에서는, 4 개의 가열 영역 (H1 ∼ H4) 과 4 개의 성막 영역 (D1 ∼ D4) 을 갖는다. 가열 영역 (H1) 과 가열 영역 (H2) 사이에 성막 영역 (D1) 이 배치되어 있다. 가열 영역 (H2) 과 가열 영역 (H3) 사이에 성막 영역 (D2, D3) 이 배치되어 있다. 가열 영역 (H3) 과 가열 영역 (H4) 사이에 성막 영역 (D4) 이 배치되어 있다. 이 경우에 있어서도, 성막 영역 (D1 ∼ D4) 중 하나를 봄바드먼트 영역으로서 사용해도 된다.

제 2 변형예에 있어서, 2 개의 가열 영역 사이에 위치한 성막 영역은, 그 성막 영역 전체의 길이를 반송 캐리어 (80) 의 폭 (Y 방향 길이) 과 동등 또는 그 이하의 길이로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 16b 에 나타내는 2 개의 가열 영역 (H2, H3) 사이에 위치한 성막 영역 (D2, D3) 에 대하여, 성막 영역 (D2, D3) 을 합계한 길이 (캐리어 반송 방향에 있어서의 전체 길이) 를, 반송 캐리어 (80) 의 폭과 동등 또는 그 이하의 길이로 하는 것이 바람직하다.

또, 제 2 변형예에 있어서, 근접하는 2 개의 가열 영역 (예를 들어, 가열 영역 (H2, H3)) 사이에 3 개 이상의 성막 영역을 배치해도 된다. 그러나, 가열 영역끼리의 거리가 길어지면 절삭 공구 (W) 의 온도 제어가 어려워지기 때문에, 2 개의 가열 영역 사이에 배치하는 성막 영역의 수는 3 개 이하로 하는 것이 바람직하고, 2 개 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

산업상 이용가능성

절삭 공구의 코팅막 형성시의 온도 변동을 저감시킴으로써, 코팅막 형성의 조건을 보다 엄밀하게 관리할 수 있다. 이로써, 고품질인 절삭 공구를 안정적으로 제조할 수 있게 된다.

D, D1, D2 : 성막 영역
H, H1, H2, H3 : 가열 영역
W : 절삭 공구
11 : 전처리실
12, 212, 312, 412 : 성막실
13 : 후처리실
22A, 22B, 25A, 25B, 35A, 35B : 히터 (가열 장치)
23A, 23B, 24A, 33A, 33B, 34A : 타깃
31 ∼ 33 : 롤러 컨베이어 (반송 장치)
52, 53 : 진공 밸브
80 : 반송 캐리어
100, 200, 300, 400 : 성막 장치

Claims

절삭 공구에 코팅막을 형성하는 성막실과, 상기 성막실에 진공 밸브를 개재하여 각각 연결된 전처리실 및 후처리실과, 상기 전처리실로부터 상기 성막실을 경유하여 상기 후처리실로 상기 절삭 공구를 반송하는 반송 경로를 구비하고, 상기 절삭 공구를 지지하는 복수의 로드가 반송 방향을 따라 기립 자세로 배치된 반송 캐리어를 사용하는 인라인식의 성막 장치로서,
상기 성막실은, 상기 절삭 공구에 상기 코팅막을 형성하는 성막 영역과, 상기 반송 캐리어를 상기 반송 경로를 따라 반송하면서 상기 성막 영역을 통과시키는 반송 장치와, 상기 성막 영역에 대해 캐리어 반송 방향에 인접하여 배치되고 상기 절삭 공구를 상기 성막 영역에 진입하기 전에 가열하는 가열 영역과, 상기 성막 영역과 상기 진공 밸브 사이에 상기 반송 캐리어를 수용하는 캐리어 대기 영역을 구비하는, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 성막 영역에는 상기 반송 캐리어의 반송 경로를 사이에 두도록 복수의 타깃이 형성되고,
상기 가열 영역에는 상기 반송 캐리어의 반송 경로를 사이에 두도록 복수의 가열 장치가 형성되어 있는, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캐리어 반송 방향에 있어서의 상기 성막 영역의 양측에, 각각 상기 가열 영역이 형성되어 있는, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 캐리어 반송 방향을 따라, 복수의 상기 성막 영역이 형성되어 있는, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 성막 영역의 상기 캐리어 반송 방향의 양측에, 각각 상기 가열 영역이 형성되어 있는, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 캐리어 반송 방향을 따라, 복수의 상기 가열 영역과 복수의 상기 성막 영역이 교대로 배치되고, 상기 캐리어 반송 방향에 있어서의 상기 성막 영역의 양측에 각각 상기 가열 영역이 형성되어 있는, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치.
제 3 항에 있어서,
하나 또는 복수의 상기 성막 영역의 양측에 형성된 2 개의 가열 영역 사이의 길이가, 상기 반송 캐리어의 상기 반송 방향의 길이보다 작은, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반송 캐리어에 상기 절삭 공구를 회전시키는 회전 기구가 형성되어 있는, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 영역과 상기 진공 밸브 사이에 적어도 일방의 상기 반송 캐리어를 수용하는 캐리어 대기 영역이 형성되어 있는, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 영역의 상기 반송 방향의 폭은, 상기 반송 캐리어의 상기 반송 방향의 길이보다 작은, 코팅막이 형성된 절삭 공구의 성막 장치.
절삭 공구에 코팅막을 형성하는 성막실과, 상기 성막실에 진공 밸브를 개재하여 각각 연결된 전처리실 및 후처리실과, 상기 전처리실로부터 상기 성막실을 경유하여 상기 후처리실로 상기 절삭 공구를 반송하는 반송 경로를 구비하고, 상기 절삭 공구를 지지하는 복수의 로드가 반송 방향을 따라 기립 자세로 배치된 반송 캐리어를 사용하는 인라인식의 성막 장치를 사용하여 상기 절삭 공구의 표면에 코팅막을 형성하는 성막 방법으로서,
상기 절삭 공구를 반송 캐리어에 탑재하는 것과,
상기 성막실에 상기 반송 캐리어를 반입하는 것과,
상기 성막실 내에서 상기 반송 캐리어를 상기 반송 경로를 따라 반송하면서, 상기 절삭 공구를 성막 영역에 진입하기 전에 가열하는 가열 영역과, 상기 코팅막을 형성하는 성막 영역을 순차적으로 통과시키는 것을 포함하는 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 가열 영역에 있어서 상기 반송 경로를 사이에 둔 양측으로부터 상기 절삭 공구를 가열하고, 상기 성막 영역에 있어서 상기 반송 경로를 사이에 둔 양측으로부터 상기 코팅막을 성막하는, 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 성막 영역에 대해 상기 반송 캐리어의 반송 방향의 양측에 각각 상기 가열 영역을 배치하고, 복수의 상기 가열 영역과 상기 성막 영역을 포함하는 영역에 대해 상기 반송 캐리어를 왕복 이동시킴으로써 상기 절삭 공구 상에 복수 층의 코팅막을 형성하는, 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 반송 캐리어의 반송 방향을 따라 복수의 상기 성막 영역을 배치하고, 상기 반송 캐리어를 복수의 상기 성막 영역에 순차적으로 통과시킴으로써, 상기 절삭 공구 상에 복수 층의 상기 코팅막을 형성하는, 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 반송 캐리어의 반송 방향을 따라 상기 반송 캐리어를 복수의 상기 가열 영역과 복수의 상기 성막 영역을 교대로 통과시키는, 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 반송 캐리어 상에서 상기 절삭 공구를 회전시키면서 상기 코팅막을 성막하는, 절삭 공구용 코팅막의 성막 방법.