化学蒸镀装置及化学蒸镀方法与流程

本发明涉及一种化学蒸镀装置及化学蒸镀方法。

本申请主张基于2015年07月10日在日本申请的专利申请2015-138721号及2016年07月07日在日本申请的专利申请2016-135275号的优先权，并将该内容援用于此。

背景技术：

一直以来使用表面包覆有硬质层的切削工具。例如，已知有将wc基硬质合金等作为基体，并通过化学蒸镀法对其表面包覆tic、tin等硬质层的表面包覆切削工具。作为对切削工具基体的表面包覆处理硬质层的装置，例如已知有专利文献1～3所记载的化学蒸镀装置。

专利文献1：日本特开平5-295548号公报

专利文献2：日本特表2011-528753号公报

专利文献3：日本特开平9-310179号公报

专利文献1、2所记载的化学蒸镀装置中，通过将反应容器内载置有切削工具基体的托盘沿铅垂方向层叠，并使在托盘附近沿铅垂方向延伸的气体供给管旋转来分散原料气体。并且，专利文献3所记载的化学蒸镀装置中，以避免因气体导入口的堵塞所引起的操作上的问题并进行稳定的化学蒸镀为目的，还提出有在底板上设置有两处(或两处以上)气体导入口的减压式立式化学蒸镀装置。

但是，当作为原料气体而使用彼此间反应活性较高的气体种类时，原料气体在供给路径中容易反应。因此，有时因原料气体的反应所产生的反应生成物沉淀于气体供给管的内部或气体喷出口，而发生气体供给不良。其结果，有时气体的反应状态发生不均，且反应容器内的各切削工具的膜质均匀性降低。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于，提供一种能够在多个被成膜物上形成均质的被膜的化学蒸镀装置及化学蒸镀方法。

根据本发明的一方式，提供一种化学蒸镀装置，其特征在于，具有容纳被成膜物的反应容器、设置于所述反应容器内的气体供给管及在所述反应容器内使气体供给管绕旋转轴旋转的旋转驱动装置，所述气体供给管的内部被划分为沿所述旋转轴延伸的第1气体流通部和第2气体流通部，在所述气体供给管的管壁设置有由沿圆周方向相邻配置的至少三个以上的气体喷出口组成的气体喷出口组，所述气体喷出口组包含至少一个以上的第1气体喷出口和至少一个以上的第2气体喷出口，所述第1气体喷出口使流通到所述第1气体流通部的第1气体喷出到所述反应容器内，所述第2气体喷出口使流通到所述第2气体流通部的第2气体喷出到所述反应容器内。

可以为如下结构：在所述气体喷出口组中，设置在相同的所述气体流通部的两个所述气体喷出口绕所述旋转轴的相对角度为60°以上。

可以为如下结构：在所述气体供给管的轴向上设有多个所述气体喷出口组。

可以为如下结构：具备托盘，所述托盘具有载置所述被成膜物的载置面，所述托盘的载置面朝向所述气体供给管的轴向而配置。

可以为如下结构：沿所述气体供给管的轴向层叠配置有多个所述托盘。

可以为如下结构：所述托盘具有贯穿孔，且所述气体供给管插通所述贯穿孔。

根据本发明的一方式，提供一种化学蒸镀方法，其使用上述化学蒸镀装置在被成膜物的表面上形成被膜。

可以为如下方法：使所述气体供给管以10转/分钟以上且60转/分钟以下的转速旋转。

可以为如下方法：使用不含金属元素的原料气体来作为所述第1气体，使用含有金属元素的原料气体来作为所述第2气体。

可以为如下方法：使用不含金属元素的原料气体来作为所述第2气体，使用含有金属元素的原料气体来作为所述第1气体。

可以为如下方法：使用含氨气体来作为使用不含所述金属元素的原料气体的所述第1气体或第2气体。

根据本发明的方式，提供一种能够在多个被成膜物上形成均质的被膜的化学蒸镀装置及化学蒸镀方法。

附图说明

图1为实施方式所涉及的化学蒸镀装置的剖视图。

图2为表示气体供给管及旋转驱动装置的剖视图。

图3为气体供给管的横剖视图。

图4为气体供给管的局部立体图。

图5a为与气体喷出口的配置有关的说明图。

图5b为与气体喷出口的配置有关的说明图。

图5c为与气体喷出口的配置有关的说明图。

图6为表示气体供给管的其他例的剖视图。

图7为表示气体供给管的其他例的剖视图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。

(化学蒸镀装置)

图1是本实施方式所涉及的化学蒸镀装置的剖视图。图2是表示气体供给管及旋转驱动装置的剖视图。图3是气体供给管的横剖视图。

本实施方式的化学蒸镀装置10为通过在加热气氛下使多个原料气体进行反应，从而在被成膜物的表面形成被膜的cvd(chemicalvapordeposition(化学气相沉积))装置。本实施方式的化学蒸镀装置10能够适宜地使用于在由硬质合金等构成的切削工具基体的表面包覆硬质层的表面包覆切削工具的制造。

作为切削工具基体，可例示wc基硬质合金、ticn基金属陶瓷、si3n4基陶瓷、al2o3基陶瓷、cbn基超高压烧结体等。作为硬质层，可例示altin层、tisin层等。

如图1所示，本实施方式的化学蒸镀装置10具备底板1、设置于底板1上的工件容纳部8、覆盖工件容纳部8且被底板1盖住的钟型的反应容器6、覆盖反应容器6的侧面及上表面的箱型的外热式加热器7。本实施方式的化学蒸镀装置10中，底板1与反应容器6之间的连接部分被密封，可将反应容器6的内部空间保持为减压气氛。

外热式加热器7将反应容器6内升温至规定的成膜温度(例如700℃～1050℃)并保持。

工件容纳部8构成为将载置被成膜物即切削工具基体的多个托盘8a沿铅垂方向层叠。相邻的托盘8a彼此隔着供原料气体充分流通的间隙而配置。工件容纳部8的所有托盘8a的中央具有供气体供给管5插通的贯穿孔。本实施方式中，托盘8a的上表面为载置切削工具基体的载置面。由于各托盘8a水平配置，气体供给管5沿垂直方向延伸，因此托盘8a的载置面(上表面)朝向气体供给管5的轴向而配置。

底板1上设置有气体导入部3、气体排出部4及气体供给管5。

气体导入部3被设置成贯穿底板1，并将两个种类的原料气体组a(第1气体)和原料气体组b(第2气体)供给至反应容器6的内部空间。气体导入部3在底板1的内侧(反应容器6侧)与气体供给管5连接。气体导入部3具有连接于原料气体组a源41的原料气体组a导入管29及连接于原料气体组b源42的原料气体组b导入管30。原料气体组a导入管29及原料气体组b导入管30连接于气体供给管5。气体导入部3上设置有使气体供给管5旋转的马达(旋转驱动装置)2。

气体排出部4被设置成贯穿底板1，并连接真空泵45与反应容器6的内部空间。真空泵45经由气体排出部4对反应容器6进行排气。

气体供给管5为从底板1沿铅垂上方延伸的管状部件。气体供给管5被设置成将工件容纳部8的中央部沿铅垂方向贯通。本实施方式的情况下，气体供给管5的上端被密封，从气体供给管5的侧面向外侧喷射原料气体组。

图2是表示底板1、气体导入部3及气体排出部4的剖视图。

气体排出部4具有与贯穿底板1的气体排气口9连接的气体排气管11。气体排气管11连接于图1所示的真空泵45。

气体导入部3具有：筒状的支承部3a，从底板1的下表面向外侧延伸；旋转式气体导入部件12，容纳于支承部3a内；马达2，经由联轴器2a连结于旋转式气体导入部件12；和滑动部3b，使联轴器2a滑动且密封。

支承部3a的内部与反应容器6的内部连通。支承部3a上设置有贯穿支承部3a的侧壁的原料气体组a导入管29及原料气体组b导入管30。原料气体组a导入管29在铅垂方向上设置于比原料气体组b导入管30更靠近反应容器6的一侧。原料气体组a导入管29具有在支承部3a的内周面上开口的原料气体组a导入口27。原料气体组b导入管30具有在支承部3a的内周面上开口的原料气体组b导入口28。

旋转式气体导入部件12为与支承部3a同轴的圆筒状。旋转式气体导入部件12插入于支承部3a内，通过连结在与反应容器6相反一侧的端部(下侧端部)的马达2绕旋转轴22的轴被旋转驱动。

旋转式气体导入部件12上设置有贯穿旋转式气体导入部件12的侧壁的贯穿孔12a及贯穿孔12b。贯穿孔12a设置在与支承部3a的原料气体组a导入口27相同高度的位置。贯穿孔12b设置在与原料气体组b导入口28相同高度的位置。在旋转式气体导入部件12的外周面中的贯穿孔12a与贯穿孔12b的之间，设置有与其他部位相比形成为较大的直径的密封部12c。密封部12c抵接于支承部3a的内周面，隔离从原料气体组a导入口27流入的原料气体组a及从原料气体组b导入口28流入的原料气体组b。

在旋转式气体导入部件12的内部设置有分隔部件35。分隔部件35将旋转式气体导入部件12的内部划分为沿高度方向(轴向)延伸的原料气体组a导入通道31及原料气体组b导入通道32。原料气体组a导入通道31经由贯穿孔12a连接于原料气体组a导入口27。原料气体组b导入通道32经由贯穿孔12b连接于原料气体组b导入口28。在旋转式气体导入部件12的上端连接有气体供给管5。

以下，对于气体供给管5的结构进行详细说明。

图3是气体供给管5的横剖视图。图4是气体供给管5的局部立体图。图5a～图5c是与气体喷出口的配置相关的说明图。

气体供给管5为圆筒管。在气体供给管5的内部设置有沿高度方向(轴向)延伸的板状的分隔部件5a。分隔部件5a以包含气体供给管5的中心轴(旋转轴22)的方式沿直径方向纵向截断气体供给管5，将气体供给管5的内部大致进行二等分。通过分隔部件5a，气体供给管5的内部划分为原料气体组a流通部(第1气体流通部)14及原料气体组b流通部(第2气体流通部)15。原料气体组a流通部14及原料气体组b流通部15分别在整个气体供给管5的高度方向上延伸。

如图2所示，分隔部件5a的下端与分隔部件35的上端连接。原料气体组a流通部14与原料气体组a导入通道31连接，原料气体组b流通部15与原料气体组b导入通道32连接。因此，从原料气体组a源41供给的原料气体组a的流通路径与从原料气体组b源42供给的原料气体组b的流通路径由分隔部件35及分隔部件5a划分，且为彼此独立的流路。

如图3及图4所示，气体供给管5上设置有分别贯穿气体供给管5的多个原料气体组a喷出口(第1气体喷出口)16及多个原料气体组b喷出口(第2气体喷出口)17a、17b。原料气体组a喷出口16从原料气体组a流通部14向反应容器6的内部空间喷出原料气体组a。原料气体组b喷出口17a、17b从原料气体组b流通部15向反应容器6的内部空间喷出原料气体组b。沿气体供给管5的长度方向(高度方向)分别设置有多处原料气体组a喷出口16及多处原料气体组b喷出口17a、17b(参考图4)。

如图3及图4所示，本实施方式的气体供给管5中，在大致相同的高度位置上设置有原料气体组a喷出口16及原料气体组b喷出口17a、17b。将这些沿圆周方向相邻的三个气体喷出口(原料气体组a喷出口16、原料气体组b喷出口17a、17b)作为一组，如图4所示，构成喷出口组24。气体供给管5上沿高度方向设置有多处喷出口组24。

构成喷出口组24的原料气体组a喷出口16与原料气体组b喷出口17a、17b的高度位置关系设为上述的原料气体组a喷出口16及原料气体组b喷出口17a、17b均与将图4所示的旋转轴22作为法线的一个平面23相交的位置关系。在本实施方式中，将这种位置关系定义为“沿圆周方向相邻”的位置关系。

若示出具体例，则如图5a所示，构成喷出口组24的原料气体组a喷出口16与原料气体组b喷出口17a、17b在相同高度时、以及如图5b所示，构成喷出口组24的原料气体组a喷出口16的一部分与原料气体组b喷出口17a、17b的一部分在相同高度时，这些喷出口符合“沿圆周方向相邻”的位置关系。另一方面，如图5c所示，原料气体组a喷出口16与原料气体组b喷出口17a、17b中的两个气体喷出口设置于这些整体不同的高度上时(图示中，原料气体组a喷出口16与原料气体组b喷出口17a)，不符合“沿圆周方向相邻”的位置关系。

图3所示的原料气体组a喷出口16及原料气体组b喷出口17a、17b为属于相同的喷出口组24的喷出口。喷出口组24中，连通到原料气体组b流通部15的两个原料气体组b喷出口17a、17b的相对角度α为120°。相对角度α能够在60°以上且小于180°的范围内进行变更。当相对角度α小于60°时，形成于工件表面的被膜的膜质偏差较大。优选将相对角度α设为120°以上且小于180°的范围。

本实施方式的情况下，相对角度α被定义为绕以气体供给管5的中心13(旋转轴22)为中心的轴，一原料气体组b喷出口17a的外周侧开口端的中心18a与另一原料气体组b喷出口17b的外周侧开口端的中心18b所呈的角度。相对角度α为绕轴的角度，因此当中心18a、18b的高度方向的位置不同时，相对角度α为将中心18a、18b投影到与旋转轴22正交的面时的角度。

另外，本实施方式中，对设有多个连通到原料气体组b流通部15的喷出口的情况进行了说明，但也可以设置多个连通到原料气体组a流通部14的喷出口。构成喷出口组24的喷出口的数量只要是三个以上，则无特别限定。

(化学蒸镀方法)

使用化学蒸镀装置10的化学蒸镀方法中，通过马达2使气体供给管5绕旋转轴22的轴旋转，并且将原料气体组a及原料气体组b从原料气体组a源41及原料气体组b源42供给至气体导入部3。

气体供给管5的转速优选设定为10转/分钟以上且60转/分钟以下的范围。更优选为20转/分钟以上且60转/分钟以下的范围，进一步优选为30转/分钟以上且60转/分钟以下的范围。由此，能够在反应容器6内的规定的大面积中获得均质的被膜。这是由于从正在旋转的气体供给管5喷出原料气体组时，通过基于气体供给管5的旋转运动的旋转成分(旋回成分)，原料气体组a与原料气体组b分别被搅拌且被均匀地扩散。气体供给管5的转速根据原料气体组a及原料气体组b的气体种类及反应活性的高低来调整。将转速设为超过60转/分钟的速度时，在气体供给管5的附近原料气体发生混合，因此容易发生喷出口的堵塞等不良情况。

作为原料气体组a，能够使用选自不含金属元素的无机原料气体及有机原料气体中的一种以上的气体及载气。作为原料气体组b，能够使用选自无机原料气体及有机原料气体中的一种以上的气体及载气。原料气体组b为包含至少一种以上的金属的气体。

例如，作为原料气体组a选择nh3和载气(h2)，作为原料气体组b选择alcl3、ticl4、n2及载气(h2)来进行化学蒸镀，由此能够制作具有altin层的硬质层的表面包覆切削工具。

并且，例如作为原料气体组a选择nh3和载气(h2)，作为原料气体组b选择alcl3、zrcl4、n2及载气(h2)来进行化学蒸镀，由此能够制作具有alzrn层的硬质层的表面包覆切削工具。

并且，例如作为原料气体组a选择nh3和载气(h2)，作为原料气体组b选择ticl4、sicl4、n2及载气(h2)来进行化学蒸镀，由此能够制作具有tisin层的硬质层的表面包覆切削工具。

并且，例如作为原料气体组a选择nh3和载气(h2)，作为原料气体组b选择alcl3、ticl4、zrcl4、n2及载气(h2)来进行化学蒸镀，由此能够制作具有altizrn层的硬质层的表面包覆切削工具。

由原料气体组a源41供给的原料气体组a经由原料气体组a导入管29、原料气体组a导入口27、原料气体组a导入通道31及原料气体组a流通部14，从原料气体组a喷出口16喷出至反应容器6的内部空间。

并且，由原料气体组b源42供给的原料气体组b经由原料气体组b导入管30、原料气体组b导入口28、原料气体组b导入通道32及原料气体组b流通部15，从两个原料气体组b喷出口17a、17b喷出至反应容器6的内部空间。

从气体供给管5喷出的原料气体组a及原料气体组b在气体供给管5的外侧的反应容器6内进行混合，通过化学蒸镀，在托盘8a上的切削工具基体的表面形成硬质层。

本实施方式的化学蒸镀装置10中，通过将原料气体组a及原料气体组b在气体供给管5内不进行混合而分离，并从正在旋转的气体供给管5喷出之后，在反应容器6的内部进行混合。如此，通过将原料气体组a、b分离而供给，能够抑制气体供给管5的内部因反应生成物而堵塞或因所沉积的被膜成分而喷出口堵塞。

并且，根据该结构，能够调整进行气体混合和气体到达切削工具基体表面的时间，并能够直至远离气体供给管5的位置的切削工具为止形成膜质均匀的硬质层。以下对该作用效果进行详细说明。

从气体供给管5喷出的原料气体组a及原料气体组b在气体供给管5的附近浓度较高，并随着沿径向远离气体供给管5，扩散为均匀的浓度。因此，原料气体组a及原料气体组b在气体供给管5的附近进行混合时所形成的硬质层(被膜)的膜质与在远离气体供给管5的位置进行混合时所形成的硬质层的膜质不同。如此一来，无法在所期望的大面积区域中获得膜质均匀的硬质层。

并且，当原料气体组a中存在两种以上的原料气体种类时，有时因这两种原料气体种类与原料气体组b的气体种类之间的反应性不同而膜质中产生差异。例如，当原料气体组a包含气体种类a1、a2时，若与气体种类a1相比，气体种类a2相对于原料气体组b的气体种类b1的反应性高，则在气体供给管5附近容易进行气体种类a2与气体种类b1的反应。其结果，因离气体供给管5的距离的不同而导致在膜质中产生偏差。

于是，本实施方式的化学蒸镀装置10中，设置了在气体供给管5的圆周方向上相邻的三个喷出口(原料气体组a喷出口16、原料气体组b喷出口17a、17b)。由此，从气体供给管5的侧面的三处喷出气体，因此能够轻松地调整气体供给管5附近的原料气体组a、b的浓度。并且，通过调整圆周方向上的喷出口的间隔，能够自由调整原料气体组a与原料气体组b的混合时刻。从而，根据本实施方式，能够使原料气体组a与原料气体组b的混合情况绕轴发生变化，从而成为考虑了气体种类彼此的反应性的气体组的混合情况。其结果，本实施方式的化学蒸镀装置10中，在反应容器6内发生均质反应，且能够对载置在托盘8a上的多个切削工具基体，以均匀的膜质形成硬质层。

另外，硬质层的膜质的均匀性也依赖于原料气体组a与原料气体组b彼此的反应活性。本实施方式的情况下，通过调整气体供给管5的转速，能够控制原料气体组a、原料气体组b的接触距离。因此，通过根据原料气体组的种类来调整转速，能够进一步提高膜质的均质性。

并且，如图4所示，本实施方式的化学蒸镀装置10中，沿气体供给管5的高度方向(轴向)设置有多个沿圆周方向相邻的喷出口组24。由此，工件容纳部8的各段(托盘8a)中，原料气体组a及原料气体组b各自不会停留而沿径向均匀地扩散并混合，因此能够在托盘8a上的广阔区域形成均质的硬质层。

另外，本实施方式中，对喷出口组24由三个喷出口构成的情况进行了说明，但如图6所示，可以设置四个喷出口。图6所示的气体供给管5具有两个原料气体组a喷出口16a、16b和两个原料气体组b喷出口17a、17b。设为这种结构的情况下，通过调整四个喷出口的位置，能够调整气体供给管5附近的原料气体组a及原料气体组b的浓度和气体种类的混合时刻，并能够形成膜质均匀的硬质层。

图6所示的两个原料气体组a喷出口16a、16b绕轴的相对角度β能够在60°以上且小于180°的范围内进行变更。当相对角度β小于60°时，形成于工件表面的被膜的膜质偏差较大。优选将相对角度β设为120°以上且小于180°的范围。

相对角度β被定义为绕以气体供给管5的中心13(旋转轴22)为中心的轴，一原料气体组a喷出口16a的外周侧开口端的中心19a与另一原料气体组a喷出口16b的外周侧开口端的中心19b所成的角度。相对角度β为绕轴的角度，因此中心19a、19b的高度方向的位置不同的情况下，相对角度β为将中心19a、19b投影于与旋转轴22正交的面时的角度。

并且，本实施方式中，对气体供给管5为圆筒管的情况进行了说明，但如图7所示，可以使用由剖面矩形状角形管组成的气体供给管5a。图7所示的气体供给管5a构成为具有四个喷出口(原料气体组a喷出口16a、16b、原料气体组b喷出口17a、17b)的结构，但也可以构成为图3所示的具有三个喷出口的结构。并且，并不限定于剖面矩形状，可以使用由六边形状或八边形状的角形管组成的气体供给管。

实施例

本实施例中，使用了参考图1～图5c进行说明的实施方式的化学蒸镀装置10(以下，简称为“本实施例装置”。)。钟型的反应容器6的直径设为250mm、高度设为750mm。作为外热式加热器7，使用了能够将反应容器6内加热至700℃～1050℃的加热器。作为托盘8a，使用了在中心部形成有直径65mm的中心孔的外径220mm的环状的夹具。

在夹具(托盘8a)上载置具有jis标准cnmg120408的形状(厚度：4.76mm×内切圆直径：12.7mm的80°菱形)的wc基硬质合金基体作为被成膜物。

另外，由wc基硬质合金基体构成的被成膜物沿夹具(托盘8a)的径向以20mm～30mm的间隔载置，并以沿夹具的圆周方向大致成为等间隔的方式载置该被成膜物。

使用本实施例装置将各种原料气体组a及原料气体组b分别以规定的流量供给至气体供给管5，使气体供给管5旋转且将原料气体组a及原料气体组b喷出至反应容器6内。由此，通过化学蒸镀，在由wc基硬质合金基体构成的被成膜物的表面上形成实施例1～实施例12、比较例1～4的硬质层(硬质被膜)。

表1中示出化学蒸镀中所使用的原料气体组a和原料气体组b的成分及组成。

表2中示出实施例1～12和比较例1～4中的化学蒸镀的各种条件。

表2所示的单位“slm”为标准流量l/min(standard)。标准流量为以20℃、1大气压(1atm)换算的每分钟的体积流量。

并且，表2所示的单位“rpm”为每分钟的转数，在此是指气体供给管5的转速。

[表2]

(注1)是指气体供给管5的转速。

(注2)是指使流通到原料气体组a流通部(第1气体流通部)14的原料气体组a(第1气体)喷出到反应容器内的原料气体a组喷出口(第1气体喷出口)的数量。

(注3)是指设置在使流通到原料气体组a流通部(第1气体流通部)14的原料气体组a(第1气体)喷出到反应容器内的原料气体a组喷出口(第1气体喷出口)上的喷出口彼此绕旋转轴的相对角度。用“-(连字符)”表示是因为原料气体组a喷出口(第1气体喷出口)的数量为仅1个,从而无法对所述相对角度进行定义。

(注4)是指使流通到原料气体组b流通部(第2气体流通部)15的原料气体组b(第2气体)喷出到反应容器内的原料气体组b喷出口(第2气体喷出口)的数量。

(注5)是指设置在使流通到原料气体组b流通部(第2气体流通部)15的原料气体组b(第2气体)喷出到反应容器内的原料气体组b喷出口(第2气体喷出口)上的喷出口彼此绕旋转轴的相对角度。用“-(连字符)”表示是因为原料气体组b喷出口(第2气体喷出口)的数量为仅1个,从而无法对所述相对角度进行定义。

关于实施例1～12、比较例1～4的各试样，调查所成膜的硬质被膜的膜质均匀性。关于各条件，对载置在离环状的夹具(托盘8a)的中心孔较近的内周侧的十处的wc基硬质合金基体，通过电子探针显微分析仪(epma，electron-probe-micro-analyser)测定在表面所成膜的硬质被膜的组成，并求出各种被膜中的特定元素的含有比例。

具体而言，altin被膜中，求出al占al与ti的总量的平均含有比例(原子比)al/al+ti(原子％)。alzrn被膜中，求出al占al与zr的总量的平均含有比例(原子比)al/al+zr(原子％)。tisin被膜中，求出ti占ti与si的总量的平均含有比例(原子比)ti/ti+si(原子％)。altizrn被膜中，求出al占al、ti及zr的总量的平均含有比例(原子比)al/al+ti+zr(原子％)。

并且，对于载置在环状夹具(托盘8a)的外周侧的十处的wc基超硬合金基体，以与上述相同的方式求出al或ti的平均含有比例(原子比)。而且，求出“形成在夹具内周侧的基体上的被膜的al或ti的平均含有比例(原子比)”与“形成在夹具外周侧的基体上的被膜的al或ti的平均含有比例(原子比)”之差来作为“内周侧与外周侧的al或ti的平均含有比例(原子比)之差”。表3及表4中示出上述中求出的各值。

[表3]

[表4]

根据表3及表4的结果，在将喷出口组24中的原料气体组a喷出口16和原料气体组b喷出口17a、17b沿旋转轴的圆周方向相邻设置合计至少三个以上的实施例1～实施例12中，作为原料气体组使用彼此反应活性高的气体种类的情况下，“内周侧与外周侧的al或ti的平均含有比例(原子比)之差”也极小且为0.04以下(原子比)。从而，确认到即使在配置在反应容器6内的夹具(托盘8a)中的任一处载置基体，也可形成膜质均匀的硬质被膜。

即使原料气体组a中包含氨气(nh3)，且氨气与原料气体组b的金属氯化物气体(alcl3、ticl4、zrcl4等)的反应活性高，也能够在夹具上的宽范围形成膜质均匀的altin被膜、alzrn被膜、tisin被膜、altizrn被膜。

尤其，将喷出口的相对角度设为60°以上的情况下，可得到“内周侧与外周侧的al或ti的平均含有比例(原子比)之差”为0.03以下(原子比)这种更加良好的膜质均匀性。

另一方面，在旋转轴的圆周方向上相邻设置的原料气体组a喷出口16和原料气体组b喷出口17合计为两个的比较例1～比较例4中，根据表3及表4的结果，与实施例相比，“内周侧与外周侧的al或ti的平均含有比例(原子比)之差”大。由此，确认到与实施例1～实施例12相比，比较例1～比较例4的膜质均匀性差。

产业上的可利用性

如前述，在以往伴有难度的将彼此间反应活性较高的气体种类使用于原料气体组而成膜时，本发明的化学蒸镀装置及化学蒸镀方法也可在大面积上形成均质的被膜，因此在节能化、以及低成本化方面能够充分满足地应对产业上的利用。

并且，本发明的化学蒸镀装置及化学蒸镀方法不仅在包覆有硬质层的表面包覆切削工具的制造上非常有效，而且当然也能够根据需要耐磨损性的冲压模具及需要滑动特性的机械部件的成膜等蒸镀形成的膜种，对各种被成膜物使用本发明。

符号说明

5、5a…气体供给管，6…反应容器，10…化学蒸镀装置，22…旋转轴，24…喷出口组，2…马达(旋转驱动装置)，14…原料气体组a流通部(第1气体流通部)，15…原料气体组b流通部(第2气体流通部)，16、16a、16b…原料气体组a喷出口(第1气体喷出口)，17a、17b…原料气体组b喷出口(第2气体喷出口)。