(57)【要約】【課題】密着性の良い被膜を堆積させる方法を提供する。【解決手段】本発明の方法は、アーク蒸発による前記被膜の堆積工程、およびデュアルマグネトロンスパッタリングによる前記被膜の堆積工程を含んでなり、前記堆積が順次または同時に実施される。【選択図】図１
2009068110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に被膜を堆積させる方法であって、
アーク蒸発による前記被膜の堆積工程、および
デュアルマグネトロンスパッタリングによる前記被膜の堆積工程
を含んでなり、前記堆積が順次または同時に実施される方法。
【請求項２】
前記被膜が、アーク蒸発により堆積した少なくとも１層およびデュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した少なくとも１層を含むことを特徴とする、請求項１に記載の基材上に被膜を堆積させる方法。
【請求項３】
前記被膜がアーク蒸発およびデュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した少なくとも１層を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の基材上に被膜を堆積させる方法。
【請求項４】
前記被膜がアーク蒸発により堆積した最内層を含むことを特徴とする、請求項２または３に記載の基材上に被膜を堆積させる方法。
【請求項５】
前記被膜がデュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した最外層を含むことを特徴とする、請求項２−４のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させる方法。
【請求項６】
前記方法が、金属イオンで前記基材をプラズマエッチングする工程を含むことを特徴とする、請求項１−５のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させる方法。
【請求項７】
前記方法が、非金属イオンで前記基材をプラズマエッチングする工程を含むことを特徴とする、請求項１−５のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させる方法。
【請求項８】
デュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した前記層(複数可)の少なくとも１層が電気絶縁性であることを特徴とする、請求項２−７のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させる方法。
【請求項９】
前記絶縁層の少なくとも１層が酸化物層であることを特徴とする、請求項８に記載の基材上に被膜を堆積させる方法。
【請求項１０】
前記絶縁層の少なくとも１層がＡｌ2Ｏ3層であることを特徴とする、請求項８または９に記載の基材上に被膜を堆積させる方法。
【請求項１１】
前記基材が切削工具基材であることを特徴とする、請求項１−１０のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させる方法。
【請求項１２】
前記方法が、真空中で、真空を破らずに実施される、請求項１−１１のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させる方法。
【請求項１３】
基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）であって、前記装置（１０）が、基材を収容するための真空チャンバー（１２）ならびに中央部（１４）、第１ドア部（１６）および第２ドア部（１８）を含み、前記第１および第２ドア部（１６、１８）が、前記中央部（１４）ならびに前記第１および第２ドア部（１６、１８）が前記真空チャンバー（１２）を与える閉位置と開位置の間で作動し、前記装置（１０）が、前記第１および第２ドア部（１６、１８）上に配置されたある数ｎのフランジ（２０1、…２０n）も含み、前記ｎ個のフランジ（２０1、…２０n）がそれぞれ、１またはいくつかのマグネトロンスパッタリングソースおよび／または１またはいくつかのアーク蒸発ソースを含み、前記装置（１０）が、各ソースの前に可動性シャッターも含み、前記装置（１０）が、アーク蒸発により堆積させる少なくとも１つのアーク蒸発ソースを制御し、デュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積させる少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースを制御するように機能する制御手段も含み、前記の少なくとも１つのアーク蒸発ソースおよび前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースが順次または同時に運転するように機能する装置（１０）。
【請求項１４】
前記被膜が、前記の少なくとも１つのアーク蒸発ソースにより堆積した少なくとも１層および前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースにより堆積した少なくとも１層を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項１５】
前記被膜が、前記の少なくとも１つのアーク蒸発ソースおよび前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースにより堆積した少なくとも１層を含むことを特徴とする、請求項１３または１４に記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項１６】
前記制御手段が、前記の少なくとも１つのアーク蒸発ソースを制御し、前記被膜中に構成される最内層を堆積させるよう機能することを特徴とする、請求項１４または１５に記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項１７】
前記制御手段が、前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースを制御し、前記被膜中に構成される最外層を堆積するように機能することを特徴とする、請求項１４−１６のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項１８】
前記装置（１０）が、前記中央部（１４）の頂部に配置されたポンプフランジを含むポンプ系も含み、前記ポンプ系が前記真空チャンバー（１２）中に真空を提供するように機能することを特徴とする、請求項１３−１７のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項１９】
前記装置（１０）が、前記中央部（１４）の第１外側部に配置された第１ヒーター手段および前記中央部（１４）の第２外側部に配置された第２ヒーター手段も含み、前記第１および第２ヒーター手段が前記真空チャンバー（１２）中に最高８００℃のプロセス温度を達成するように機能することを特徴とする、請求項１３−１８のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項２０】
前記第１および第２ヒーター手段が抵抗発熱合金できた棒を含むことを特徴とする、請求項１９に記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項２１】
前記真空チャンバー（１２）が、前記第１および第２ドア部（１６、１８）が前記閉位置にある場合、八角形の断面を有し、ｎが６に等しいことを特徴とする、請求項１３−２０のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項２２】
前記装置（１０）が、前記基材を金属イオンでプラズマエッチングするように機能する手段も含むことを特徴とする、請求項１３−２１のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項２３】
前記装置（１０）が、前記基材を非金属イオンでプラズマッチングするように機能する手段も含むことを特徴とする、請求項１３−２１のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項２４】
前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースにより堆積した前記層(複数可)の少なくとも１層が電気絶縁性であることを特徴とする、請求項１４−２３のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項２５】
前記の電気絶縁層の少なくとも１層が酸化物層であることを特徴とする、請求項２４に記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項２６】
前記の電気絶縁層の少なくとも１層がＡｌ2Ｏ3層であることを特徴とする、請求項２４または２５に記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項２７】
前記基材が切削工具基材であることを特徴とする、請求項１３−２６のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項２８】
前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースおよび前記の少なくとも１つのアーク蒸発ソースが真空中で、前記真空を破らずに機能することを特徴とする、請求項１３−２７のいずれかに記載の基材上に被膜を堆積させるように機能する装置（１０）。
【請求項２９】
少なくとも１つのデジタルコンピューター（１００1、…１００n）の内部メモリに直接ロード可能な少なくとも１つのコンピュータープログラム製品（１０２1、…１０２n）であり、前記の少なくとも１つの製品（１０２1、…１０２n）が前記の少なくとも１つのコンピューター（１００1、…１００n）で実行されている時に、請求項１の工程を実施するソフトウェア符号部分を含む、コンピュータープログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の態様において、基板上に被膜を堆積させる方法に関する。
【０００２】
第２の態様によると、本発明は基板上に被膜を堆積させるように機能する装置に関する。
【０００３】
第３の態様において、本発明は、基板上に被膜を堆積させる少なくとも少なくとも１つのコンピュータープログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００４】
アーク蒸発は、物理蒸着（ＰＶＤ）により切削工具上に被膜を堆積させる場合広く利用されている堆積法である。利点は、被膜の高い密着性ならびに高い靭性および高い耐摩耗性である。密着性は、アークプラズマの強い電離作用に非常に依存する。しかし、欠点は、被膜上の金属マクロ粒子、液滴であり、絶縁層の堆積の困難である。液滴は、アークプロセスの間のターゲットの局所的な急速な溶融の結果であり、液滴の大きさは被膜厚さとほぼ同じであることがある。切削工具の摩耗は液滴で始まることがしばしばあり、その理由は、その物質が被膜より柔らかく、液滴が機械加工の間被加工材に曝される時にかなり容易に裂けることがあるからである。液滴は肌荒れの原因でもあり、機械加工、特にステンレス鋼などの被覆材を機械加工する時摩耗を増大させる。結晶性Ａｌ2Ｏ3としての絶縁層はＰＶＤで堆積させるのが非常に難しく、特にアーク蒸発ではアノードを含む全ての領域が絶縁層により被覆される事実により困難である。標準的なＤＣアーク蒸発による絶縁層の堆積は、電気的に消失するアノード(electrically disappearing anode)、充電効果(charging effect)ならびにアノードおよびカソードへの偶発的なアーク発生を起こす。
【０００５】
マグネトロンスパッタリングは、切削工具のための堆積法としてはそれほど広く利用されていないが、部分的には密着性の低い被膜が生じるからであり、例えばアーク蒸発に比べプラズマの電離作用の程度が低いことによる。標準的なマグネトロンスパッタリングは、電気的に消失する（絶縁）アノードおよびアノードアークにより絶縁層を堆積する場合にも欠点を有する。
【０００６】
しかし、欠陥が少ないなめらかな被膜を堆積し、広範囲の異なる材料を堆積することが可能であり、ターゲットの組成を調整することにより容易に組成を制御できる。
【０００７】
デュアルマグネトロンスパッタリング（ＤＭＳ）は、電源のパルシングの間カソードおよびアノードとして交互に作用する２つのマグネトロンに接続した両極性パルス電源を利用するスパッタリング法である。すなわち、被覆されることのある分離したアノードはない。したがって、デュアルマグネトロンスパッタリングは、電気絶縁被膜、例えば厚い結晶性Ａｌ2Ｏ3（米国特許第5,698,314号参照）の堆積ならびになめらかな導電性被膜、例えば（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ（国際公開WO-A1-2006/041366参照）の両方の堆積に利用できる。デュアルマグネトロンスパッタリングは、他のスパッタリング法と同様に、なめらかな被膜、様々なつ類のソース物質などのいくつかの利点があり、基板への密着性が低いなど主な欠点も同様に有する。しかし、ＤＭＳ技術により厚い結晶性の被膜を堆積することは可能であり、これは、消失するアノードによる堆積システム、例えば標準的なアーク蒸発または標準的なスパッタリング技術を利用する場合には可能ではない。さらに、標準的なスパッタリングとは対照的に、ＤＭＳ技術は、プロセスパラメータの調整のみで、２つ以上の金属成分を有する被膜材料の組成を簡単に制御できる（国際公開WO-A1-2006/041366参照）。したがって、プロセスの間にも、標準的なマグネトロンスパッタリングのようにターゲット組成の調整によらず、組成を容易に変えることができる。
【０００８】
電気絶縁層は、熱的摩耗および酸化摩耗ならびに酸化には高い耐性を持つことが多いが、耐熱金属層、例えばＴｉＮまたは（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎよりも耐摩耗性および靭性が低い。
【０００９】
ＤＭＳ以外の方法により結晶性の高いＡｌ2Ｏ3などの厚い絶縁被膜を堆積することは困難である。
【００１０】
スパッタリングとアーク蒸発プロセスの組み合わせは、以前より、例えば米国特許第5,306,407号、欧州特許EP-A1-0668369および米国特許第4,877,505号に知られている。米国特許第5,306,407号に開示されている方法は、具体的には、被覆プロセスに先立つ金属イオンエッチング工程を含んでいる。欧州特許EP-A1-0668369における好ましい方法は、スパッタリングプロセスで堆積プロセスを開始することであり、これは一般的な考え、すなわち、アーク蒸発プロセスがスパッタリングよりも高い脱離作用により、より高い密着性を生み出すという考えに矛盾する。
【００１１】
国際公開WO-A1-02/070776は、数つのアーク蒸発とマグネトロンスパッタリング技術を同時に使用する方法を開示している。主な利点は被毒低減と言われているが、すなわち、ターゲットの表面が反応性スパッタリングにおいて、生成する被膜により、例えば窒素雰囲気中のＳｉのアーク蒸発によるＳｉＮ堆積の場合ＳｉＮにより、ますます被覆される。
【００１２】
米国公開特許US-A1-2001/0008707は、アーク蒸発による第１層およびその後のスパッタリングされた層を組み合わせて、耐寒性のある物品上に着色被膜を堆積する方法に関する。
【００１３】
米国特許第5,234,561号は、順次行なうアーク蒸発およびマグネトロンスパッタリングの方法およびシステムに関する。用途は、例えば宝石上の補綴であり、主な目的は、金を類似な色および良好な密着を持つ被膜（ＴｉＮ）に替えることである。
【００１４】
米国特許第5,698,314号および米国特許第5,879,823号は、他の被膜とともにＰＶＤ堆積したＡｌ2Ｏ3層に関するが、アーク蒸発層とＤＭＳ層の組み合わせは言及されていない。
【００１５】
１または２のドアおよびシャッターを持つ堆積プロセスのための装置は、米国公開特許US-A1-2001/0008707、US-A1-2006/0102077および米国特許第6,315,877号に記載されている。高い堆積速度および／または多くの異なるターゲット材料および／または異なるつ類のソースでコスト対効果のよい被膜装置を実施するための困難な仕事は、１またはいくつかのヒーターおよびポンプ系のため大きなフランジとともに基材テーブルの周りにできるだけ多くのソースを現実化することである。例えば、高温での堆積のための強力な加熱システムは、アークまたはスパッタリングソースのための空間を減らす。堆積速度はソースの数のみでなく、プロセスの間のこれらのソースの利用にも依存する。ソースの数が多いと、異なる組成のいくつかの層または多層が生じることがある。米国特許第6,315,877号に記載されている装置は、ヒーターが容器(recipient)の中央に置かれている点でほとんどの被膜装置と異なる。これはソースのための空間を壁において増やすが、基材テーブルの除去が複雑になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述の堆積技術はどれも単独で、被膜パラメータを調整するのみでは、密着性の良好な耐摩耗性の内層と組み合わせて、良好な密着、高い耐摩耗性および靭性ならびに高い熱的耐性および酸化耐性を持つ被膜システムを堆積できず、被膜組成に大きな変動のある被膜システムを堆積できない。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の問題は、請求項１に記載の基材上に被膜を堆積する方法により解決される。前記方法は、以下の工程を含む：
アーク蒸発により堆積させる工程、および
デュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積させる工程、
前記堆積は順次または同時に実施される。
【００１８】
この方法での主な利点は、良好な密着、高い耐摩耗性および靭性、高い熱的耐性および酸化耐性、被膜組成の大きな変動および被膜システムのなめらかな表面を持つ被膜システムを堆積できることである。
【００１９】
この文脈でのさらなる利点は、前記被膜が、アーク蒸発により堆積した少なくとも１層およびデュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した少なくとも１層を含む場合に得られる。
【００２０】
他の実施形態によると、前記被膜が、アーク蒸発およびデュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した少なくとも１層を含む場合有利である。
【００２１】
さらに、この文脈において、前記被膜がアーク蒸発により堆積した最内層(innermost layer)を含む場合有利である。
【００２２】
この文脈でのさらなる利点は、前記被膜がデュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した最外層(outermost layer)を含む場合に得られる。
【００２３】
さらに、この文脈において、前記方法が以下の工程も含むと有利である：
前記基材を金属イオンによりプラズマエッチングする工程。
【００２４】
この文脈でのさらなる利点は、前記方法が以下の工程も含む場合に得られる：
前記基材を非金属イオンによりプラズマエッチングする工程。
【００２５】
さらに、この文脈において、デュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した前記層(複数可)の少なくとも１層が電気絶縁性である場合有利である。
【００２６】
この文脈でのさらなる利点は、前記の絶縁層の少なくとも１層が酸化物層である場合に得られる。
【００２７】
他の実施形態によると、前記絶縁層の少なくとも１層がＡｌ2Ｏ3層である場合有利である。
【００２８】
さらに、この文脈において、前記基材が切削工具基材である場合有利である。
【００２９】
この文脈でのさらなる利点は、前記方法が、真空中で、前記真空を破らずに実施される場合に得られる。
【００３０】
上述の問題は、請求項１３に記載の基材に被膜を堆積させるように機能する装置によっても解決される。前記装置は、基板を収容するための真空チャンバーを含む。前記装置は、中央部、第１ドア部および第２ドア部を含む。第１および第２ドア部は、中央部ならびに第１および第２ドア部が真空チャンバーを与える閉位置と開位置の間で作動する。前記装置は、第１および第２ドア部上に配置されたある数ｎのフランジも含む。ｎ個のフランジはそれぞれ、１またはいくつかのマグネトロンスパッタリングソースおよび／または１またはいくつかのアーク蒸発ソースを含む。さらに、前記装置は、各ソースの前に可動性シャッターも含む。前記装置は、アーク蒸発により堆積させる少なくとも１つのアーク蒸発ソースを制御し、デュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積させる少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースを制御するように機能する制御手段も含む。前記の少なくとも１つのアーク蒸発ソースおよび少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースは、順次または同時に運転するように機能する。
【００３１】
この装置での主な利点は、良好な密着、高い耐摩耗性および靭性、高い熱的耐性および酸化耐性、被膜組成の大きな変動および被膜システムのなめらかな表面を持つ被膜システムを堆積できることである。
【００３２】
この文脈でのさらなる利点は、前記被膜が、前記の少なくとも１つのアーク蒸発ソースにより堆積した少なくとも１層および前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースにより堆積した少なくとも１層を含む場合に得られる。
【００３３】
他の実施形態によると、前記被膜が、前記の少なくとも１つのアーク蒸発ソースおよび前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースにより堆積した少なくとも１層を含む場合有利である。
【００３４】
さらに、この文脈において、前記制御手段が、前記の少なくとも１つのアーク蒸発ソースを制御し、前記被膜中に構成される最内層を堆積させるよう機能する場合有利である。
【００３５】
この文脈でのさらなる利点は、前記制御手段が、前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースを制御し、前記被膜中に構成される最外層を堆積するように機能する場合に得られる。
【００３６】
さらに、この文脈において、前記装置が、前記中央部の頂部(top side)に配置されたポンプフランジを含むポンプ系も含み、前記ポンプ系が前記真空チャンバー中に真空を提供するように機能する場合に有利である。
【００３７】
この文脈でのさらなる利点は、前記装置が、前記中央部の第１外側部(first outer side)に配置された第１ヒーター手段および前記中央部の第２外側部に配置された第２ヒーター手段も含み、前記第１および第２ヒーター手段が前記真空チャンバー中に最高８００℃のプロセス温度を提供するように機能する場合に得られる。
【００３８】
さらに、この文脈において、前記第１および第２ヒーター手段が、抵抗加熱合金でできた棒を含む場合有利である。
【００３９】
この文脈でのさらなる利点は、前記第１および第２ドア部が前記閉位置にある場合、前記真空チャンバーが八角形の断面を有し、ｎが６に等しい場合に得られる。
【００４０】
さらに、この文脈において、前記装置が、前記基材を金属イオンでプラズマエッチングするように機能する手段も含む場合有利である。
【００４１】
他の実施形態によると、前記装置が、前記基材を非金属イオンでプラズマッチングするように機能する手段も含む場合有利である。
【００４２】
この文脈でのさらなる利点は、前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースにより堆積した前記層(複数可)の少なくとも１層が電気絶縁性である場合得られる。
【００４３】
さらに、この文脈において、前記の電気絶縁層の少なくとも１層が酸化物層である場合有利である。
【００４４】
他の実施形態によると、前記の電気絶縁層の少なくとも１層がＡｌ2Ｏ3層である場合有利である。
【００４５】
この文脈でのさらなる利点は、前記基材が切削工具基材である場合に得られる。
【００４６】
さらに、この文脈において、前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースおよび前記の少なくとも１つのアーク蒸発ソースが真空中で、前記真空を破らずに機能し、すなわち前記真空チャンバー中で圧力を１ミリバール以下にして機能できる場合有利である。
【００４７】
上述の問題は、請求項２９に記載の少なくとも１つのコンピュータープログラム製品によっても解決される。前記の少なくとも１つのコンピュータープログラム製品は、少なくとも１つのデジタルコンピューターの内部メモリに直接ロード可能であり、前記少なくとも１つの製品が少なくとも１つのコンピューターで実行される場合本発明による方法の工程を実施するソフトウェア符号位置を含む。
【００４８】
このコンピュータープログラム製品の主な利点は、良好な密着、高い耐摩耗性および靭性、高い熱的耐性および酸化耐性、被膜組成の大きな変動および被膜システムのなめらかな表面を持つ被膜システムを堆積できることである。
【００４９】
本明細書で使用する「含む／含んでいる(comprises/comprising)」という用語は、ある特性、工程または成分の存在を、１つまたは複数の他の特性、特徴、整数、工程、成分またはそれらの群の存在を除外せずに表すものとする。
【００５０】
本発明の実施形態を、以下に添付図面を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
図１に、本発明により基材上に被膜を堆積させるための方法の第１の実施形態のフローチャートが開示されている。前記方法はブロック５０で始まる。前記方法は、ブロック５２、アーク蒸発による堆積の工程に続く。その後、前記方法は、ブロック５４、デュアルマグネトロンスパッタリングによる堆積の工程に続く。前記方法はブロック５６で終了する。
【００５２】
図２に、本発明により基材上に被膜を堆積させるための方法の第２の実施形態のフローチャートが開示されている。前記方法はブロック６０で始まる。その後、前記方法は、ブロック６２、アーク蒸発による堆積および同時にデュアルマグネトロンスパッタリングによる堆積の工程に続く。前記方法はブロック６４で終了する。
【００５３】
図１および２から明らかなように、開示されている実施形態の間の違いは、方法の第１の実施形態では工程が順次に実施されるが、方法の第２の実施形態では同じ工程が同時に実施される点である。
【００５４】
本発明による方法の他の実施形態によると、被膜は、アーク蒸発により堆積した少なくとも１層およびデュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した少なくとも１層を含む。
【００５５】
前記方法の他の選択肢において、被膜は、アーク蒸発およびデュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した少なくとも１層を含む。
【００５６】
さらに、被膜はアーク蒸発により堆積した最内層を含むことがある。この結果、密着が良好な内層が得られる。
【００５７】
前記方法のさらなる実施形態において、被膜はデュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した最外層を含むことがある。それにより、なめらかな外層が得られる。
【００５８】
さらに、前記方法は、金属イオンあるいは非金属イオンにより基材をプラズマエッチングする工程も含むことがある。
【００５９】
他の選択肢によると、前記方法は非金属イオンにより基材をプラズマエッチングする工程も含む。
【００６０】
前記方法のさらなる実施形態において、デュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積した層(複数可)の少なくとも１層は電気絶縁性である。
【００６１】
さらに、前記方法のある実施形態において、前記絶縁層の少なくとも１層は酸化物層である。
【００６２】
前記方法のさらなる実施形態において、前記絶縁層の少なくとも１層はＡｌ2Ｏ3層である。
【００６３】
さらに、前記基材は切削工具基材であることがある。
【００６４】
好ましくは、本発明による方法は、真空中で、真空を破らずに実施される。
【００６５】
図３および４において、本発明により基材に被膜を堆積させるように機能する装置１０の透視図が開示されている。
【００６６】
前記装置１０は、基材を収容するための真空チャンバー１２を含む。装置１０は、３つの異なる主な部分、すなわち、中央部１４、第１ドア部１６および第２ドア部１８を有する。前記第１および第２ドア部１６、１８は、図３および４に示すとおり、ヒンジ１５により一端で中央部１４に接続している。これは、堆積プロセスの前に基材テーブル上に基材を置くために、または堆積プロセスが完了した時に処理済み基材を取り出すために、第１および第２ドア部１６、１８が開けられることを意味する。図３および４において、ドア部１６、１８は閉位置で開示されているのみであるが、それにより真空チャンバー１２中に真空を得ることが可能であることが指摘される。
【００６７】
図３および４で明らかであるが、この特定の場合において、前記装置１０は第１および第２ドア部１６、１８上に配置される６つのフランジ２０1−２０6を含む。フランジ２０1−２０6のそれぞれは、１つまたはいくつかのマグネトロンスパッタリングソース（図示せず）および／または１つまたはいくつかのアーク蒸発ソース（図示せず）を含む。装置１０は、アーク蒸発により堆積する少なくとも１つのアーク蒸発ソースを制御し、デュアルマグネトロンスパッタリングにより堆積する少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースを制御する制御手段（図示せず）も含む。この装置１０で、少なくとも１つのアーク蒸発ソースおよび少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースが、順次または同時に働くように機能する。装置１０は、各ソースの前に配置された可動性シャッター（図示せず）も含む。図３および４から明らかなように、可動性シャッターのために６つの頂部フランジ(top flange)３０1−３０6が開示されている。可動性シャッターは、開位置と閉位置の間で機能し、放射束への表面の意図されていない暴露を防ぐように機能する。シャッターは通常閉位置にあり、ソースのいくつかが使用されている時のみ開位置にある。シャッターが個別に制御されることが指摘される。
【００６８】
真空チャンバー１２に真空を与えるため、装置１０は中央部１４の頂部に配置されたポンプフランジ３２1、３２2、３２3を持つポンプ系（図示せず）を含む。
【００６９】
装置１０は、中央部１４の第１外側部に配置された第１ヒーター手段（図示せず）も含む。図３および４において、第１ヒーター手段のための２つのフランジ３４が開示されている。前記装置１０は、中央部１４の第２外側部に配置された第２ヒーター手段（図示せず）も含む。第１および第２ヒーター手段は、真空チャンバー１２に最高８００℃のプロセス温度を得るように機能する。第１および第２ヒーター手段は、抵抗加熱合金でできた棒の形態でよい。
【００７０】
図３および４から明らかなように、開示された実施形態において、装置１０は、したがって真空チャンバー１２は、第１および第２ドア部１６、１８が閉位置である場合、八角形の断面を持つ。この開示された実施形態において、装置１０は、上記で指摘のとおり、２０1−２０6の６つのフランジを有する。
【００７１】
最も一般的な場合、装置１０は、第１および第２ドア部１６、１８に配置されたある数ｎのフランジ２０1−２０nを含む。これは、装置１０が、したがって真空チャンバー１２が、ｎ＋２の側面を持つ断面を有することを意味する。
【００７２】
装置１０の１実施形態によると、被膜は、少なくとも１つのアーク蒸発ソースにより堆積した少なくとも１層および少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースにより堆積した少なくとも１層を含む。
【００７３】
装置１０の他の実施形態によると、被膜は、少なくとも１つのアーク蒸発ソースおよび少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースにより堆積した少なくとも１層を含む。
【００７４】
さらに、制御手段は、前記の少なくとも１つのアーク蒸発ソースを制御し、前記被膜中に構成される最内層を堆積させるよう機能できる。
【００７５】
装置１０のさらなる実施形態によると、制御手段は、前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースを制御し、前記被膜中に構成される最外層を堆積させるよう機能できる。
【００７６】
さらに、装置１０は、金属イオンにより基材をプラズマエッチングするよう機能する手段（図示せず）も含んでよい。
【００７７】
装置１０の他の実施形態によると、非金属イオンにより基材をプラズマエッチングするよう機能する手段（図示せず）も含む。
【００７８】
さらに、他の選択肢により、少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースにより堆積した層(複数可)の少なくとも１層は電気絶縁性である。
【００７９】
装置１０の他の実施形態によると、前記絶縁層の少なくとも１層は酸化物層である。
【００８０】
さらに、他の選択肢によると、前記絶縁層の少なくとも１層はＡｌ2Ｏ3層である。
【００８１】
好ましくは、前記基材は切削工具基材である。
【００８２】
装置１０のさらなる実施形態によると、前記の少なくとも２つのマグネトロンスパッタリングソースおよび少なくとも１つのアーク蒸発ソースは、真空中で、真空を破らずに機能する。
【００８３】
装置１０のデザインは、高プロセス温度、低ベース圧力、高生産性および／または最大６のターゲット材料および均一な層の厚さを持つ６つのターゲット材料全ての層を製造する能力ならびにアークからマグネトロンスパッタリングソースへ容易に変える可能性を与える。
【００８４】
アーク蒸発ソースおよびマグネトロンスパッタリングソースは、順次でも同時にも運転できる。同時堆積は、多層または共堆積(co-deposit)層を生み出す。
【００８５】
多層被膜は、基材テーブルのデザインにより周期的または非周期的である。
【００８６】
図５において、本発明によるいくつかのコンピュータープログラム１０２1、…１０２nが大まかに示されている。図５において、ｎの異なるデジタルコンピューター、１００1、…１００nが示されており、ｎは整数である。図５において、ｎの異なるコンピュータープログラム製品１０２1、…１０２nが示されており、ここでは異なる形態のＣＤディスクで示されている。異なるコンピュータープログラム製品１０２1、…１０２nはｎの異なるコンピューター１００1、…１００nの内部メモリに直接ロード可能である。各コンピュータープログラム製品１０２1、…１０２nは、製品／複数の製品１０２1、…１０２nがコンピューター１００1、…１００nで実行されている時に、図１または図２による工程の全てを実行するソフトウェア符号部分を含む。コンピュータープログラム製品１０２1、…１０２nは、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＲＡＭディスク、磁気テープ、光磁気ディスクまたは他の好適な製品の形態でよい。
【００８７】
本発明は説明された実施形態に限定されない。多くの異なる変形が、以下の請求項の範囲内で実行可能であることが当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、本発明により基材上に被膜を堆積させる方法の第１の実施形態のフローチャートである。
【図２】図２は、本発明により基材上に被膜を堆積させる方法の第２の実施形態のフローチャートである。
【図３】図３は、本発明により基材上に被膜を堆積させるように機能する装置の模式的斜視図である。
【図４】図４は、図３に開示されている装置の模式的斜視図である。
【図５】図５は、本発明によるいくつかのコンピュータープログラム製品を模式的に示す。
【図１】
2009068110.tif 000003
【図２】
2009068110.tif 000004
【図３】
2009068110.tif 000005
【図４】
2009068110.tif 000006
【図５】
2009068110.tif 000007