本發(fā)明涉及一種帶涂膜切削工具的成膜裝置及切削工具用涂膜的成膜方法。

本申請(qǐng)主張基于2014年6月24日于日本申請(qǐng)的專(zhuān)利申請(qǐng)2014-129338號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于此。

背景技術(shù)：

作為成膜裝置，例如已知有專(zhuān)利文獻(xiàn)1中所記載的直列式真空成膜裝置。這種成膜裝置中，向一方向輸送托盤(pán)而使其通過(guò)成膜區(qū)域，并在切削工具的表面形成涂膜。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平10-140351號(hào)公報(bào)(A)

當(dāng)使用直列式的成膜裝置在切削工具上形成涂膜時(shí)，在切削工具上形成涂膜的成膜室的前段所設(shè)置的預(yù)處理室中，通過(guò)加熱器對(duì)切削工具進(jìn)行加熱。然而，在從預(yù)處理室向成膜室輸送切削工具的期間，或在成膜室內(nèi)使托盤(pán)待機(jī)的期間，切削工具的溫度下降，因此有時(shí)成膜初期的溫度變低，涂膜的質(zhì)量下降。另一方面，若預(yù)先將切削工具加熱至高溫以使成膜開(kāi)始時(shí)成為適當(dāng)?shù)谋砻鏈囟龋瑒t可能成膜中溫度過(guò)高而超出最佳溫度范圍的上限。若發(fā)生這種溫度變化，則在切削工具的基材側(cè)與表面?zhèn)饶べ|(zhì)出現(xiàn)差異，不能獲得與膜厚相應(yīng)的切削性能。并且，當(dāng)基材側(cè)的膜質(zhì)變差時(shí)，也會(huì)成為涂膜剝離的原因。

并且，由于一邊輸送托盤(pán)一邊形成涂膜，因此在托盤(pán)的前側(cè)的切削工具與末尾側(cè)的切削工具中成膜時(shí)出現(xiàn)溫度差，容易出現(xiàn)膜質(zhì)的差異。即，由于在同一產(chǎn)品內(nèi)切削性能出現(xiàn)差異，因此當(dāng)決定產(chǎn)品的推薦切削條件時(shí)，只能根據(jù)性能最差的涂膜來(lái)決定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的在于提供一種能夠以適當(dāng)?shù)臏囟葪l件形成涂膜的帶涂膜切削工具的成膜裝置及切削工具用涂膜的成膜方法。

根據(jù)本發(fā)明的第1方式，提供一種帶涂膜切削工具的成膜裝置，所述成膜裝置具備在切削工具上形成涂膜的成膜室、經(jīng)由真空閥分別與所述成膜室連結(jié)的預(yù)處理室及后處理室、及從所述預(yù)處理室經(jīng)由所述成膜室向所述后處理室輸送所述切削工具的輸送路徑，且所述成膜裝置為使用沿輸送方向以豎立姿勢(shì)配置有支撐所述切削工具的多個(gè)桿的輸送載體的直列式的成膜裝置，其中，所述成膜室具備在所述切削工具上形成所述涂膜的成膜區(qū)域、沿所述輸送路徑輸送所述輸送載體并使其通過(guò)所述成膜區(qū)域的輸送裝置、沿載體輸送方向與所述成膜區(qū)域相鄰配置且對(duì)所述切削工具進(jìn)行加熱的加熱區(qū)域、及在所述成膜區(qū)域與所述真空閥之間收容所述輸送載體的載體待機(jī)區(qū)域。

也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，在所述成膜區(qū)域以隔著所述輸送載體的輸送路徑的方式設(shè)置有多個(gè)靶，在所述加熱區(qū)域以隔著所述輸送載體的輸送路徑的方式設(shè)置有多個(gè)加熱裝置。

也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，在所述載體輸送方向上的所述成膜區(qū)域的兩側(cè)分別設(shè)置有所述加熱區(qū)域。

也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，沿所述載體輸送方向設(shè)置有多個(gè)所述成膜區(qū)域。

也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，在多個(gè)所述成膜區(qū)域的所述載體輸送方向的兩側(cè)分別設(shè)置有所述加熱區(qū)域。

也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，沿所述載體輸送方向交替配置有多個(gè)所述加熱區(qū)域及多個(gè)所述成膜區(qū)域，在所述載體輸送方向上的所述成膜區(qū)域的兩側(cè)分別配置有所述加熱區(qū)域。

也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)所述成膜區(qū)域的兩側(cè)的兩個(gè)所述加熱區(qū)域之間的長(zhǎng)度小于所述輸送載體的所述輸送方向的長(zhǎng)度。

也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，沿所述輸送方向連續(xù)配置的多個(gè)所述成膜區(qū)域的數(shù)量為三個(gè)以下。也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，沿所述輸送方向連續(xù)配置的多個(gè)所述成膜區(qū)域的數(shù)量為兩個(gè)以下。

也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，在所述輸送載體上設(shè)置有使所述切削工具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。

也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，在所述加熱區(qū)域與所述真空閥之間設(shè)置有收容至少一個(gè)所述輸送載體的載體待機(jī)區(qū)域。

也可以是如下結(jié)構(gòu)，即，所述加熱區(qū)域的所述輸送方向的寬度小于所述輸送載體的所述輸送方向的長(zhǎng)度。

根據(jù)本發(fā)明的第2方式，提供一種切削工具用涂膜的成膜方法，其使用直列式的成膜裝置而在所述切削工具的表面形成涂膜，所述成膜裝置具備在切削工具上形成涂膜的成膜室、經(jīng)由真空閥分別與所述成膜室連結(jié)的預(yù)處理室及后處理室、及從所述預(yù)處理室經(jīng)由所述成膜室向所述后處理室輸送所述切削工具的輸送路徑，且所述成膜裝置為使用沿輸送方向以豎立姿勢(shì)配置有支撐所述切削工具的多個(gè)桿的輸送載體的直列式的成膜裝置，其中，所述切削工具用涂膜的成膜方法包含以下步驟：將所述切削工具搭載于輸送載體上；向所述成膜室搬入所述輸送載體；及在所述成膜室內(nèi)沿所述輸送路徑輸送所述輸送載體，并且使其依次通過(guò)對(duì)所述切削工具進(jìn)行加熱的加熱區(qū)域及形成所述涂膜的成膜區(qū)域。

也可以是如下方法，即，在所述加熱區(qū)域從隔著所述輸送路徑的兩側(cè)對(duì)所述切削工具進(jìn)行加熱，在所述成膜區(qū)域從隔著所述輸送路徑的兩側(cè)進(jìn)行所述涂膜的成膜。

也可以是如下方法，即，對(duì)所述成膜區(qū)域在所述輸送載體的輸送方向的兩側(cè)分別配置所述加熱區(qū)域，并使所述輸送載體相對(duì)于包含多個(gè)所述加熱區(qū)域及所述成膜區(qū)域的區(qū)域往復(fù)移動(dòng)，以在所述切削工具上形成多層的涂膜。

也可以是如下方法，即，沿所述輸送載體的輸送方向配置多個(gè)所述成膜區(qū)域，并使所述輸送載體依次通過(guò)多個(gè)所述成膜區(qū)域，以在所述切削工具上形成多層的所述涂膜。

也可以是如下方法，即，使所述輸送載體沿所述輸送載體的輸送方向交替通過(guò)多個(gè)所述加熱區(qū)域及多個(gè)所述成膜區(qū)域。

也可以是如下方法，即，使所述切削工具在所述輸送載體上旋轉(zhuǎn)并且進(jìn)行所述涂膜的成膜。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠以適當(dāng)?shù)臏囟葪l件形成涂膜的帶涂膜切削工具的成膜裝置及切削工具用涂膜的成膜方法。

附圖說(shuō)明

圖1是表示第1實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖2是表示第1實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖3是表示切削工具的支撐方式的圖。

圖4是表示成膜室內(nèi)的切削工具W的溫度變化的說(shuō)明圖。

圖5是表示第2實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖6是表示第2實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖7A是成膜室內(nèi)的涂布工序的說(shuō)明圖。

圖7B是成膜室內(nèi)的涂布工序的說(shuō)明圖。

圖7C是成膜室內(nèi)的涂布工序的說(shuō)明圖。

圖8A是成膜室內(nèi)的涂布工序的說(shuō)明圖。

圖8B是成膜室內(nèi)的涂布工序的說(shuō)明圖。

圖8C是成膜室內(nèi)的涂布工序的說(shuō)明圖。

圖9A是成膜室內(nèi)的涂布工序的說(shuō)明圖。

圖9B是成膜室內(nèi)的涂布工序的說(shuō)明圖。

圖9C是成膜室內(nèi)的涂布工序的說(shuō)明圖。

圖10A是成膜室內(nèi)的涂布工序的說(shuō)明圖。

圖10B是成膜室內(nèi)的涂布工序的說(shuō)明圖。

圖11是表示輸送載體上的各部位的溫度變化及涂膜的形成狀態(tài)的說(shuō)明圖。

圖12是表示第3實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖13是表示第3實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖14是表示第4實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖15是表示第4實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖16A是表示變形例所涉及的成膜裝置的示意圖。

圖16B是表示變形例所涉及的成膜裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下，參考附圖對(duì)實(shí)施方式所涉及的成膜裝置及成膜方法進(jìn)行說(shuō)明。

(第1實(shí)施方式)

圖1是表示第1實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖2是表示第1實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。

本實(shí)施方式的成膜裝置100為輸送搭載有切削工具W的輸送載體80且對(duì)切削工具W實(shí)施成膜處理的直列式的成膜裝置。

如圖1所示，輸送載體80具有矩形框狀的框架81及在框架81的框內(nèi)以豎立姿勢(shì)配置的多根(圖示中為五根)桿82。在每個(gè)桿82上插通支撐有涂膜(切削工具用涂膜)形成對(duì)象即切削工具W。

在此，圖3是表示切削工具W的支撐方式的圖。在桿82上以相鄰切削工具W之間夾著圓管狀的間隔件S的狀態(tài)配置有多個(gè)切削工具W。桿82圍繞軸旋轉(zhuǎn)自如。在框架81中設(shè)置有使桿82旋轉(zhuǎn)的未圖示的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。作為使桿82旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，可例示設(shè)置有隨著輸送載體80的移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)齒輪并從該驅(qū)動(dòng)齒輪向桿82傳遞驅(qū)動(dòng)力的結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施方式中，切削工具W為可轉(zhuǎn)位刀片式切削工具中所使用的切削刀片。切削刀片為由硬質(zhì)合金等硬質(zhì)材料形成的多邊形板狀的部件，并形成有用于安裝于切削工具主體上的圓形的安裝孔。如圖3所示，在本實(shí)施方式中，在切削刀片即切削工具W的安裝孔h中插通桿82。

如圖1及圖2所示，成膜裝置100具備預(yù)處理室11、成膜室12及后處理室13。預(yù)處理室11與成膜室12經(jīng)由真空閥52連結(jié)，成膜室12與后處理室13通過(guò)真空閥53連結(jié)。在預(yù)處理室11中設(shè)置有用于向成膜裝置100內(nèi)導(dǎo)入輸送載體80的入口側(cè)閘閥51。在后處理室13中設(shè)置有用于排出輸送載體80的出口側(cè)閘閥54。

在預(yù)處理室11、成膜室12及后處理室13的底部側(cè)鋪設(shè)有并列設(shè)置有多個(gè)輸送輥的輥式輸送機(jī)(輸送裝置)31～33。輸送載體80在輥式輸送機(jī)31～33上被輸送。在本實(shí)施方式中，由輸送載體80在輥式輸送機(jī)31～33上所經(jīng)過(guò)的路徑構(gòu)成直線狀的載體輸送路徑T。搭載有切削工具W的輸送載體80沿載體輸送路徑T依次被輸送至預(yù)處理室11、成膜室12及后處理室13。

返回到圖1，在預(yù)處理室11中連接有真空泵14及大氣開(kāi)放閥28。在預(yù)處理室11的內(nèi)部設(shè)置有用于對(duì)切削工具W與輸送載體80一同進(jìn)行加熱的加熱器21A及加熱器21B。本實(shí)施方式的情況下，從輸送載體80的兩側(cè)通過(guò)加熱器21A及21B對(duì)切削工具W進(jìn)行加熱。加熱器21A、21B在載體輸送方向(圖示Y方向)上具有與輸送載體80的長(zhǎng)度相同程度的寬度。并且，在鉛垂方向(圖示Z方向)上具有與輸送載體80的保持有切削工具W的區(qū)域相同程度的高度。即，加熱器21A、21B能夠同時(shí)加熱輸送載體80上的所有切削工具W。

在成膜室12中連接有真空泵15、氣源26及偏置電源17。在成膜室12的內(nèi)部沿載體輸送路徑T依次配置有載體待機(jī)區(qū)域C1、加熱區(qū)域H、成膜區(qū)域D及載體待機(jī)區(qū)域C2。

另外，本說(shuō)明書(shū)中“成膜區(qū)域”是指具備如下功能的成膜室內(nèi)的區(qū)域：在切削工具W的表面形成單一涂膜層。因此，即使變更靶數(shù)及靶的配置狀態(tài)的情況下，只要通過(guò)這些靶能夠在切削工具W的表面形成單一涂膜層，也是一個(gè)“成膜區(qū)域”。例如，在成膜區(qū)域D中可以沿載體輸送方向(Y方向)排列配置有多個(gè)相同種類(lèi)的靶。

載體待機(jī)區(qū)域C1為在加熱區(qū)域H的近前側(cè)臨時(shí)停止輸送載體80的區(qū)域。載體待機(jī)區(qū)域C2為臨時(shí)停止涂膜形成后的輸送載體80的區(qū)域。載體待機(jī)區(qū)域C1以在真空閥52與成膜區(qū)域D之間能夠收容輸送載體80的長(zhǎng)度來(lái)形成。載體待機(jī)區(qū)域C1優(yōu)選以在真空閥52與加熱區(qū)域H之間能夠收容輸送載體80的長(zhǎng)度來(lái)形成。載體待機(jī)區(qū)域C2以在成膜區(qū)域D與真空閥53之間能夠收容輸送載體80的長(zhǎng)度來(lái)形成。

加熱區(qū)域H為對(duì)將要進(jìn)入成膜區(qū)域D之前的切削工具W進(jìn)行加熱的區(qū)域。在加熱區(qū)域H以隔著載體輸送路徑T的方式設(shè)置有加熱器(加熱裝置)22A及加熱器(加熱裝置)22B。本實(shí)施方式的情況下，通過(guò)使輸送載體80通過(guò)加熱器22A、22B之間來(lái)對(duì)切削工具W進(jìn)行加熱。因此，加熱器22A、22B的載體輸送方向(Y方向)的寬度短于輸送載體80的長(zhǎng)度(Y方向長(zhǎng)度)。另一方面，加熱器22A、22B的高度(Z方向長(zhǎng)度)為與輸送載體80的保持有切削工具W的區(qū)域相同程度的高度。

成膜區(qū)域D為對(duì)切削工具W進(jìn)行利用電弧離子鍍法的涂布處理的區(qū)域。本實(shí)施方式的情況下，在成膜區(qū)域D配置有四個(gè)靶。如圖2所示，隔著載體輸送路徑T相互對(duì)置地配置有一對(duì)靶23A、23B。如圖1所示，在靶23A的鉛垂下方(-Z方向)配置有靶24A。雖然未圖示，但在靶23B的鉛垂下方也配置有與靶24B對(duì)置的靶。

另外，在本實(shí)施方式中，通過(guò)設(shè)置多個(gè)圓形靶而形成成膜區(qū)域D，但對(duì)靶的形狀并無(wú)特別限定。例如，也可在成膜室12的上下方向(圖示Z方向)上使用長(zhǎng)邊的長(zhǎng)方形靶。并且，也可在成膜室12的上下方向上排列配置三個(gè)以上的靶。

在成膜區(qū)域D還設(shè)置有向靶(23A、23B、24A)供給電弧放電電力的省略圖示的電弧電源。在輸送載體80至少位于成膜區(qū)域D時(shí)，偏置電源17經(jīng)由輸送載體80對(duì)切削工具W施加偏置電壓。

在后處理室13中連接有真空泵16、大氣開(kāi)放閥29及氣源27。后處理室13為冷卻涂布處理后的切削工具W及輸送載體80的冷卻室。氣源27將載體冷卻用的冷卻氣體供給至后處理室13內(nèi)。

接著，對(duì)使用本實(shí)施方式的成膜裝置100的成膜方法進(jìn)行說(shuō)明。

首先，如圖1所示，在輸送載體80上搭載切削工具W。此時(shí)，成膜裝置100中，真空閥52、53為封閉狀態(tài)，預(yù)處理室11、成膜室12及后處理室13保持規(guī)定的真空狀態(tài)(例如1×10^-5Pa左右)。

接著，打開(kāi)預(yù)處理室11的大氣開(kāi)放閥28，使預(yù)處理室11的室內(nèi)成為大氣壓。然后，在預(yù)處理室11的室內(nèi)為大氣壓的狀態(tài)下開(kāi)放入口側(cè)閘閥51，并將輸送載體80搬入預(yù)處理室11內(nèi)。輸送載體80停止在所搭載的切削工具W正對(duì)加熱器21A、21B的位置。然后，封閉入口側(cè)閘閥51。接著，打開(kāi)真空泵14而對(duì)預(yù)處理室11內(nèi)進(jìn)行排氣直至達(dá)到規(guī)定的真空度(例如1×10^-3Pa左右)。

若預(yù)處理室11內(nèi)達(dá)到了規(guī)定的真空度，則接著打開(kāi)加熱器21A、21B而對(duì)切削工具W與輸送載體80進(jìn)行加熱直至達(dá)到規(guī)定溫度。在本實(shí)施方式中，可通過(guò)加熱器21A、21B從兩側(cè)對(duì)切削工具W均勻地加熱。在該加熱處理中，可使切削工具W圍繞桿82的軸旋轉(zhuǎn)。

若將切削工具W加熱至規(guī)定溫度，則接著開(kāi)放真空閥52。然后，將輸送載體80從預(yù)處理室11移動(dòng)到成膜室12。輸送載體80停止在成膜室12內(nèi)的載體待機(jī)區(qū)域C1。在搬入輸送載體80后，封閉真空閥52。然后，為了在預(yù)處理室11中搬入下一個(gè)輸送載體80，打開(kāi)大氣開(kāi)放閥28以使預(yù)處理室11恢復(fù)大氣壓。然后，開(kāi)放入口側(cè)閘閥51而搬入下一個(gè)輸送載體80，并重復(fù)上述工作。

接著，在成膜室12中，實(shí)行對(duì)切削工具W的涂布處理。

在此，圖4是表示成膜室12內(nèi)的切削工具W的溫度變化的說(shuō)明圖。以下，參考圖1、2、4進(jìn)行說(shuō)明。

在成膜室12中，在使輸送載體80在載體待機(jī)區(qū)域C1待機(jī)的狀態(tài)下，打開(kāi)加熱器22A、22B。然后，開(kāi)始輸送載體80向加熱區(qū)域H側(cè)的輸送。輸送載體80上的切削工具W通過(guò)加熱區(qū)域H時(shí)由加熱器22A、22B進(jìn)行加熱。如圖4所示，切削工具W在通過(guò)加熱區(qū)域H的后端(+Y方向端)為止的期間被加熱至適合涂布的溫度(高于下限溫度T2的溫度)。

因此，加熱器22A、22B的寬度(Y方向長(zhǎng)度)設(shè)為能夠在切削工具W通過(guò)加熱區(qū)域H的期間對(duì)切削工具W以所希望的升溫速度加熱至設(shè)定溫度的長(zhǎng)度。

加熱器22A、22B只要能夠調(diào)整將要成膜之前的切削工具W的溫度即可，若過(guò)度加大寬度則能量消耗較大。并且，若通過(guò)加大加熱器22A、22B的寬度而過(guò)于接近真空閥52，則因熱量而有可能破壞真空閥52的工作穩(wěn)定性。因此，加熱器22A、22B的寬度從能量效率、真空閥52的穩(wěn)定工作的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選設(shè)為短于輸送載體80的寬度(Y方向長(zhǎng)度)。

在輸送載體80的前端從加熱區(qū)域H脫出之前，將成膜區(qū)域D設(shè)成對(duì)切削工具W能夠成膜的狀態(tài)。具體而言，從偏置電源17經(jīng)由框架81對(duì)切削工具W施加規(guī)定(例如-300V)的偏置電壓。并且，工藝氣體從氣源26供給至成膜室12內(nèi)，并被控制成在靶23A、23B、24A的表面產(chǎn)生電弧放電的壓力條件(例如0.3～1Pa)。

切削工具W在加熱區(qū)域H被加熱至規(guī)定溫度后，連續(xù)通過(guò)成膜區(qū)域D。切削工具W通過(guò)成膜區(qū)域D時(shí)，在切削工具W的表面形成所希望的組成的涂膜。例如，當(dāng)作為靶使用Ti靶，作為工藝氣體使用含N₂氣體時(shí)，在切削工具W的表面形成TiN膜。涂膜的膜厚及其均勻性可通過(guò)偏置電壓、壓力、輸送載體80的輸送速度及切削工具W的轉(zhuǎn)速等來(lái)控制。

在輸送載體80通過(guò)成膜區(qū)域D后，停止對(duì)切削工具W施加偏置電壓及電弧放電。輸送載體80停止在成膜室12的載體待機(jī)區(qū)域C2。如圖4所示，切削工具W的表面溫度在成膜中也持續(xù)上升，但若切削工具W從成膜區(qū)域D脫出而結(jié)束成膜，則溫度開(kāi)始下降。

接著，開(kāi)放成膜室12與后處理室13之間的真空閥53，并將輸送載體80送出至后處理室13。若輸送載體80搬入至后處理室13，則封閉真空閥53。在該輸送工作中，可同時(shí)進(jìn)行開(kāi)放成膜室12與預(yù)處理室11之間的真空閥52并將下一個(gè)輸送載體80搬入成膜室12內(nèi)的工作。

在后處理室13中，將從成膜室12搬入的輸送載體80停止于室內(nèi)并進(jìn)行冷卻。冷卻處理以從氣源27向室內(nèi)供給冷卻氣體并且維持規(guī)定時(shí)間及壓力的方式進(jìn)行。作為冷卻氣體可使用惰性氣體。

若冷卻處理結(jié)束，則打開(kāi)大氣開(kāi)放閥29，使后處理室13內(nèi)恢復(fù)大氣壓。然后，開(kāi)放出口側(cè)閘閥54，將輸送載體80從后處理室13搬出。在搬出輸送載體80后，在后處理室13中通過(guò)真空泵16進(jìn)行排氣工作。然后，后處理室13維持規(guī)定的真空度(例如1×10^-3Pa)直至搬入下一個(gè)輸送載體80為止。

本實(shí)施方式的成膜裝置100的預(yù)處理室11、成膜室12及后處理室13可設(shè)為分別收容有一個(gè)輸送載體80的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，能夠同時(shí)進(jìn)行預(yù)處理室11中的加熱處理、成膜室12中的涂布處理及后處理室13中的冷卻處理。通過(guò)如此方式重復(fù)進(jìn)行輸送載體80的輸送及各室中的加熱、涂布、冷卻處理，能夠有效地對(duì)切削工具W實(shí)施涂布。

根據(jù)以上說(shuō)明的第1實(shí)施方式的成膜裝置100，通過(guò)在成膜室12的成膜區(qū)域D的載體輸送方向近前側(cè)(圖示-Y方向側(cè))設(shè)置有加熱區(qū)域H，能夠?qū)⑶邢鞴ぞ遅在將要成膜之前加熱至規(guī)定溫度。由此，能夠?qū)⑤斔洼d體80整體的切削工具W在將要涂布之前調(diào)整為恒定的溫度。

假如，當(dāng)成膜室12中沒(méi)有設(shè)置加熱區(qū)域H時(shí)，在預(yù)處理室11中剛被加熱后的輸送載體80上的切削工具W溫度大致均勻，但輸送載體80的前側(cè)的切削工具W與末尾側(cè)的切削工具W，在被加熱后進(jìn)入成膜區(qū)域D為止存在時(shí)間差。因此，輸送載體80的前側(cè)的切削工具W與末尾側(cè)的切削工具W在成膜溫度上出現(xiàn)差異而可能影響涂膜的膜質(zhì)。

相對(duì)于此，在本實(shí)施方式的成膜裝置100中，通過(guò)在加熱區(qū)域H進(jìn)行加熱，能夠使所有切削工具始終以恒定的溫度進(jìn)入成膜區(qū)域D。因此，能夠在恒定溫度條件下進(jìn)行涂布處理，因此能夠抑制在每個(gè)切削工具W中出現(xiàn)的涂膜的質(zhì)量偏差，并能夠以好的成品率來(lái)形成涂膜。

并且，在成膜室12中不設(shè)置加熱區(qū)域H時(shí)，如作為圖4的“對(duì)照方式”所示，成膜開(kāi)始時(shí)溫度較低，且因成膜區(qū)域D的電弧放電及偏壓的施加而導(dǎo)致的發(fā)熱切削工具W的溫度急劇上升。因此，成膜初期在低溫條件下形成涂膜而可能形成粘附性或膜質(zhì)較差的涂膜。

相對(duì)于此，本實(shí)施方式中，從成膜初期至最后能夠以最佳溫度來(lái)進(jìn)行涂布，從而能夠形成高質(zhì)量的涂膜。

并且，在本實(shí)施方式中，輸送載體80的多個(gè)桿82沿載體輸送方向以豎立姿勢(shì)排列，切削工具W被桿82支撐。由此，通過(guò)成膜區(qū)域D的切削工具W與靶(23A、23B、24A)之間的距離大致保持恒定。因此，在每個(gè)切削工具W中，除了成膜溫度其他成膜條件也大致恒定。其結(jié)果，能夠在膜厚方向上形成更均質(zhì)的涂膜。

并且，在本實(shí)施方式中，在與成膜區(qū)域D相鄰的位置上設(shè)置有加熱區(qū)域H，因此即使在停止成膜區(qū)域D的電弧放電的期間，也能夠通過(guò)加熱區(qū)域H的熱量維持一定程度的氣氛溫度。由此，靶23A、23B、24A的表面溫度不易下降，因此電弧放電停止期間，在靶表面難以附著N₂等氣體。其結(jié)果，重新開(kāi)始成膜時(shí)能夠抑制放電狀態(tài)及膜質(zhì)中不良狀況的發(fā)生。

(第2實(shí)施方式)

接著，對(duì)第2實(shí)施方式所涉及的成膜裝置進(jìn)行說(shuō)明。另外，對(duì)與第1實(shí)施方式通用的結(jié)構(gòu)適當(dāng)省略說(shuō)明。

圖5是表示第2實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖6是表示第2實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。

本實(shí)施方式的成膜裝置200在其基本結(jié)構(gòu)上與第1實(shí)施方式的成膜裝置100通用，在具備兩個(gè)加熱區(qū)域H1、H2這一點(diǎn)上與成膜裝置100不同。

如圖5及圖6所示，成膜裝置200具備預(yù)處理室11、成膜室212及后處理室13。預(yù)處理室11與成膜室212經(jīng)由真空閥52連結(jié)，成膜室212與后處理室13經(jīng)由真空閥53連結(jié)。預(yù)處理室11及后處理室13的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式相同。

在成膜室212中連接有真空泵15、氣源26及偏置電源17。在成膜室212的內(nèi)部沿載體輸送路徑T依次配置有載體待機(jī)區(qū)域C1、加熱區(qū)域H1、成膜區(qū)域D、加熱區(qū)域H2及載體待機(jī)區(qū)域C2。載體待機(jī)區(qū)域C1、C2及成膜區(qū)域D的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式通用。

本實(shí)施方式中，在成膜區(qū)域D的兩側(cè)設(shè)置有兩個(gè)加熱區(qū)域H1、H2。

加熱區(qū)域H1相對(duì)于成膜區(qū)域D設(shè)置在載體待機(jī)區(qū)域C1側(cè)(圖示-Y方向側(cè))。在加熱區(qū)域H1以隔著載體輸送路徑T的方式設(shè)置有加熱器22A、22B。加熱器22A、22B對(duì)從載體待機(jī)區(qū)域C1輸送到成膜區(qū)域D的輸送載體80進(jìn)行加熱。

加熱區(qū)域H2相對(duì)于成膜區(qū)域D設(shè)置在載體待機(jī)區(qū)域C2側(cè)(圖示+Y方向側(cè))。在加熱區(qū)域H2以隔著載體輸送路徑T的方式設(shè)置有加熱器(加熱裝置)25A及加熱器(加熱裝置)25B。加熱器25A、25B對(duì)從載體待機(jī)區(qū)域C2輸送到成膜區(qū)域D的輸送載體80進(jìn)行加熱。

本實(shí)施方式的情況下，加熱區(qū)域H1、H2也對(duì)輸送中的輸送載體80進(jìn)行加熱。因此，加熱器22A、22B、25A、25B的載體輸送方向(Y方向)的寬度短于輸送載體80的長(zhǎng)度(Y方向長(zhǎng)度)。另一方面，加熱器22A、22B的高度(Z方向長(zhǎng)度)為與輸送載體80的保持有切削工具W的區(qū)域相同程度的高度。

在具備以上結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的成膜裝置200中，通過(guò)在載體待機(jī)區(qū)域C1與載體待機(jī)區(qū)域C2之間往復(fù)移動(dòng)輸送載體80而使其通過(guò)成膜區(qū)域D，由此能夠?qū)斔洼d體80上的切削工具W連續(xù)地成膜涂膜。

以下，參考附圖對(duì)本實(shí)施方式的成膜裝置200中的涂布處理進(jìn)行說(shuō)明。

另外，預(yù)處理室11及后處理室13的工作與第1實(shí)施方式相同，因此以下僅對(duì)成膜室212中的涂布工序進(jìn)行說(shuō)明。

圖7A至圖10B是成膜室212中的涂布工序的說(shuō)明圖。圖11是表示輸送載體80上的各部位的溫度變化及涂膜的形成狀態(tài)的說(shuō)明圖。

圖7A至圖10B中，在圖示左側(cè)示出了輸送載體80與加熱區(qū)域H1、H2及成膜區(qū)域D之間的位置關(guān)系。在圖7A至圖10B的圖示右側(cè)示出了輸送載體80的各部位的切削工具W的溫度。

在圖7A至圖10B所示的輸送載體80中，將輸送載體80在從載體待機(jī)區(qū)域C1朝向載體待機(jī)區(qū)域C2的方向上的前位置規(guī)定為第1位置80a，將中間位置規(guī)定為第2位置80b，將末尾規(guī)定為第3位置80c。圖中，以圓圈包圍字母“a”的標(biāo)識(shí)(稱(chēng)為標(biāo)識(shí)a。)表示第1位置80a，以圓圈包圍字母“b”的標(biāo)識(shí)(稱(chēng)為標(biāo)識(shí)b。)表示第2位置80b，以圓圈包圍字母“c”的標(biāo)識(shí)(標(biāo)識(shí)c)表示第3位置80c。

并且，在圖7A至圖10B的圖示右側(cè)的溫度圖表中使用上述的標(biāo)識(shí)a、b、c表示第1位置80a、第2位置80b及第3位置80c上的相對(duì)溫度關(guān)系。并且，溫度圖表所示的“涂布溫度上下限范圍”為能夠形成膜質(zhì)及粘附性?xún)?yōu)異的涂膜的切削工具W的溫度范圍。例如，TiN涂膜的情況下，為500℃～600℃的范圍。

首先，如圖7A所示，從預(yù)處理室11被搬入且停止在載體待機(jī)區(qū)域C1的輸送載體80開(kāi)始向成膜區(qū)域D輸送。此時(shí)，第1位置80a～第3位置80c維持均勻的溫度。并且，加熱區(qū)域H1的加熱器22A、22B及加熱區(qū)域H2的加熱器25A、25B開(kāi)始工作。另一方面，成膜區(qū)域D為工作停止?fàn)顟B(tài)。

如圖7B所示，從開(kāi)始輸送后到輸送載體80進(jìn)入加熱區(qū)域H1為止，輸送載體80各位置的溫度不會(huì)變化。

接著，如圖7C所示，若輸送載體80進(jìn)入加熱區(qū)域H1，則通過(guò)加熱器22A、22B切削工具W被加熱，前側(cè)的第1位置80a的溫度上升。第1位置80a的切削工具W在第1位置80a通過(guò)加熱區(qū)域H1的期間被加熱至適合形成涂膜的溫度范圍的至少下限值以上的溫度。并且，第1位置80a脫出加熱區(qū)域H1之前，開(kāi)始成膜區(qū)域D的電弧放電，成膜區(qū)域D成為可成膜的狀態(tài)。

若進(jìn)一步輸送輸送載體80，則如圖8A所示，第1位置80a進(jìn)入成膜區(qū)域D，并在切削工具W上形成涂膜。此時(shí)，第2位置80b進(jìn)入加熱區(qū)域H1，并在通過(guò)加熱區(qū)域H1的期間，第2位置80b的切削工具W也被加熱至適合成膜的溫度。

接著，如圖8B所示，第2位置80b進(jìn)入成膜區(qū)域D，并實(shí)施對(duì)第2位置80b的切削工具W的成膜。此時(shí)，末尾側(cè)的第3位置80c進(jìn)入加熱區(qū)域H1，并在通過(guò)加熱區(qū)域H1的期間，第3位置80c的切削工具W也被加熱至適合成膜的溫度。另一方面，輸送載體80的第1位置80a通過(guò)成膜區(qū)域D而進(jìn)入加熱區(qū)域H2。此時(shí)，加熱區(qū)域H2的加熱器25A、25B也開(kāi)始工作，因此第1位置80a的溫度維持在適合成膜的范圍內(nèi)。

接著，如圖8C所示，第3位置80c進(jìn)入成膜區(qū)域D，并實(shí)施對(duì)第3位置80c的切削工具W的成膜。第2位置80b在加熱區(qū)域H2中被加熱，并維持在適合成膜的溫度范圍內(nèi)。

另一方面，第1位置80a通過(guò)加熱區(qū)域H2而位于載體待機(jī)區(qū)域C2內(nèi)，因此溫度下降。

接著，在第3位置80c到達(dá)成膜區(qū)域D內(nèi)的規(guī)定位置的時(shí)刻，輸送載體80的輸送方向發(fā)生反轉(zhuǎn)。即，輸送載體80的輸送方向變更為從載體待機(jī)區(qū)域C2朝向載體待機(jī)區(qū)域C1的方向。此時(shí)，加熱區(qū)域H1、H2及成膜區(qū)域D并不停止而維持工作狀態(tài)。

另外，輸送載體80的行進(jìn)方向的切換可在第3位置80c脫出成膜區(qū)域D的時(shí)刻進(jìn)行。

若輸送載體80的輸送方向反轉(zhuǎn)，則接著進(jìn)行第3位置80c上的涂膜的形成。第3位置80c在加熱區(qū)域H2的近前側(cè)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，因此溫度幾乎沒(méi)有變化時(shí)再次進(jìn)入成膜區(qū)域D并以適合成膜的溫度再進(jìn)行成膜。并且此時(shí)，第2位置80b在加熱區(qū)域H2中被加熱。

接著，若輸送載體80向載體待機(jī)區(qū)域C1側(cè)移動(dòng)，則如圖9A所示，第2位置80b進(jìn)入成膜區(qū)域D。第2位置80b在加熱區(qū)域H2中已被加熱，因此以適當(dāng)?shù)臏囟葪l件形成涂膜。此時(shí)，第1位置80a位于加熱區(qū)域H2，并通過(guò)加熱器25A、25B被加熱。第1位置80a的溫度在圖8C所示的時(shí)刻已下降，但在加熱區(qū)域H2中再次被加熱而恢復(fù)到適合成膜的溫度。

接著，輸送載體80再向載體待機(jī)區(qū)域C1側(cè)移動(dòng)，如圖9B所示，第1位置80a進(jìn)入成膜區(qū)域D。第1位置80a在加熱區(qū)域H2中已被加熱，因此以適當(dāng)?shù)臏囟葪l件形成涂膜。此時(shí)，第2位置80b位于加熱區(qū)域H1，并通過(guò)加熱器22A、22B被加熱。另一方面，第3位置80c脫出加熱區(qū)域H1而位于載體待機(jī)區(qū)域C1，因此溫度下降。

接著，在第1位置80a到達(dá)成膜區(qū)域D內(nèi)的規(guī)定位置的時(shí)刻，輸送載體80的輸送方向發(fā)生反轉(zhuǎn)。即，輸送載體80的輸送方向再次成為從載體待機(jī)區(qū)域C1朝向載體待機(jī)區(qū)域C2的方向。加熱區(qū)域H1、H2及成膜區(qū)域D并不停止而維持工作狀態(tài)。

另外，輸送載體80的行進(jìn)方向的切換可在第1位置80a脫出成膜區(qū)域D的時(shí)刻進(jìn)行。

若輸送載體80的輸送方向反轉(zhuǎn)，則接著進(jìn)行第1位置80a上的涂膜的形成。第1位置80a在加熱區(qū)域H1的近前側(cè)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，因此溫度幾乎沒(méi)有變化時(shí)再次進(jìn)入成膜區(qū)域D，并以適合成膜的溫度再進(jìn)行成膜。并且此時(shí)，第2位置80b在加熱區(qū)域H1中被加熱。

接著，若輸送載體80向載體待機(jī)區(qū)域C2側(cè)移動(dòng)，則如圖9C所示，第2位置80b進(jìn)入成膜區(qū)域D。第2位置80b在加熱區(qū)域H1中已被加熱，因此以適當(dāng)?shù)臏囟葪l件形成涂膜。此時(shí)，第3位置80c位于加熱區(qū)域H1，并通過(guò)加熱器22A、22B被加熱。第3位置80c的溫度在圖9B所示的時(shí)刻已下降，但在加熱區(qū)域H1中再次被加熱而恢復(fù)到適合成膜的溫度。

接著，輸送載體80進(jìn)一步向載體待機(jī)區(qū)域C2側(cè)移動(dòng)，如圖10A所示，第3位置80c進(jìn)入成膜區(qū)域D。第3位置80c在加熱區(qū)域H1中已被加熱，因此以適當(dāng)?shù)臏囟葪l件形成涂膜。此時(shí)，第2位置80b在加熱區(qū)域H2中已被加熱，因此維持溫度。另一方面，第1位置80a脫出加熱區(qū)域H2而位于載體待機(jī)區(qū)域C2，因此溫度下降。

接著，輸送載體80輸送至載體待機(jī)區(qū)域C2。第2位置80b、第3位置80c在通過(guò)加熱區(qū)域H2的期間維持溫度，但若進(jìn)入載體待機(jī)區(qū)域C2則溫度開(kāi)始下降。

通過(guò)以上工序，結(jié)束成膜室212中的涂布處理。

涂布處理后，輸送載體80搬出至后處理室13，以供進(jìn)行冷卻處理。

本實(shí)施方式的情況下，如圖8C及圖9B所示，在輸送載體80的第2位置80b位于加熱區(qū)域H2或加熱區(qū)域H1內(nèi)，并且輸送載體80的末尾位于成膜區(qū)域D內(nèi)的時(shí)刻切換行進(jìn)方向。因此，如圖11所示，第2位置80b(標(biāo)識(shí)b)的溫度始終維持適當(dāng)?shù)臏囟确秶?。另一方面，?位置80a與第3位置80c在成膜中行進(jìn)方向發(fā)生反轉(zhuǎn)。因此，若觀察整個(gè)涂布處理，則第1位置80a(標(biāo)識(shí)a)及第3位置80c(標(biāo)識(shí)c)進(jìn)行兩次成膜，與進(jìn)行三次成膜的第2位置80b相比成膜次數(shù)少。

因此，如圖11所示，通過(guò)調(diào)整輸送載體80的行進(jìn)方向的切換時(shí)間能夠調(diào)整膜厚分布。具體而言，對(duì)于第1位置80a、第3位置80c在成膜期間中的切換，通過(guò)加長(zhǎng)輸送載體80的停止時(shí)間，加長(zhǎng)第1位置80a及第3位置80c的成膜時(shí)間。或者，通過(guò)提高第2位置80b通過(guò)成膜區(qū)域D時(shí)的輸送載體80的輸送速度，縮短第2位置80b的成膜時(shí)間。通過(guò)這種操作，例如若將第1位置80a及第3位置80c的成膜時(shí)間設(shè)為第2位置80b的成膜時(shí)間的1.5倍，則對(duì)整個(gè)輸送載體80能夠以均勻的膜厚形成涂膜。

另外，在以上說(shuō)明中，對(duì)將輸送載體80轉(zhuǎn)換兩次方向并使其通過(guò)三次成膜區(qū)域D的情形進(jìn)行了說(shuō)明，但輸送載體80的往復(fù)移動(dòng)可根據(jù)所需的重復(fù)次數(shù)來(lái)實(shí)行。

如以上詳細(xì)進(jìn)行的說(shuō)明，根據(jù)本實(shí)施方式的成膜裝置200，能夠在成膜室212中往復(fù)移動(dòng)輸送載體80而使其多次通過(guò)成膜區(qū)域D。由此，能夠有效形成所希望的膜厚的涂膜。

并且，在本實(shí)施方式中，在成膜區(qū)域D的兩側(cè)配置有加熱區(qū)域H1、H2。由此，從載體待機(jī)區(qū)域C1進(jìn)入成膜區(qū)域D的輸送載體80在剛被加熱區(qū)域H1加熱后進(jìn)行涂布處理，從載體待機(jī)區(qū)域C2進(jìn)入成膜區(qū)域D的輸送載體80在剛被加熱區(qū)域H2加熱后進(jìn)行涂布處理。即，能夠?qū)⒃诔赡^(qū)域D中進(jìn)行涂布處理的切削工具W始終保持適當(dāng)?shù)臏囟葪l件。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠在切削工具W上連續(xù)層疊膜質(zhì)優(yōu)異的涂膜。

在本實(shí)施方式中，能夠再次提高如圖8C所示的第1位置80a及圖9B所示的第3位置80c那樣露出到加熱區(qū)域H1、H2的外側(cè)而下降的溫度，從而能夠以最佳的溫度條件形成層疊結(jié)構(gòu)的涂膜的各層。

相對(duì)于此，假若未設(shè)置加熱區(qū)域H1、H2，則露出到成膜區(qū)域D的外側(cè)的切削工具W的溫度將會(huì)大幅下降，無(wú)法再提高溫度。因此，接下來(lái)的成膜必定在切削工具W的溫度下降的狀態(tài)下開(kāi)始。這樣一來(lái)，在層疊結(jié)構(gòu)的涂膜中將會(huì)包含不是在最佳溫度條件下進(jìn)行成膜的層。

并且，在本實(shí)施方式中，通過(guò)加熱區(qū)域H1、H2的溫度設(shè)定，能夠自如地控制成膜時(shí)的切削工具W的溫度。

如圖4的“對(duì)照方式”所示，當(dāng)成膜室中沒(méi)有加熱區(qū)域時(shí)，若使切削工具W進(jìn)入成膜區(qū)域D，則溫度急劇上升，而在某溫度范圍上升緩慢。即，由偏置電壓等成膜條件決定切削工具W的溫度，從而幾乎不能控制該切削工具W的溫度。

相對(duì)于此，本實(shí)施方式中，成膜前必定通過(guò)加熱區(qū)域H1或加熱區(qū)域H2，因此能夠使切削工具W以調(diào)整為規(guī)定的溫度的狀態(tài)進(jìn)入成膜區(qū)域D。然而，即使進(jìn)行這種溫度控制后進(jìn)入成膜區(qū)域D，在成膜區(qū)域D內(nèi)切削工具W的溫度也會(huì)上升。因此，采用如下方式：提高輸送載體80的輸送速度，并在切削工具W的溫度過(guò)度上升之前使輸送載體80通過(guò)成膜區(qū)域D。由此，能夠?qū)⑶邢鞴ぞ遅的溫度控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

如此，根據(jù)本實(shí)施方式，無(wú)需變更偏置電壓等成膜條件，能夠使切削工具W以任意的溫度來(lái)通過(guò)成膜區(qū)域D。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠以與所涂布的膜的種類(lèi)相應(yīng)的適當(dāng)?shù)某赡l件且溫度條件來(lái)層疊涂膜。

(第3實(shí)施方式)

接著，對(duì)第3實(shí)施方式所涉及的成膜裝置進(jìn)行說(shuō)明。另外，對(duì)與第1實(shí)施方式或第2實(shí)施方式通用的結(jié)構(gòu)適當(dāng)省略說(shuō)明。

圖12是表示第3實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖13是表示第3實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。

本實(shí)施方式的成膜裝置300在其基本結(jié)構(gòu)上與第2實(shí)施方式的成膜裝置200通用，在具備兩個(gè)成膜區(qū)域D1、D2及三個(gè)加熱區(qū)域H1、H2、H3這一點(diǎn)上與成膜裝置200不同。

如圖12及圖13所示，成膜裝置300具備預(yù)處理室11、成膜室312及后處理室13。預(yù)處理室11與成膜室312經(jīng)由真空閥52連結(jié)，成膜室312與后處理室13經(jīng)由真空閥53連結(jié)。預(yù)處理室11及后處理室13的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式通用。

在成膜室312中連接有真空泵15、氣源26及偏置電源17。在成膜室312的內(nèi)部沿載體輸送路徑T依次配置有載體待機(jī)區(qū)域C1、加熱區(qū)域H1、成膜區(qū)域D1、加熱區(qū)域H2、成膜區(qū)域D2、加熱區(qū)域H3及載體待機(jī)區(qū)域C2。載體待機(jī)區(qū)域C1、C2及加熱區(qū)域H1、H2的結(jié)構(gòu)與第2實(shí)施方式通用。并且，成膜區(qū)域D1的結(jié)構(gòu)與第2實(shí)施方式的成膜區(qū)域D通用。

在本實(shí)施方式中，在加熱區(qū)域H2的載體待機(jī)區(qū)域C2側(cè)設(shè)置有成膜區(qū)域D2及加熱區(qū)域H3。

成膜區(qū)域D2在基本結(jié)構(gòu)上與圖1等所示的成膜區(qū)域D通用。即，在成膜區(qū)域D2配置有四個(gè)靶。如圖12所示，在鉛垂方向(Z方向)上排列配置有兩片靶33A、34A。如圖13所示，在隔著載體輸送路徑T在X方向上與靶33A對(duì)置的位置配置有靶33B。而且，雖然省略圖示，但在與靶34A對(duì)置的位置配置有相同種類(lèi)的靶。

在成膜區(qū)域D2還設(shè)置有對(duì)靶(33A、33B、34A)供給電弧放電電力的省略圖示的電弧電源。在輸送載體80至少位于成膜區(qū)域D1、D2時(shí)，偏置電源17經(jīng)由輸送載體80對(duì)切削工具W施加偏置電壓。

加熱區(qū)域H3相對(duì)于成膜區(qū)域D2設(shè)置在載體待機(jī)區(qū)域C2側(cè)(圖示+Y方向側(cè))。在加熱區(qū)域H3設(shè)置有加熱器(加熱裝置)35A及加熱器(加熱裝置)35B。加熱器35A、35B隔著載體輸送路徑T對(duì)置配置。加熱器35A、35B對(duì)從載體待機(jī)區(qū)域C2向成膜區(qū)域D2輸送的輸送載體80進(jìn)行加熱。

加熱區(qū)域H3對(duì)輸送中的輸送載體80進(jìn)行加熱。因此，加熱器35A、35B的載體輸送方向(Y方向)的寬度短于輸送載體80的長(zhǎng)度(Y方向長(zhǎng)度)。另一方面，加熱器35A的高度(Z方向長(zhǎng)度)為與輸送載體80的保持有切削工具W的區(qū)域相同程度的高度。

在具備以上結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的成膜裝置300中，通過(guò)設(shè)置有兩個(gè)成膜區(qū)域D1、D2，能夠在切削工具W上層疊不同種類(lèi)的涂膜。并且，與第2實(shí)施方式的成膜裝置200同樣地，通過(guò)在載體待機(jī)區(qū)域C1與載體待機(jī)區(qū)域C2之間往復(fù)移動(dòng)輸送載體80而使其通過(guò)成膜區(qū)域D1或D2，能夠?qū)斔洼d體80上的切削工具W連續(xù)成膜涂膜。

例如，當(dāng)在切削工具W上形成相互不同組成的第1涂膜與第2涂膜時(shí)，可通過(guò)如下成膜方法來(lái)形成。

首先，第1涂膜使用成膜區(qū)域D1來(lái)形成。在這種情況下，將加熱區(qū)域H1、H2及成膜區(qū)域D1設(shè)為工作狀態(tài)，將加熱區(qū)域H3及成膜區(qū)域D2設(shè)為停止?fàn)顟B(tài)。然后，使輸送載體80在包含從加熱區(qū)域H1到加熱區(qū)域H2為止的區(qū)域的范圍往復(fù)移動(dòng)而多次通過(guò)成膜區(qū)域D1，由此形成第1涂膜。

接著，使用成膜區(qū)域D2在第1涂膜上形成第2涂膜。在這種情況下，將加熱區(qū)域H2、H3及成膜區(qū)域D2設(shè)為工作狀態(tài)，將加熱區(qū)域H1及成膜區(qū)域D1設(shè)為停止?fàn)顟B(tài)。然后，使輸送載體80在包含從加熱區(qū)域H2到加熱區(qū)域H3為止的范圍往復(fù)移動(dòng)而多次通過(guò)成膜區(qū)域D2，由此形成第2涂膜。

如上所述，能夠使用一個(gè)成膜室312，在切削工具W上層疊多個(gè)不同種類(lèi)的涂膜。本實(shí)施方式的情況下，無(wú)需將切削工具W拿到大氣中而能夠?qū)盈B多種涂膜，因此能夠有效進(jìn)行涂布處理，并且能夠獲得層間粘附性也優(yōu)異的涂膜。

另外，以改變成膜區(qū)域D1、D2的溫度為目的，可分別設(shè)定加熱區(qū)域H1、H2的設(shè)定溫度及加熱區(qū)域H2、H3的設(shè)定溫度。由此，能夠?qū)⒊赡^(qū)域D1中的成膜溫度及成膜區(qū)域D2中的成膜溫度分別設(shè)定為最佳條件，并且能夠獲得膜質(zhì)優(yōu)異的層疊結(jié)構(gòu)的涂膜。

并且，在成膜裝置300中，也可在成膜區(qū)域D1、D2中形成同一組成的涂膜。

并且，也可將成膜區(qū)域D1、D2中的一個(gè)用作對(duì)切削工具W碰撞高速的金屬離子以除去表面的氧化物的轟擊區(qū)域。通常，轟擊處理與涂布處理的壓力、偏壓等條件不同，因此在不同的室中進(jìn)行轟擊處理與涂布處理。本實(shí)施方式的情況下，通過(guò)設(shè)置加熱區(qū)域H1～H3，能夠從成膜初期開(kāi)始在最佳溫度條件下形成涂膜。因此，即使在與涂布處理相同的成膜室312內(nèi)進(jìn)行轟擊處理，也不會(huì)降低粘附性及膜質(zhì)，并能夠形成涂膜。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，與設(shè)置有轟擊室的情形相比能夠縮短成膜裝置。

(第4實(shí)施方式)

接著，對(duì)第4實(shí)施方式所涉及的成膜裝置進(jìn)行說(shuō)明。

第4實(shí)施方式為第3實(shí)施方式的變形例，對(duì)與第3實(shí)施方式通用的結(jié)構(gòu)適當(dāng)省略說(shuō)明。

圖14是表示第4實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖15是表示第4實(shí)施方式所涉及的成膜裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。

本實(shí)施方式的成膜裝置400為在第3實(shí)施方式的成膜裝置300中省略加熱區(qū)域H2并且縮小成膜區(qū)域D1、D2的間隔的形態(tài)。

如圖14及圖15所示，成膜裝置300具備預(yù)處理室11、成膜室412及后處理室13。預(yù)處理室11與成膜室312經(jīng)由真空閥52連結(jié)，成膜室312與后處理室13經(jīng)由真空閥53連結(jié)。預(yù)處理室11及后處理室13的結(jié)構(gòu)與第1實(shí)施方式通用。

在成膜室412中連接有真空泵15、氣源26及偏置電源17。在成膜室312的內(nèi)部沿載體輸送路徑T依次配置有載體待機(jī)區(qū)域C1、加熱區(qū)域H1、成膜區(qū)域D1、成膜區(qū)域D2、加熱區(qū)域H3及載體待機(jī)區(qū)域C2。載體待機(jī)區(qū)域C1、C2、成膜區(qū)域D1、D2及加熱區(qū)域H1、H3的結(jié)構(gòu)均與第3實(shí)施方式通用。

在本實(shí)施方式的成膜裝置400中，也能夠在切削工具W上層疊形成不同種類(lèi)的涂膜。例如，當(dāng)形成由第1涂膜及第2涂膜構(gòu)成的層疊膜時(shí)，第1涂膜使用加熱區(qū)域H1、H3及成膜區(qū)域D1來(lái)形成，第2涂膜使用加熱區(qū)域H1、H3及成膜區(qū)域D2來(lái)形成。并且，與第3實(shí)施方式同樣地，也可將成膜區(qū)域D1、D2中的一個(gè)用作轟擊區(qū)域。

在本實(shí)施方式的成膜裝置400中，通過(guò)省略加熱區(qū)域H2，與第3實(shí)施方式的成膜裝置300相比，能夠縮短成膜室412的長(zhǎng)度，并能夠?qū)崿F(xiàn)成膜裝置的小型化。配置于2個(gè)加熱區(qū)域H1、H3之間的成膜區(qū)域整體上優(yōu)選抑制在與輸送載體80的寬度(Y方向長(zhǎng)度)相等或其以下的長(zhǎng)度。由此，能夠容易地以維持最佳溫度條件的狀態(tài)形成涂膜。

并且，在本實(shí)施方式中，可在兩個(gè)加熱區(qū)域H1、H3之間設(shè)置三個(gè)以上的成膜區(qū)域。但是，當(dāng)在加熱區(qū)域H1、H3之間配置寬大的成膜區(qū)域時(shí)，在由加熱區(qū)域H1、H3被加熱后到成膜為止的期間溫度下降，或因偏壓導(dǎo)致溫度上升而容易脫離最佳溫度條件。因此，配置于兩個(gè)加熱區(qū)域之間的成膜區(qū)域的數(shù)量?jī)?yōu)選為三個(gè)以下，更優(yōu)選為兩個(gè)以下。

(變形例)

圖16A是表示第1變形例所涉及的成膜裝置的示意圖。

圖16A所示的成膜裝置301為在第3實(shí)施方式的成膜裝置300中變更加熱區(qū)域及成膜區(qū)域的配置方式的結(jié)構(gòu)。圖16A中通過(guò)適當(dāng)省略說(shuō)明時(shí)不必要的構(gòu)成部件來(lái)示出。

成膜裝置301中，在加熱區(qū)域H2與加熱區(qū)域H3之間，如第4實(shí)施方式那樣配置有多個(gè)成膜區(qū)域D2、D3。在這種情況下，也可將成膜區(qū)域D1～D3中的一個(gè)用作轟擊區(qū)域。

圖16B是表示第2變形例所涉及的成膜裝置的示意圖。

圖16B所示的成膜裝置302為在第3實(shí)施方式的成膜裝置300中變更了加熱區(qū)域及成膜區(qū)域的配置方式的結(jié)構(gòu)。圖16B中也通過(guò)適當(dāng)省略說(shuō)明時(shí)不必要的構(gòu)成部件來(lái)示出。

在成膜裝置302中，具有四個(gè)加熱區(qū)域H1～H4及四個(gè)成膜區(qū)域D1～D4。在加熱區(qū)域H1與加熱區(qū)域H2之間配置有成膜區(qū)域D1。在加熱區(qū)域H2與加熱區(qū)域H3之間配置有成膜區(qū)域D2、D3。在加熱區(qū)域H3與加熱區(qū)域H4之間配置有成膜區(qū)域D4。在這種情況下，也可將成膜區(qū)域D1～D4中的一個(gè)用作轟擊區(qū)域。

在第2變形例中，對(duì)于由兩個(gè)加熱區(qū)域夾住的成膜區(qū)域，將其成膜區(qū)域整體的長(zhǎng)度優(yōu)選設(shè)為與輸送載體80的寬度(Y方向長(zhǎng)度)相等或其以下的長(zhǎng)度。具體而言，對(duì)于由圖16B所示的兩個(gè)個(gè)加熱區(qū)域H2、H3夾住的成膜區(qū)域D2、D3，將成膜區(qū)域D2、D3的合計(jì)長(zhǎng)度(載體輸送方向上的整體長(zhǎng)度)優(yōu)選設(shè)為與輸送載體80的寬度相等或其以下的長(zhǎng)度。

并且，在第2變形例中，也可在靠近的兩個(gè)加熱區(qū)域(例如加熱區(qū)域H2、H3)之間配置三個(gè)以上的成膜區(qū)域。但是，若加熱區(qū)域彼此的距離較長(zhǎng)，則難以控制切削工具W的溫度，因此配置于兩個(gè)加熱區(qū)域之間的成膜區(qū)域的數(shù)量?jī)?yōu)選為三個(gè)以下，更優(yōu)選為兩個(gè)以下。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

通過(guò)減少切削工具在涂膜形成時(shí)的溫度變動(dòng)，能夠更嚴(yán)密地管理涂膜形成的條件。由此能夠穩(wěn)定地制造更高質(zhì)量的切削工具。

符號(hào)說(shuō)明

D、D1、D2 成膜區(qū)域

H、H1、H2、H3 加熱區(qū)域

W 切削工具

11 預(yù)處理室

12、212、312、412 成膜室

13 后處理室

22A、22B、25A、25B、35A、35B 加熱器(加熱裝置)

23A、23B、24A、33A、33B、34A 靶

31～33 輥式輸送機(jī)(輸送裝置)

52、53 真空閥

80 輸送載體

100、200、300、400 成膜裝置