成膜方法技术

本发明专利技术提供一种能够在基材的表面形成具有比该基材的硬度高的高度的皮膜并使该皮膜良好地紧贴于基材的表面的成膜方法。该成膜方法包括以下步骤：使通过一边在收容基材的腔室内导入惰性气体一边放电而生成的惰性气体离子冲撞于基材的表面，从而对基材的表面进行蚀刻的蚀刻步骤；一边通过使惰性气体离子冲撞于金属靶材而使金属粒子从金属靶材飞出并使该金属粒子堆积于在蚀刻步骤被蚀刻后的基材的表面，一边使惰性气体离子冲撞于在基材的表面被堆积的金属粒子而将该金属粒子打进基材的表面的打进步骤；以及将皮膜形成于在打进步骤被打进金属粒子后的基材的表面的皮膜形成步骤。

Film forming method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成膜方法
本专利技术涉及一种在基材的表面形成具有比该基材的硬度高的硬度的皮膜的成膜方法。
技术介绍
以往，为了提高基材的硬度，在基材的表面形成具有比该基材的硬度高的硬度的皮膜。但是，为了使皮膜具有比基材的硬度高的硬度，基材的内部应力与在其表面形成的皮膜的内部应力之差变大，存在对基材的皮膜的紧贴性降低的问题。为了解决所述问题，在下述专利文献1中，提出了在对基材的表面进行利用惰性气体离子的离子轰击处理后形成皮膜的技术。具体而言，下述专利文献1记载的技术包含通过使惰性气体离子冲撞于基材的表面来去除形成在基材的表面的氧化膜，然后，在基材的表面形成皮膜的步骤。此外，在下述专利文献2中公开了使作为中间层的钛金属皮膜介于通过使钛金属离子冲撞而表面的氧化膜被去除的基材与作为皮膜的类金刚石皮膜之间的技术。但是，如果像专利文献1记载那样只是去除形成在基材的表面的氧化膜，则难以使对基材的皮膜的紧贴性进一步提高。此外，如专利文献2记载那样使中间层介于基材与皮膜之间的情况下，不仅要求对基材的中间层的紧贴性，而且还要求对中间层的皮膜的紧贴性。因此，只是将中间层介于基材与皮膜之间，则难以提高对基材的皮膜的紧贴性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开公报特开2005-68499号专利文献2：日本专利公报第5682560号
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使具有比基材的硬度高的高度的皮膜良好地紧贴于该基材的表面的成膜方法。为了达到所述的目的，本申请的专利技术人着眼于对皮膜的基材的表面的亲和性。据此提供的是在基材的表面形成具有比该基材的硬度高的硬度的皮膜的成膜方法，其包括以下步骤：蚀刻步骤，使通过一边在收容所述基材的腔室内导入惰性气体一边放电而生成的惰性气体离子冲撞于所述基材的表面，从而对所述基材的表面进行蚀刻；打进步骤，一边通过使所述惰性气体离子冲撞于金属靶材而使金属粒子从所述金属靶材飞出，并使所述金属粒子堆积于在所述蚀刻步骤被蚀刻后的所述基材的表面，一边使所述惰性气体离子冲撞于在所述基材的表面被堆积的所述金属粒子而将该金属粒子打进所述基材的表面；以及皮膜形成步骤，将所述皮膜形成于在所述打进步骤被打进所述金属粒子后的所述基材的表面。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的成膜方法的步骤的流程图。图2是表示用于进行本专利技术的实施方式的成膜方法的成膜装置的概略结构的示意图。图3是表示图2所示的成膜装置所具备的多个基材保持件及蒸发源的俯视图。图4是表示图2所示的成膜装置所具备的多个基材保持件及蒸发源的正视图。图5是表示施加于所述多个基材保持件的每一个的偏压的波形的图。图6是表示通过基于对丝的通电的辉光放电而发生的等离子体的示意图。图7是表示通过基于对蒸发源的通电的辉光放电而发生的等离子体的示意图。图8是表示第一变形例所涉及的成膜装置的蒸发源及基材保持件的正视图。图9是表示第二变形例所涉及的成膜装置的多个基材保持件及蒸发源的俯视图。图10是表示所述第二变形例所涉及的成膜装置的多个基材保持件及蒸发源的正视图。图11是放大表示图10的一部分的放大正视图。图12是表示在本专利技术的实施例中在基材的表面形成了皮膜的状态的SEM照片。图13是表示在比较例中在基材的表面形成了皮膜的状态的SEM照片。具体实施方式下面，参照附图详述本专利技术的实施方式。参照图1说明本专利技术的实施方式的成膜方法。图1是表示本专利技术的实施方式的成膜方法的步骤的流程图。本专利技术的实施方式的成膜方法是在基材的表面形成具有比该基材高的硬度的皮膜的方法。本专利技术的实施方式的成膜方法包括准备步骤(步骤S10)、真空步骤(步骤S11)、加热步骤(步骤S12)、蚀刻步骤(步骤S13)、打进步骤(步骤S14)、皮膜形成步骤(步骤S15)及冷却步骤(步骤S16)。所述准备步骤是将所述基材设置于图2所示的成膜装置10的步骤。所述成膜装置10为了实施本专利技术的实施方式的成膜方法而被使用。该成膜装置10是用于实施本专利技术的实施方式的成膜方法的成膜装置的一例。因此，用于实施本专利技术的实施方式的成膜方法的成膜装置并不限定于图2所示的成膜装置10。所述成膜装置10具备真空腔室12、旋转台14、多个基材保持件16、偏压电源18、等离子体发生装置19及溅射装置23。所述真空腔室12收容所述旋转台14及所述多个基材保持件16，该多个基材保持件16被配置在该旋转台14上。真空腔室12的内部(也就是，旋转台14及多个基材保持件16被收容的空间)在所述真空步骤、所述加热步骤、所述蚀刻步骤、所述打进步骤及所述皮膜形成步骤的各个步骤通过未图示的真空泵而被维持为真空或接近真空的状态。真空腔室12具有未图示的进气口和排气日。所述进气口容许作为使用于所述蚀刻步骤、所述打进步骤及所述皮膜形成步骤的各个步骤的惰性气体的氩气通过所述进气口被导入所述真空腔室12内。所述排气口容许所述氩气通过该排气口而从所述真空腔室12内向外部排出。所述旋转台14在所述蚀刻步骤、所述打进步骤及所述皮膜形成步骤的各个步骤，在该旋转台14上支撑所述多个基材保持件16，并以如图3及图4所示的该旋转台14的中心轴线CL1(参照图3及图4)为中心在所述真空腔室12内旋转。所述旋转台14也可以还具备多个基材保持件16个别地分别被配置的多个转盘，以使所述多个基材保持件16各自能够自转。参照图3及图4说明所述多个基材保持件16。图3及图4是分别表示所述多个基材保持件16与蒸发源24的相对位置关系的俯视图及正视图。所述多个基材保持件16分别支撑多个基材17。在多个基材保持件16的每一个，所述多个基材17被配置在基材保持件16的外周面上。所述多个基材17在被分为多个基材列的状态下被该基材保持件16支撑。在所述多个基材列的每个列，所述多个基材17中的若干个基材17沿基材保持件16的中心轴线CL2而排列。所述多个基材列绕基材保持件16的中心轴线CL2，也就是在基材保持件16的周向上隔开适当的间隔而排列。即，多个基材17在基材保持件16的中心轴线CL2延伸的方向以及绕基材保持件16的中心轴线CL2的周向的各个方向上以适当的间隔而被配置。因此，所述基材保持件16的外周面在所述多个基材17没有被配置的区域，也就是所述多个基材17的各个周围的区域露出。所述多个基材17分别由绝缘性材料形成。绝缘性材料例如为陶瓷。所述多个基材保持件16分别由导电性材料形成。导电性材料例如为不锈钢。在图3所示的结构中，有4个基材保持件16在旋转台14的旋转周向上以等间隔被配置。但是，本专利技术所涉及的多个基材保持件的个数可以为5个以上，也可以为3个以下。图4只表示所述多个基材保持件16中最靠近蒸发源24的基材保持件16和形成在该基材保持件16上的所述多个基材列中的一个基材列。所述多个基材保持件16在图2所示的旋转台14(参照图2)的周向上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成膜方法，在基材的表面形成具有比该基材的硬度高的硬度的皮膜，其特征在于包括以下步骤：/n蚀刻步骤，使通过一边在收容所述基材的腔室内导入惰性气体一边放电而生成的惰性气体离子冲撞于所述基材的表面，从而对所述基材的表面进行蚀刻；/n打进步骤，一边通过使所述惰性气体离子冲撞于金属靶材而使金属粒子从所述金属靶材飞出，并使所述金属粒子堆积于在所述蚀刻步骤被蚀刻后的所述基材的表面，一边使所述惰性气体离子冲撞于在所述基材的表面被堆积的所述金属粒子而将该金属粒子打进所述基材的表面；以及/n皮膜形成步骤，将所述皮膜形成于在所述打进步骤被打进所述金属粒子后的所述基材的表面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171017 JP 2017-2008691.一种成膜方法，在基材的表面形成具有比该基材的硬度高的硬度的皮膜，其特征在于包括以下步骤：
蚀刻步骤，使通过一边在收容所述基材的腔室内导入惰性气体一边放电而生成的惰性气体离子冲撞于所述基材的表面，从而对所述基材的表面进行蚀刻；
打进步骤，一边通过使所述惰性气体离子冲撞于金属靶材而使金属粒子从所述金属靶材飞出，并使所述金属粒子堆积于在所述蚀刻步骤被蚀刻后的所述基材的表面，一边使所述惰性气体离子冲撞于在所述基材的表面被堆积的所述金属粒子而将该金属粒子打进所述基材的表面；以及
皮膜形成步骤，将所述皮膜形成于在所述打进步骤被打进所述金属粒子后的所述基材的表面。


2.根据权利要求1所述的成膜方法，其特征在于，
所述基材具有绝缘性，
所述基材保持件具有导电性，
在所述蚀刻步骤和所述打进步骤的各步骤，在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：广田悟史，赤理孝一郎，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP