JPH06336677A - プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents
プラズマｃｖｄ装置Info
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- JPH06336677A JPH06336677A JP5127453A JP12745393A JPH06336677A JP H06336677 A JPH06336677 A JP H06336677A JP 5127453 A JP5127453 A JP 5127453A JP 12745393 A JP12745393 A JP 12745393A JP H06336677 A JPH06336677 A JP H06336677A
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- vacuum reaction
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- plasma cvd
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来重要視されていないためにコントロール
されていなかった処理中の雰囲気の温度をコントロール
することにより、密着性がよくかつ変色しない窒化チタ
ン膜などを形成することができるプラズマＣＶＤ装置を
提供する。 【構成】 真空反応室2 内の雰囲気温度を検出する温度
センサ8 と、真空反応室2 内の雰囲気温度を調節する温
度調節器9 とが設けられており、真空反応室2 の雰囲気
が形成されるべき膜に応じた所要温度に加熱される。さ
らに、平行平板電極3,4 が、被処理物支持台を兼ねる円
板状陰極3 およびこれの上方に配置された円板状陽極4
よりなる。陽極4 には、下面の略全面にわたって複数の
ガス吹出し口16が設けられており、原料ガスがシャワー
状に吹き出される。陰極3 下方に略等間隔をおいて設け
られた複数のガス排気口18から原料ガスが排気される。
されていなかった処理中の雰囲気の温度をコントロール
することにより、密着性がよくかつ変色しない窒化チタ
ン膜などを形成することができるプラズマＣＶＤ装置を
提供する。 【構成】 真空反応室2 内の雰囲気温度を検出する温度
センサ8 と、真空反応室2 内の雰囲気温度を調節する温
度調節器9 とが設けられており、真空反応室2 の雰囲気
が形成されるべき膜に応じた所要温度に加熱される。さ
らに、平行平板電極3,4 が、被処理物支持台を兼ねる円
板状陰極3 およびこれの上方に配置された円板状陽極4
よりなる。陽極4 には、下面の略全面にわたって複数の
ガス吹出し口16が設けられており、原料ガスがシャワー
状に吹き出される。陰極3 下方に略等間隔をおいて設け
られた複数のガス排気口18から原料ガスが排気される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、プラズマを利用した
気相中での化学反応により、工具や金型の表面に窒化チ
タン膜等をコーティングするプラズマＣＶＤ装置に関す
る。
気相中での化学反応により、工具や金型の表面に窒化チ
タン膜等をコーティングするプラズマＣＶＤ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】切削工具や金型の寿命延長のため、窒化
チタンや炭化チタン等の膜をコーティングすることが、
近年盛んに行われている。そのための装置として、例え
ば熱ＣＶＤ装置があるが、この熱ＣＶＤ装置では、処理
温度が１０００℃と高いため、ハイス鋼やダイス鋼にコ
ーティングする場合、これらの被処理物の焼戻し温度を
越えてしまい、コーティング後に再び熱処理をし直さな
ければならないという問題がある。
チタンや炭化チタン等の膜をコーティングすることが、
近年盛んに行われている。そのための装置として、例え
ば熱ＣＶＤ装置があるが、この熱ＣＶＤ装置では、処理
温度が１０００℃と高いため、ハイス鋼やダイス鋼にコ
ーティングする場合、これらの被処理物の焼戻し温度を
越えてしまい、コーティング後に再び熱処理をし直さな
ければならないという問題がある。
【０００３】そこで、プラズマを利用して被処理物の焼
戻し温度以下でコーティングすることが求められてい
る。従来のプラズマＣＶＤ装置としては、被処理物の温
度を測定する放射温度計が配置されており、被処理物の
温度を所定の温度、例えば窒化チタン膜を形成するさい
には、５００〜５８０℃の範囲にコントロールして、コ
ーティングを行うものが知られている。
戻し温度以下でコーティングすることが求められてい
る。従来のプラズマＣＶＤ装置としては、被処理物の温
度を測定する放射温度計が配置されており、被処理物の
温度を所定の温度、例えば窒化チタン膜を形成するさい
には、５００〜５８０℃の範囲にコントロールして、コ
ーティングを行うものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のプラズマＣＶＤ装置により窒化チタン膜を形成する
と、大気中に取り出してから時間が経過したときに、被
膜が剥離したり変色したりするという不良の発生率が高
いという問題が起こった。
来のプラズマＣＶＤ装置により窒化チタン膜を形成する
と、大気中に取り出してから時間が経過したときに、被
膜が剥離したり変色したりするという不良の発生率が高
いという問題が起こった。
【０００５】この発明者らは上記問題の原因について鋭
意研究を重ねた結果、従来重要視されていないためにコ
ントロールされていなかった処理中の雰囲気温度が低い
ときに、気相中に形成される塩化アンモニウムが窒化チ
タン膜中に固溶されて窒化チタン膜中の残留塩素濃度が
高くなり、これが原因で、被膜が剥離したり変色したり
するということを見出した。
意研究を重ねた結果、従来重要視されていないためにコ
ントロールされていなかった処理中の雰囲気温度が低い
ときに、気相中に形成される塩化アンモニウムが窒化チ
タン膜中に固溶されて窒化チタン膜中の残留塩素濃度が
高くなり、これが原因で、被膜が剥離したり変色したり
するということを見出した。
【０００６】この発明の目的は、上記知見に基づき、従
来重要視されていないためにコントロールされていなか
った処理中の雰囲気の温度をコントロールすることによ
り、密着性がよくかつ変色しない窒化チタン膜を形成す
ることができるプラズマＣＶＤ装置を提供することにあ
る。
来重要視されていないためにコントロールされていなか
った処理中の雰囲気の温度をコントロールすることによ
り、密着性がよくかつ変色しない窒化チタン膜を形成す
ることができるプラズマＣＶＤ装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明によるプラズマ
ＣＶＤ装置は、真空反応室と、真空反応室内にほぼ水平
に配置された平行平板電極と、真空反応室を加熱するヒ
ータとを備えたプラズマＣＶＤ装置において、真空反応
室内の雰囲気温度を検出する温度センサと、真空反応室
内の雰囲気温度を調節する温度調節器とが設けられてお
り、真空反応室の雰囲気が形成されるべき膜に応じた所
要温度に加熱されるようになされているものである。
ＣＶＤ装置は、真空反応室と、真空反応室内にほぼ水平
に配置された平行平板電極と、真空反応室を加熱するヒ
ータとを備えたプラズマＣＶＤ装置において、真空反応
室内の雰囲気温度を検出する温度センサと、真空反応室
内の雰囲気温度を調節する温度調節器とが設けられてお
り、真空反応室の雰囲気が形成されるべき膜に応じた所
要温度に加熱されるようになされているものである。
【０００８】平行平板電極が、被処理物支持台を兼ねる
円板状陰極およびこれの上方に配置された円板状陽極よ
りなり、両極間に高周波電圧が印加されることによりプ
ラズマが発生させられるものが好ましい。
円板状陰極およびこれの上方に配置された円板状陽極よ
りなり、両極間に高周波電圧が印加されることによりプ
ラズマが発生させられるものが好ましい。
【０００９】また、陽極に、下面の略全面にわたって複
数のガス吹出し口が設けられており、原料ガスがシャワ
ー状に吹き出されるようになされているものが好まし
い。
数のガス吹出し口が設けられており、原料ガスがシャワ
ー状に吹き出されるようになされているものが好まし
い。
【００１０】さらにまた、陰極下方に略等間隔をおいて
設けられた複数のガス排気口から原料ガスが排気される
ようになされていることが好ましい。
設けられた複数のガス排気口から原料ガスが排気される
ようになされていることが好ましい。
【００１１】真空反応室が円筒状の炉体内に納められて
おり、ヒータが炉体の周壁および底壁にそれぞれ取り付
けられていることが好ましい。
おり、ヒータが炉体の周壁および底壁にそれぞれ取り付
けられていることが好ましい。
【００１２】また、陰極を絶縁するために窒化アルミニ
ウムが使用されていることが好ましい。
ウムが使用されていることが好ましい。
【００１３】
【作用】この発明によるプラズマＣＶＤ装置は、真空反
応室内の雰囲気温度を検出する温度センサと、真空反応
室内の雰囲気温度を調節する温度調節器とが設けられ
て、形成されるべき膜に応じた所要温度に真空反応室の
雰囲気が加熱されるようになされているものであるか
ら、被処理物の温度のみならず、従来重要視されていな
いためにコントロールされていなかった真空反応室の雰
囲気温度をコントロールすることができる。
応室内の雰囲気温度を検出する温度センサと、真空反応
室内の雰囲気温度を調節する温度調節器とが設けられ
て、形成されるべき膜に応じた所要温度に真空反応室の
雰囲気が加熱されるようになされているものであるか
ら、被処理物の温度のみならず、従来重要視されていな
いためにコントロールされていなかった真空反応室の雰
囲気温度をコントロールすることができる。
【００１４】平行平板電極間に高周波電圧が印加される
ことによりプラズマが発生させられるものでは、金属以
外の絶縁物にもコーティングすることができ、また、直
流電源によりプラズマが発生させられるものに比べてア
ークの発生を少なくすることができる。
ことによりプラズマが発生させられるものでは、金属以
外の絶縁物にもコーティングすることができ、また、直
流電源によりプラズマが発生させられるものに比べてア
ークの発生を少なくすることができる。
【００１５】陽極に、下面の略全面にわたって複数のガ
ス吹出し口が設けられており、原料ガスがシャワー状に
吹き出されるようになされているものでは、ガスの密度
が均一で、かつ温度分布も均一となる。
ス吹出し口が設けられており、原料ガスがシャワー状に
吹き出されるようになされているものでは、ガスの密度
が均一で、かつ温度分布も均一となる。
【００１６】陰極下方に略等間隔をおいて設けられた複
数のガス排気口から原料ガスが排気されるようになされ
ているものでは、１つのガス排気口から排気される場合
のようにガスの特定方向への流れが起こらないため、被
処理物近傍のガスの密度が均一になる。
数のガス排気口から原料ガスが排気されるようになされ
ているものでは、１つのガス排気口から排気される場合
のようにガスの特定方向への流れが起こらないため、被
処理物近傍のガスの密度が均一になる。
【００１７】真空反応室が円筒状の炉体内に納められて
おり、ヒータが炉体の周壁および底壁にそれぞれ取り付
けられているものでは、ヒータが炉体の周壁だけに取り
付けられているものに比べて、真空反応室内を効率よく
加熱でき、真空反応室内に低温部分ができない。
おり、ヒータが炉体の周壁および底壁にそれぞれ取り付
けられているものでは、ヒータが炉体の周壁だけに取り
付けられているものに比べて、真空反応室内を効率よく
加熱でき、真空反応室内に低温部分ができない。
【００１８】陰極を絶縁するために窒化アルミニウムが
使用されているものでは、絶縁部分の耐久性を向上させ
ることができる。
使用されているものでは、絶縁部分の耐久性を向上させ
ることができる。
【００１９】
【実施例】この発明の実施例を、以下図面を参照して説
明する。
明する。
【００２０】図１および図２は、この発明のプラズマＣ
ＶＤ装置を示している。
ＶＤ装置を示している。
【００２１】この装置は、プラズマを利用した気相中で
の化学反応により、工具や金型の表面に窒化チタン（Ｔ
ｉＮ）膜等をコーティングするもので、窒化チタン膜を
形成するさいの原料ガスには、四塩化チタン（ＴｉＣｌ
4 ）、窒素（Ｎ2 ）、水素（Ｈ2 ）およびアルゴン（Ａ
ｒ）が使用される。
の化学反応により、工具や金型の表面に窒化チタン（Ｔ
ｉＮ）膜等をコーティングするもので、窒化チタン膜を
形成するさいの原料ガスには、四塩化チタン（ＴｉＣｌ
4 ）、窒素（Ｎ2 ）、水素（Ｈ2 ）およびアルゴン（Ａ
ｒ）が使用される。
【００２２】このプラズマＣＶＤ装置において、有底円
筒状の炉体(1) 内に真空反応室(2)が配置され、真空反
応室(2) 内には、円板状陰極(3) および円板状陽極(4)
よりなる水平な平行平板電極(3)(4)が配置されている。
陰極(3) は処理品支持台を兼ねるもので、陽極(4) から
は原料ガスが吹き出される。
筒状の炉体(1) 内に真空反応室(2)が配置され、真空反
応室(2) 内には、円板状陰極(3) および円板状陽極(4)
よりなる水平な平行平板電極(3)(4)が配置されている。
陰極(3) は処理品支持台を兼ねるもので、陽極(4) から
は原料ガスが吹き出される。
【００２３】真空反応室(2) の加熱方式は、いわゆる外
熱式であり、炉体(1) の周壁(1a)および底壁(1b)の内面
近くにそれぞれ電気抵抗加熱用のヒータ(5) が取り付け
られている。これらのヒータ(5) は、周壁(1a)および底
壁(1b)のパネル内に充填されている断熱材に埋設されて
いる。ヒータ(5) は周壁(1a)および底壁(1b)の内面に取
り付けてもよい。ヒータ(5) を周壁(1a)および底壁(1b)
の断熱材に埋設することにより、ＣＶＤ装置をコンパク
トにすることができる。
熱式であり、炉体(1) の周壁(1a)および底壁(1b)の内面
近くにそれぞれ電気抵抗加熱用のヒータ(5) が取り付け
られている。これらのヒータ(5) は、周壁(1a)および底
壁(1b)のパネル内に充填されている断熱材に埋設されて
いる。ヒータ(5) は周壁(1a)および底壁(1b)の内面に取
り付けてもよい。ヒータ(5) を周壁(1a)および底壁(1b)
の断熱材に埋設することにより、ＣＶＤ装置をコンパク
トにすることができる。
【００２４】高周波電源(6) が、マッチング回路(7) を
介して陰極(3) に接続されており、コーティングしよう
とする被処理物には、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧が
印加される。これにより、陰極(3) と陽極(4) との間に
プラズマが発生させられる。
介して陰極(3) に接続されており、コーティングしよう
とする被処理物には、１３．５６ＭＨｚの高周波電圧が
印加される。これにより、陰極(3) と陽極(4) との間に
プラズマが発生させられる。
【００２５】真空反応室(2) には、雰囲気温度を検出す
る温度センサ(8) と、真空反応室(2) の雰囲気温度を調
節する温度調節器(9) とを備えている。
る温度センサ(8) と、真空反応室(2) の雰囲気温度を調
節する温度調節器(9) とを備えている。
【００２６】温度センサ(8) としては、熱電対式のもの
が使用されている。熱電対の検出端を高周波放電してい
る真空反応室(2) 内に配置すると、高周波ノイズがのり
正確な温度測定ができないので、温度センサ(8) には高
周波ノイズ対策が施されている。すなわち、温度センサ
(8) の信号線がアースされた円筒状シールド(10)内を通
され、さらにチョークコイル(11)およびフェライトコア
(12)を経た後に、温度調節器(9) に接続されており、か
つチョークコイル(11)とフェライトコア(12)との間の信
号線がコンデンサー(13)を経てアースされている。
が使用されている。熱電対の検出端を高周波放電してい
る真空反応室(2) 内に配置すると、高周波ノイズがのり
正確な温度測定ができないので、温度センサ(8) には高
周波ノイズ対策が施されている。すなわち、温度センサ
(8) の信号線がアースされた円筒状シールド(10)内を通
され、さらにチョークコイル(11)およびフェライトコア
(12)を経た後に、温度調節器(9) に接続されており、か
つチョークコイル(11)とフェライトコア(12)との間の信
号線がコンデンサー(13)を経てアースされている。
【００２７】なお、温度センサ(8) としては、上記の熱
電対式のもののほかに、光ファイバー式のものを使用す
ることもできる。光ファイバー式のものでは、高周波ノ
イズ対策は必要ない。
電対式のもののほかに、光ファイバー式のものを使用す
ることもできる。光ファイバー式のものでは、高周波ノ
イズ対策は必要ない。
【００２８】温度調節器(9) には真空反応室(2) 内の雰
囲気温度をいくらに保つかが入力されており、温度調節
器(9) は、温度センサ(8) からの出力信号、すなわち真
空反応室(2) の実測雰囲気温度に応じて、サイリスタ(1
4)の出力を調節し、真空反応室(2) 内の雰囲気温度を所
定温度に保つ。
囲気温度をいくらに保つかが入力されており、温度調節
器(9) は、温度センサ(8) からの出力信号、すなわち真
空反応室(2) の実測雰囲気温度に応じて、サイリスタ(1
4)の出力を調節し、真空反応室(2) 内の雰囲気温度を所
定温度に保つ。
【００２９】陽極(4) はガス供給用ノズルを兼ねるもの
で、図２に示すように、陽極(4) には下面の略全面にわ
たって複数のガス吹出し口(16)が設けられている。ガス
導入管(22)より導入された原料ガスは、ガス吹出し口(1
6)よりシャワー状に吹き出される。陽極(4) は直径が２
７０ｍｍで、径２ｍｍの孔が１０９個あけられている。
このシャワー形陽極(4) は、リング状や棒状の陽極に比
べて、膜の密着性および均一性に優れていることが確認
されている。これは、ガスをノズル(16)から吹き出すと
ガスは約２０度の円錐形状で吹き出すが、シャワー形以
外のものでは、ガスの密度に不均一を生じ、部分的にガ
スが当っている部分で温度低下等を生じることによる。
で、図２に示すように、陽極(4) には下面の略全面にわ
たって複数のガス吹出し口(16)が設けられている。ガス
導入管(22)より導入された原料ガスは、ガス吹出し口(1
6)よりシャワー状に吹き出される。陽極(4) は直径が２
７０ｍｍで、径２ｍｍの孔が１０９個あけられている。
このシャワー形陽極(4) は、リング状や棒状の陽極に比
べて、膜の密着性および均一性に優れていることが確認
されている。これは、ガスをノズル(16)から吹き出すと
ガスは約２０度の円錐形状で吹き出すが、シャワー形以
外のものでは、ガスの密度に不均一を生じ、部分的にガ
スが当っている部分で温度低下等を生じることによる。
【００３０】陰極(3) 下面での放電を防止するために、
陰極(3) は、快削性窒化アルミニウム製の絶縁支持体(1
5)に支持されている。絶縁支持体(15)の厚みは５０ｍｍ
以上となされている。絶縁支持体(15)は、アークやプラ
ズマあるいは塩化水素や塩素等の腐食性ガスのために崩
壊しやすく、絶縁支持体(15)を例えば酸化アルミニウム
製とすると、耐久性が十分でないという問題があった
が、絶縁支持体(15)を快削性窒化アルミニウム製とする
ことにより、長期間の使用に耐えれるようになった。ま
た、快削性窒化アルミニウムは、強度、絶縁性および加
工性の点でも優れている。絶縁支持体(15)は、より良好
な絶縁性を得るため、図３に示すように、平面より見て
１２０度間隔で放射状に配置された３本の線状部分(15
a) で陰極(3) を支持している。陰極(3) を支持する線
状部分の数については３本に限定されるものではなく、
例えば４本とし９０度間隔の放射状に配置してももちろ
んよい。また、陰極(3) の絶縁は、快削性窒化アルミニ
ウム製の絶縁支持体(15)による以外の方法でも可能であ
る。
陰極(3) は、快削性窒化アルミニウム製の絶縁支持体(1
5)に支持されている。絶縁支持体(15)の厚みは５０ｍｍ
以上となされている。絶縁支持体(15)は、アークやプラ
ズマあるいは塩化水素や塩素等の腐食性ガスのために崩
壊しやすく、絶縁支持体(15)を例えば酸化アルミニウム
製とすると、耐久性が十分でないという問題があった
が、絶縁支持体(15)を快削性窒化アルミニウム製とする
ことにより、長期間の使用に耐えれるようになった。ま
た、快削性窒化アルミニウムは、強度、絶縁性および加
工性の点でも優れている。絶縁支持体(15)は、より良好
な絶縁性を得るため、図３に示すように、平面より見て
１２０度間隔で放射状に配置された３本の線状部分(15
a) で陰極(3) を支持している。陰極(3) を支持する線
状部分の数については３本に限定されるものではなく、
例えば４本とし９０度間隔の放射状に配置してももちろ
んよい。また、陰極(3) の絶縁は、快削性窒化アルミニ
ウム製の絶縁支持体(15)による以外の方法でも可能であ
る。
【００３１】陰極(3) の下方にリング状のガス吸引ヘッ
ダ(17)がほぼ水平に配置されており、吸引ヘッダ(17)内
側の周壁には、複数のガス排気口(18)が等間隔に設けら
れている（図４参照）。吸引ヘッダ(17)は、排気管(19)
を介して炉体(1) 外の真空ポンプ(20)に接続されてい
る。排気管(19)の途中にはスクラバ(21)が設けられてお
り、排ガスはこのスクラバー(21)によって中和処理され
た後排出される。
ダ(17)がほぼ水平に配置されており、吸引ヘッダ(17)内
側の周壁には、複数のガス排気口(18)が等間隔に設けら
れている（図４参照）。吸引ヘッダ(17)は、排気管(19)
を介して炉体(1) 外の真空ポンプ(20)に接続されてい
る。排気管(19)の途中にはスクラバ(21)が設けられてお
り、排ガスはこのスクラバー(21)によって中和処理され
た後排出される。
【００３２】陽極(4) のガス吹出し口(16)から供給され
た原料ガスは、被処理物(A) のコーティングのために使
用された後、複数のガス排気口(18)より排出されるが、
ガス排気口(18)が等間隔に設けられているので、１つの
ガス排気口から排気される場合のようにガスの特定方向
への流れが起こらず、したがって被処理物近傍のガスの
密度が均一になる。
た原料ガスは、被処理物(A) のコーティングのために使
用された後、複数のガス排気口(18)より排出されるが、
ガス排気口(18)が等間隔に設けられているので、１つの
ガス排気口から排気される場合のようにガスの特定方向
への流れが起こらず、したがって被処理物近傍のガスの
密度が均一になる。
【００３３】窒化チタン膜を形成するときには、真空反
応室(2) 内の雰囲気をヒータによって５００℃以上に加
熱し、被処理物(A) を陰極(3) に載せて、シャワー形陽
極(4) から塩化チタン、窒素、水素およびアルゴンガス
を導入する。被処理物(A) の温度は約５７０℃に保つ。
そして、陰極(3) に高周波電源(6) からマッチング回路
(7) を介して高周波電圧を印加する。その結果、陽極
(4) と陰極(3) との間にプラズマが発生し、そのプラズ
マの助けにより気相中で化学反応が進行し、被処理物
(A) に窒化チタン膜がコーティングされる。
応室(2) 内の雰囲気をヒータによって５００℃以上に加
熱し、被処理物(A) を陰極(3) に載せて、シャワー形陽
極(4) から塩化チタン、窒素、水素およびアルゴンガス
を導入する。被処理物(A) の温度は約５７０℃に保つ。
そして、陰極(3) に高周波電源(6) からマッチング回路
(7) を介して高周波電圧を印加する。その結果、陽極
(4) と陰極(3) との間にプラズマが発生し、そのプラズ
マの助けにより気相中で化学反応が進行し、被処理物
(A) に窒化チタン膜がコーティングされる。
【００３４】図５には、ＳＫＨ５１材のテストピースに
コーティングした窒化チタン膜をＥＰＭＡで定量分析し
た結果を示す。この図から分かるように、本発明のプラ
ズマＣＶＤ装置により、真空反応室(2) 内の雰囲気を５
００℃以上にすれば、残留塩素の少ない窒化チタン膜が
得られる。
コーティングした窒化チタン膜をＥＰＭＡで定量分析し
た結果を示す。この図から分かるように、本発明のプラ
ズマＣＶＤ装置により、真空反応室(2) 内の雰囲気を５
００℃以上にすれば、残留塩素の少ない窒化チタン膜が
得られる。
【００３５】また、表１には、本発明のプラズマＣＶＤ
装置を使用し、真空反応室内の雰囲気温度を５００℃に
して窒化チタン膜をコーティングした場合と、真空反応
室内の雰囲気温度がコントロールされていない従来のプ
ラズマＣＶＤ装置を使用し、真空反応室内の実測雰囲気
温度４３０℃のもとに窒化チタン膜をコーティングした
場合とのテスト結果を示している。
装置を使用し、真空反応室内の雰囲気温度を５００℃に
して窒化チタン膜をコーティングした場合と、真空反応
室内の雰囲気温度がコントロールされていない従来のプ
ラズマＣＶＤ装置を使用し、真空反応室内の実測雰囲気
温度４３０℃のもとに窒化チタン膜をコーティングした
場合とのテスト結果を示している。
【００３６】
【表１】 表１より、本発明のプラズマＣＶＤ装置を使用してコー
ティングすると、工具の寿命が約２倍になることが分か
る。
ティングすると、工具の寿命が約２倍になることが分か
る。
【００３７】窒化チタン膜をコーティングするさいの真
空反応室内の雰囲気温度は、５００〜６００℃の間、好
ましくは５４０〜５８０℃の間である。
空反応室内の雰囲気温度は、５００〜６００℃の間、好
ましくは５４０〜５８０℃の間である。
【００３８】雰囲気温度が４８０℃よりも低いと、ＮＨ
4 Ｃｌ、ＴｉＣｌ3 、ＴｉＣｌ2 などが生成され、これ
が窒化チタン膜中に取り込まれ、線膨張率の違いや水分
を吸収して溶け出すことにより、剥離や変色が生じるも
のと考えられる。
4 Ｃｌ、ＴｉＣｌ3 、ＴｉＣｌ2 などが生成され、これ
が窒化チタン膜中に取り込まれ、線膨張率の違いや水分
を吸収して溶け出すことにより、剥離や変色が生じるも
のと考えられる。
【００３９】なお、上記実施例では、窒化チタン膜を形
成する場合について説明しているが、窒化チタン膜だけ
でなく、炭化チタン（ＴｉＣ）膜や炭窒化チタン（Ｔｉ
ＣＮ）膜を形成する場合についても、真空反応室内の雰
囲気温度等を適宜変更しながら、上記と同様にコーティ
ングすることができる。
成する場合について説明しているが、窒化チタン膜だけ
でなく、炭化チタン（ＴｉＣ）膜や炭窒化チタン（Ｔｉ
ＣＮ）膜を形成する場合についても、真空反応室内の雰
囲気温度等を適宜変更しながら、上記と同様にコーティ
ングすることができる。
【００４０】
【発明の効果】この発明のプラズマＣＶＤ装置による
と、従来重要視されていないためコントロールされてい
なかった真空反応室の雰囲気温度をコントロールするこ
とができるので、被処理物を所定の温度に保持するとと
もに、真空反応室の雰囲気温度を所定の温度、例えば窒
化チタン膜を形成するさいには、５００℃以上とし、窒
化チタン膜形成時に有害となる塩素の残留量を少なくす
ることができる。
と、従来重要視されていないためコントロールされてい
なかった真空反応室の雰囲気温度をコントロールするこ
とができるので、被処理物を所定の温度に保持するとと
もに、真空反応室の雰囲気温度を所定の温度、例えば窒
化チタン膜を形成するさいには、５００℃以上とし、窒
化チタン膜形成時に有害となる塩素の残留量を少なくす
ることができる。
【００４１】平行平板電極間に高周波電圧が印加される
ことによりプラズマが発生させられるものでは、金属以
外の絶縁物にもコーティングすることができ、また、直
流電源によりプラズマが発生させられるものに比べてア
ークの発生を少なくすることができる。
ことによりプラズマが発生させられるものでは、金属以
外の絶縁物にもコーティングすることができ、また、直
流電源によりプラズマが発生させられるものに比べてア
ークの発生を少なくすることができる。
【００４２】陽極に、下面の略全面にわたって複数のガ
ス吹出し口が設けられており、原料ガスがシャワー状に
吹き出されるようになされているものでは、ガスの密度
が均一で、かつ温度分布も均一となるので、均一な膜が
形成できる。
ス吹出し口が設けられており、原料ガスがシャワー状に
吹き出されるようになされているものでは、ガスの密度
が均一で、かつ温度分布も均一となるので、均一な膜が
形成できる。
【００４３】陰極下方に略等間隔をおいて設けられた複
数のガス排気口から原料ガスが排気されるようになされ
ているものでは、被処理物近傍のガスの密度が均一にな
るので、均一な膜が形成できる。
数のガス排気口から原料ガスが排気されるようになされ
ているものでは、被処理物近傍のガスの密度が均一にな
るので、均一な膜が形成できる。
【００４４】真空反応室が円筒状の炉体内に納められて
おり、ヒータが炉体の周壁および底壁にそれぞれ取り付
けられているものでは、真空反応室内を効率よく加熱で
き、真空反応室内に低温部分ができないので、例えば窒
化チタン膜を形成するさいには、真空反応室の雰囲気を
５００℃以上に保持することが容易となり、窒化チタン
膜形成時に有害となる塩素の残留量を少なくすることが
できる。
おり、ヒータが炉体の周壁および底壁にそれぞれ取り付
けられているものでは、真空反応室内を効率よく加熱で
き、真空反応室内に低温部分ができないので、例えば窒
化チタン膜を形成するさいには、真空反応室の雰囲気を
５００℃以上に保持することが容易となり、窒化チタン
膜形成時に有害となる塩素の残留量を少なくすることが
できる。
【００４５】陰極が処理品支持台を兼ねており、陰極の
絶縁のために窒化アルミニウムが使用されているもので
は、絶縁体の耐久性に優れているので、長期間の使用に
耐えることができる。
絶縁のために窒化アルミニウムが使用されているもので
は、絶縁体の耐久性に優れているので、長期間の使用に
耐えることができる。
【図１】この発明によるプラズマＣＶＤ装置を概略的に
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】同装置の陽極の拡大斜視図である。
【図３】同装置の陰極を支持する絶縁支持体の拡大斜視
図である。
図である。
【図４】同装置の排気用吸引ヘッダの拡大斜視図であ
る。
る。
【図５】雰囲気温度と残留塩素の関係を示すグラフであ
る。
る。
(1) 炉体 (1a) 周壁 (1b) 底壁 (2) 真空反応室 (3) 陰極 (4) 陽極 (5) ヒータ (6) 高周波電源 (8) 温度センサ (9) 温度調節器 (16) ガス吹出し口 (18) ガス排気口
Claims (6)
- 【請求項１】 真空反応室(2) と、真空反応室(2) 内に
ほぼ水平に配置された平行平板電極(3)(4)と、真空反応
室(2) を加熱するヒータ(5) とを備えたプラズマＣＶＤ
装置において、真空反応室(2) 内の雰囲気温度を検出す
る温度センサ(8) と、真空反応室(2) 内の雰囲気温度を
調節する温度調節器(9) とが設けられており、真空反応
室(2) の雰囲気が形成されるべき膜に応じた所要温度に
加熱されるようになされているプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項２】 平行平板電極(3)(4)が、被処理物支持台
を兼ねる円板状陰極(3) およびこれの上方に配置された
円板状陽極(4) よりなり、両極(3)(4)間に高周波電圧が
印加されることによりプラズマが発生させられる請求項
１のプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項３】 陽極(4) に、下面の略全面にわたって複
数のガス吹出し口(16)が設けられており、原料ガスがシ
ャワー状に吹き出されるようになされている請求項２の
プラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項４】 陰極(3) 下方に略等間隔をおいて設けら
れた複数のガス排気口(18)から原料ガスが排気されるよ
うになされている請求項３のプラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項５】 真空反応室(2) が円筒状の炉体(1) 内に
納められており、ヒータ(5) が炉体(1) の周壁(1a)およ
び底壁(1b)にそれぞれ取り付けられている請求項４のプ
ラズマＣＶＤ装置。 - 【請求項６】 陰極(3) を絶縁するために窒化アルミニ
ウムが使用されている請求項５のプラズマＣＶＤ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5127453A JPH06336677A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | プラズマｃｖｄ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5127453A JPH06336677A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | プラズマｃｖｄ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06336677A true JPH06336677A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=14960307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5127453A Pending JPH06336677A (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | プラズマｃｖｄ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06336677A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001044539A1 (de) * | 1999-12-14 | 2001-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Beschichtungsverfahren |
| WO2004111297A1 (ja) * | 2003-06-10 | 2004-12-23 | Tokyo Electron Limited | 処理ガス供給機構、成膜装置および成膜方法 |
| TWI414628B (zh) * | 2009-01-09 | 2013-11-11 | 愛發科股份有限公司 | 電漿處理裝置及電漿ｃｖｄ成膜方法 |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP5127453A patent/JPH06336677A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001044539A1 (de) * | 1999-12-14 | 2001-06-21 | Robert Bosch Gmbh | Beschichtungsverfahren |
| WO2004111297A1 (ja) * | 2003-06-10 | 2004-12-23 | Tokyo Electron Limited | 処理ガス供給機構、成膜装置および成膜方法 |
| TWI414628B (zh) * | 2009-01-09 | 2013-11-11 | 愛發科股份有限公司 | 電漿處理裝置及電漿ｃｖｄ成膜方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021029 |