PVDとは?
PVDとは物理蒸着(physical vapor deposition)の略称であり、固体の材料物質をプラズマにより蒸発させ、蒸発された材料物質を被膜対象に物理的に蒸着させ膜形成を行う手法。
弊社はこのPVD法による成膜を可能にした装置を、お客様に合わせたカスタマイズを行い、販売しております。
PVD装置の原理
アークイオンプレーティング法の原理図
真空チャンバーにドリルなどの被処理物を搭載した自公転テーブルを入れて真空引きを行います。
最初に、ヒーターにより被処理物の加熱を行い、次に表面の清浄化処理(ボンバード)を行います。
自公転テーブルを通じてバイアス電源により、被処理物に負の電圧を印加します。更に、アーク電源を動作させる事によってアーク蒸発源にアークプラズマを発生させます。
アーク放電によって、金属材料が蒸発・イオン化し、被処理物に蒸着されると同時に、チャンバー内に導入された窒素などのプロセスガスと結合し、金属窒化物が成膜されます。
スパッタイオンプレーティング法の原理図
真空チャンバーにドリルなどの被処理物を搭載した自公転テーブルを入れて真空引きを行います。
最初に、ヒーターにより被処理物の加熱を行い、次に表面の清浄化処理(ボンバード)を行います。
自公転テーブルを通じてバイアス電源により、被処理物に負の電圧を印加します。更に、スパッタ電源を動作させる事によってスパッタプラズマを発生させます。
スパッタプラズマによって金属材料がスパッタリングされ、被処理物に蒸着されると同時に、チャンバー内に導入されたアルゴン・窒素などのプロセスガスと結合し、金属窒化物が成膜されます。
蒸発源ラインナップと特徴
アーク蒸発源やスパッタ源は、ファインコーティング装置のいわば心臓部です。 長年の研究開発の大部分はこれらの開発に費やされました。 アーク方式は原理的に、金属材料の溶けすぎによって粗大粒子(ドロップレット)が放出される問題点がありましたが、それを実質的に克服できる技術を開発しました。 しかし、ひとつで万能のものはなく、材料によって最適な方式が異なります。
蒸発源 | イメージイラスト | 代表的な用途 | 蒸発源の特徴 | アーク電流動作レンジ |
---|---|---|---|---|
2S蒸発源 | 金属窒化膜の形成 | 低いアーク電流からでも動作するため、約200℃の低温成膜にも使用できます。 | 40-150A | |
2SD蒸発源 | 金属窒化膜の積層 | 1基の蒸発源に2つのカソード材料を取り付け、どちらかを選択的に使用できます。 2S蒸発源の特徴に加え、違う材料を交互に放電させるなどの特殊積層膜の成膜に使用できます。 |
40-150A | |
3S蒸発源 | 金属膜、金属窒化膜の成膜 | 強磁場によるプラズマで、ドロプレットの少ない平滑な金属膜、金属窒化膜が成膜できます。 | 60-150A | |
ステアワン蒸発源 | 金属窒化膜の形成 (特に合金膜) |
高い電流で動作し、高速成膜に向いています。 TiAlやAlCrなどの合金膜で、平滑な膜が形成できます。 |
100-200A | |
フラット3S蒸発源 | 水素フリーDLC膜の形成 | カーボンカソード専用の蒸発源です。 最高で70GPaもの高硬度のDLC膜が成膜可能です。 |
40-150A | |
MFA蒸発源 | 平滑水素フリーDLC膜の形成 | フィルタード型のカーボンカソード専用蒸発源です。 | 120-200A | |
スパッタ源 | 平滑な金属膜、 窒化金属膜の形成、 密着層の形成 |
アーク方式ではなく、スパッタリング方式の蒸発源です。 ドロプレットは発生せず平滑な膜が成膜できます。 |
最大電力密度 10W/cm² |
お客様の用途に合わせた
オリジナルな装置を製作します
各モデルの対応実績表
各装置モデルと各蒸発源との組合せにおいて、取付の可不可を一覧表で示します。
ステアワン蒸発源やスパッタ源の場合にはiDSシリーズとなり、それ以外の蒸発源は主にMシリーズが適しています。
蒸発源\装置 | M500C | M500D | M720E | MF720 | iDS-mini | iDS-500 | iDS-720 | iDS-1000 |
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2S蒸発源 | 〇 | 〇 | 〇 | × | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
2SD蒸発源 | 〇 | 〇 | 〇 | × | × | × | × | × |
3S蒸発源 | 〇 | 〇 | 〇 | × | × | × | × | × |
薄型3S蒸発源 | 〇 | 〇 | 〇 | × | × | × | × | 〇 |
ステアワン蒸発源 | △ | △ | △ | × | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
MFA蒸発源 | × | × | × | 〇 | × | × | × | × |
スパッタ源 | × | × | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 |
〇:取付可
×:取付不可
△:取付可ですが一部機能制限があります