專(zhuān)利名稱(chēng)：用于物理氣相沉積的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過(guò)物理氣相沉積(PVD)技術(shù)來(lái)沉積材料的設(shè)備及方法。更具體 地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于通過(guò)PVD來(lái)在一種基體、尤其是納米層涂層上沉積一個(gè)或多個(gè)涂覆 層的設(shè)備和方法，其中，這些涂層展現(xiàn)了改進(jìn)的涂層周期性和/或這些涂覆層之間清晰突 出的邊界。
背景技術(shù)：
迄今為止，PVD技術(shù)對(duì)于在一種基體上沉積一個(gè)或多個(gè)涂覆層一直是有用的。一個(gè) 示例性種類(lèi)的基體是這樣一種基體當(dāng)涂覆有一種適當(dāng)?shù)耐扛膊牧蠒r(shí)，它作為一種切削工 具在金屬切削(或其他的材料去除)應(yīng)用中是有用的，這些應(yīng)用包括(但不限于)形成切 屑的材料去除應(yīng)用。以下文件披露了 PVD技術(shù)來(lái)生產(chǎn)涂覆的切削工具的用途授予
等人的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5，879，823 :a Coated Cutting Tool (—種涂覆的切削工具)。對(duì)這個(gè) 專(zhuān)利的確認(rèn)并不旨在限制本發(fā)明的范圍，而是僅僅示出適合于通過(guò)PVD進(jìn)行涂覆的代表性 物品。這個(gè)專(zhuān)利特此通過(guò)引用結(jié)合在此。PVD技術(shù)對(duì)于沉積多個(gè)納米層的涂覆材料是有用的。典型地，一個(gè)單一納米層具有 的厚度是等于或小于約100納米。涂覆納米層的PVD沉積的示例性文件是授予Penich等 人的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6，660，133 =Nanolayered Coated Cutting Tool and Method for Making the Same,以及授予 Penich 等人的美國(guó)專(zhuān)利號(hào) 6，884，499 =Nanolayered CoatedCutting Tool and Method for Making the Same。對(duì)這些文件的確認(rèn)并不旨在限制本發(fā)明的范圍， 而是僅僅示出了通過(guò)PVD所施加的涂覆納米層的代表性例子。這些專(zhuān)利特此通過(guò)弓I用結(jié)合 在此。參見(jiàn)PVD 方法的說(shuō)明，Donald Mattox (1998)的出版物 Handbookof Physical Vapor Deposition(PVD)Processing(由 Noyes Publications, Westwood, New Jersey USA 出版)總體上描述了 PVD方法。總體上，PVD方法是原子學(xué)的沉積方法，其中從一種固態(tài)或 液態(tài)源中濺射或蒸發(fā)出處于離子、原子或分子形式的材料，該材料被輸送穿過(guò)一種低壓離 子體環(huán)境(并且經(jīng)常與其進(jìn)行反應(yīng))到達(dá)該基體，在此處該材料冷凝并形成一種薄膜。PVD 方法可以用來(lái)沉積厚度為從幾個(gè)納米到幾千個(gè)納米的薄膜。PVD方法還可以用來(lái)沉積多層 薄膜、分級(jí)的組合物沉積物、非常厚的沉積物以及獨(dú)立式結(jié)構(gòu)。PVD方法可以用來(lái)沉積這樣 一種薄膜該薄膜包括被蒸發(fā)的材料與一種周?chē)臍怏w環(huán)境(例如，像可以與蒸發(fā)的鈦進(jìn) 行反應(yīng)從而在基體上沉積氮化鈦的氮?dú)?的反應(yīng)產(chǎn)物。該Noyes出版社還描述了幾種物理氣相沉積方法。這些PVD方法包括真空沉積或 真空蒸發(fā)；濺射沉積、電弧氣相沉積、以及離子電鍍。在濺射沉積方法中，存在著從一個(gè)表 面(“靶材”)去除的顆粒通過(guò)物理濺射方法進(jìn)行的沉積。電弧氣相沉積使用高電流、低電 壓的電弧來(lái)將一個(gè)陰極電極(陰極電弧)或陽(yáng)極電極(陽(yáng)極電弧)蒸發(fā)并且將所蒸發(fā)的材 料沉積在一個(gè)基體上。在離子電鍍(有時(shí)候被稱(chēng)為離子輔助沉積(IAD)或離子氣相沉積 (IVD))中，沉積材料可以或者通過(guò)蒸發(fā)、濺射電弧侵蝕或者通過(guò)一種化學(xué)蒸汽前體的分解而被蒸發(fā)。所有方法都利用了對(duì)沉積薄膜的同時(shí)的或周期性的轟擊來(lái)修飾并控制沉積薄膜 的特性。在一種真空沉積或真空蒸發(fā)方法中，來(lái)自一種熱蒸發(fā)源的這些離子、原子或分子 到達(dá)該基體，伴隨著與沉積室中的剩余氣體分子的最小碰撞。真空沉積正常地要求好于10_4 托的真空。雖然所有PVD涂覆技術(shù)都已經(jīng)成功用于涂覆一種基體，甚至涂覆帶有一種涂覆方 案(包括多個(gè)具有不同組成的層)的基體，但仍存在著改進(jìn)此種方法的需要。關(guān)于在相鄰 涂覆層之間的邊界處發(fā)生的涂覆材料的重疊，這是尤其正確的。更確切地說(shuō)，從靶材上逐出的涂覆材料可能以在某種程度上展開(kāi)的方式行進(jìn)， 例如，該涂覆材料采取了一種羽流的形式，有時(shí)候是通過(guò)余弦定律分布(cosinus law distribution)進(jìn)行描述。其結(jié)果是，從一個(gè)靶材發(fā)射出的涂覆材料的某個(gè)部分偏離了垂直 于靶材的方向并且可能重疊在來(lái)自另一靶材的涂覆材料的沉積區(qū)域上。當(dāng)所有靶材(或陰 極)都是同種材料時(shí)，來(lái)自各個(gè)靶材的涂覆材料的重疊有助于在整個(gè)加載中使該涂層均質(zhì) 化并且因此是所希望的。但是，在靶材為不同材料的情況下，涂覆材料的重疊可能產(chǎn)生涂覆 材料的不利混合物并且是不希望的，因?yàn)槌练e在基體上的實(shí)際的納米層涂覆方案與所打算 的涂覆方案將不相符。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)不同涂覆材料的重疊可以產(chǎn)生低于最佳的涂層特性并且影響 涂層以及涂覆的物品的性能。這對(duì)于涂覆的切削工具是尤其正確的，在涂覆的切削工具中 該涂層關(guān)于該切削工具的性能(包括使用壽命)起到了關(guān)鍵作用。正如可以理解的，不同 的涂層組成可以產(chǎn)生不同的性能結(jié)果。此外，多個(gè)層之間的銳利或明晰的邊界可以影響該涂覆的切削工具的特性。多個(gè) 層之間的一種銳利或明晰的邊界可以形成一種在這些涂覆層之間具有強(qiáng)力的輪廓分明的 邊界的涂覆方案。這些強(qiáng)力的邊界限制了缺陷在這些層之間的遷移，以改進(jìn)多種特性，例 如，像薄膜的硬度、對(duì)薄膜中微裂紋的耐受性和/或裂縫展開(kāi)的耐受性。類(lèi)似地，有利的是 在交替的涂覆層之間具有一個(gè)明晰的邊界來(lái)幫助維持該涂覆方案的每個(gè)周期之間的均勻 的周期性和一致性。包含多個(gè)納米層薄膜、尤其是在納米層之間具有強(qiáng)力的輪廓分明的邊 界的涂覆方案提供了機(jī)會(huì)來(lái)設(shè)計(jì)寬范圍的涂覆方案，這些涂覆方案展現(xiàn)出了很好地適合于 不同的材料去除應(yīng)用的不同特性。隨著PVD靶材的功率/電流設(shè)置的增大，沉積速率增大了。但是，因?yàn)楣β?電流 設(shè)置增大了，在來(lái)自不同組成的靶材(即，彼此具有不同組成的靶材)的羽流中重疊增大 了，從而導(dǎo)致了這些層的互混。這種互混導(dǎo)致了不夠明晰(或強(qiáng)力)的邊界結(jié)構(gòu)，并且因此 導(dǎo)致了在這些層之間特性上更小的區(qū)別，尤其在希望是納米層時(shí)。因此這種互混限制了來(lái) 自納米層涂層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明通過(guò)允許這些PVD靶材(涂覆材料源)的高功率/電流 設(shè)置并同時(shí)維持相鄰層的差異性(特別是在一種納米層結(jié)構(gòu)的涂層中)來(lái)著手解決這一問(wèn) 題。因此可以理解的是，將希望提供改進(jìn)的設(shè)備連同改進(jìn)的方法用于通過(guò)PVD技術(shù)來(lái) 沉積涂覆材料、并且尤其是具有不同組成的涂覆材料。還將希望的是提供改進(jìn)的設(shè)備、連同改進(jìn)的方法用于通過(guò)PVD技術(shù)來(lái)沉積多個(gè)納 米層的材料，尤其是關(guān)于一種涂覆方案，該涂覆方案包括交替的納米層或順序的納米層或甚至是具有不同組成的納米層的無(wú)規(guī)則的構(gòu)造。在這個(gè)方面，如果此類(lèi)設(shè)備和技術(shù)減少了 來(lái)自相鄰陰極源的涂覆材料羽流之間的重疊、由此這些納米層在其之間呈現(xiàn)出強(qiáng)力的輪廓 分明的邊界，則將是有益的。如果此類(lèi)設(shè)備和技術(shù)允許獨(dú)立于涂覆反應(yīng)器的其他操作參數(shù) (例如，施加給陰極的功率水平、轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速、室內(nèi)的壓力和/或溫度、以及其他類(lèi)似的參 數(shù))而對(duì)這些納米層的厚度進(jìn)行控制，則也將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
在一種PVD涂覆方法中，常見(jiàn)的是來(lái)自每個(gè)陰極的涂覆材料羽流遍布該反應(yīng)器室 展開(kāi)而在涂覆沉積的區(qū)域(即，涂覆材料撞擊到一個(gè)或多個(gè)基體上所在的區(qū)域)內(nèi)彼此重 疊(或干擾)。此種重疊的程度取決于多個(gè)因素，例如，像待涂覆的這些基體(例如，切削工 具的毛坯)的填充密度、連同操作參數(shù)像施加至這些靶材的功率/電流水平。此種重疊是 不希望的、并且在這些陰極(或靶材)具有不同的材料組成時(shí)是尤其不希望的，因?yàn)樵摷{米 層涂覆方案與所打算的涂覆方案不相符。更確切地說(shuō)，涂覆材料羽流的重疊導(dǎo)致了在單獨(dú) 的納米層之間缺乏強(qiáng)力的輪廓分明的邊界。在納米層之間不具有強(qiáng)力的輪廓分明的邊界的 納米層允許缺陷在這些納米層之間遷移。在納米層之間不具有強(qiáng)力的輪廓分明的邊界的納 米層還導(dǎo)致了具有不一致的厚度的納米層、以及納米層涂覆方案的周期性上的不一致性。鑒于以上內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)基本的方面是提供PVD設(shè)備、連同一種PVD方法，它 獨(dú)立于該涂覆設(shè)備(反應(yīng)器)的操作參數(shù)而減少了涂覆材料羽流在該涂覆材料撞擊到一個(gè) 或多個(gè)基體上的區(qū)域內(nèi)重疊的程度。通過(guò)實(shí)現(xiàn)這樣的減少，這些納米層將在其間展現(xiàn)強(qiáng)力 的輪廓分明的邊界以幫助防止缺陷在納米層之間的遷移。此外，這些納米層將展現(xiàn)一致的 受控制的厚度以及納米層涂覆方案中的一致的周期性。本發(fā)明在其一種形式中是用于涂覆基體的一種物理氣相沉積裝置。該裝置包括被 適配為接收該基體的一個(gè)基體保持件。該裝置進(jìn)一步包括一種涂覆材料源，它發(fā)射出一個(gè) 涂覆材料發(fā)散性流束，該發(fā)散性流束包括一個(gè)涂覆材料的發(fā)散部分(diverse portion)以 及一個(gè)涂覆材料的定向部分。該裝置還包括一種遮擋裝置，該遮擋裝置被定位為與該涂覆 材料源進(jìn)行運(yùn)作性接合，用于接收并且碰撞該涂覆材料發(fā)散性流束，這樣使得該涂覆材料 的定向部分連續(xù)地離開(kāi)該遮擋裝置從而總體上朝向該基體保持件行進(jìn)。該涂覆材料的定向 部分展現(xiàn)出比該涂覆材料發(fā)散性流束更小的發(fā)散性。本發(fā)明在其又一種形式中是用于向基體施用一種涂覆方案的一種物理氣相沉積 裝置。該裝置包括被適配為接收該基體的一個(gè)基體保持件。該裝置還包括一種第一涂覆材 料源，它發(fā)射出第一涂覆材料的一個(gè)第一發(fā)散性流束，該發(fā)散性流束包括第一涂覆材料的 一個(gè)第一發(fā)散部分以及第一涂覆材料的一個(gè)第一定向部分。該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)第一遮 擋裝置，該遮擋裝置被定位為與該第一涂覆材料源進(jìn)行運(yùn)作性接合，用于接收并且碰撞該 第一涂覆材料的第一發(fā)散性流束，這樣使得該第一涂覆材料的第一定向部分離開(kāi)該第一遮 擋裝置從而總體上朝向該基體保持件行進(jìn)。該第一涂覆材料的第一定向部分展現(xiàn)出比該第 一涂覆材料的第一發(fā)散性流束更小的發(fā)散性。該裝置進(jìn)一步包括一種第二涂覆材料源，它 發(fā)射出第二涂覆材料的一個(gè)第二發(fā)散性流束，該發(fā)散性流束包括第二涂覆材料的一個(gè)第二 發(fā)散部分以及第二涂覆材料的一個(gè)第二定向部分。本發(fā)明在其仍又一種形式中是與一種物理氣相沉積裝置結(jié)合使用的一種遮擋件，該物理氣相沉積裝置具有一種涂覆材料源，該涂覆材料源發(fā)射出一個(gè)涂覆材料發(fā)散性流 束，該發(fā)散性流束包括一個(gè)涂覆材料的發(fā)散部分以及一個(gè)涂覆材料的定向部分。該遮擋件 包括一個(gè)遮擋件本體，該本體具有接收該涂覆材料發(fā)散性流束的一個(gè)近端。該遮擋件本體 進(jìn)一步定義了一個(gè)窗口，該涂覆材料的定向部分連續(xù)地通過(guò)該窗口。該遮擋件本體具有一 個(gè)遠(yuǎn)端，該涂覆材料的定向部分通過(guò)該遠(yuǎn)端離開(kāi)該遮擋件本體，從而展現(xiàn)出比該涂覆材料 發(fā)散性流束更小的發(fā)散性。有關(guān)這些遮擋件/遮擋裝置的本發(fā)明的一個(gè)方面是這些遮擋件/遮擋裝置在基 體最靠近靶材處大致覆蓋了靶材與基體(例如，切削鑲片)之間距離的至少約百分之五十 (50% )0更優(yōu)選地，所希望的是該遮擋件/遮擋裝置在基體最靠近靶材處大致覆蓋了靶材 與基體(例如，切削鑲片)之間距離的至少約百分之七十五(75%)。本發(fā)明在其又一種形式中是通過(guò)物理氣相沉積來(lái)涂覆基體表面的一種方法，該方 法包括以下步驟提供一個(gè)被適配為接收該基體的基體保持件；從一個(gè)涂覆材料源中發(fā)射 出一個(gè)涂覆材料發(fā)散性流束，其中該涂覆材料發(fā)散性流束包括一個(gè)涂覆材料的發(fā)散部分以 及一個(gè)涂覆材料的定向部分；并且提供一個(gè)遮擋件，該遮擋件接收該涂覆材料發(fā)散性流束， 由此該遮擋件阻擋了該涂覆材料的發(fā)散部分離開(kāi)該遮擋件并且允許該涂覆材料的定向部 分離開(kāi)該遮擋件從而總體上朝向基體保持件行進(jìn)，由此該涂覆材料的定向部分比該涂覆材 料發(fā)散性流束展現(xiàn)了更小的發(fā)散性，這樣使得該涂覆材料的定向部分的一個(gè)實(shí)質(zhì)性部分撞 擊了該基體。本發(fā)明在其又一種形式中是用于通過(guò)物理氣相沉積來(lái)涂覆基體表面的一種方法， 該方法包括以下步驟提供一個(gè)被適配為接收該基體的基體保持件；從一個(gè)第一涂覆材料 源中發(fā)射出涂覆材料的一個(gè)第一發(fā)散性流束，其中該涂覆材料的第一發(fā)散性流束包括涂覆 材料的一個(gè)第一發(fā)散部分以及涂覆材料的一個(gè)第一定向部分；提供一個(gè)第一遮擋件，該第 一遮擋件接收該涂覆材料的第一發(fā)散性流束，由此該第一遮擋件阻擋了該涂覆材料的第一 發(fā)散部分離開(kāi)第一遮擋件并且允許該涂覆材料的第一定向部分離開(kāi)第一遮擋件從而總體 上朝向基體保持件行進(jìn)，由此該涂覆材料的第一定向部分比該涂覆材料的第一發(fā)散性流束 展現(xiàn)了更小的發(fā)散性，這樣使得該涂覆材料的第一定向部分的一個(gè)實(shí)質(zhì)性部分撞擊了該基 體；從一個(gè)第二涂覆材料源中發(fā)射出涂覆材料的一個(gè)第二發(fā)散性流束，其中該涂覆材料的 第二發(fā)散性流束包括涂覆材料的一個(gè)第二發(fā)散部分以及涂覆材料的一個(gè)第二定向部分；并 且提供一個(gè)第二遮擋件，該第二遮擋件接收該涂覆材料的第二發(fā)散性流束，由此該第二遮 擋件阻擋了該涂覆材料的第二發(fā)散部分離開(kāi)第二遮擋件并且允許該涂覆材料的第二定向 部分離開(kāi)第二遮擋件從而總體上朝向基體保持件行進(jìn)，由此該涂覆材料的第二定向部分比 該涂覆材料的第二發(fā)散性流束展現(xiàn)了更小的發(fā)散性，這樣使得該涂覆材料的第二定向部分 的一個(gè)實(shí)質(zhì)性部分撞擊了該基體。本發(fā)明在其又一種形式中是一種物理氣相沉積涂覆的物品。該物品包括呈現(xiàn)了一 個(gè)表面的一個(gè)基體，其中在該基體表面的至少一部分上有一個(gè)涂層。該涂層包括多種元素， 其中這些元素中的每一種都通過(guò)物理氣相沉積從它的單獨(dú)的源中連續(xù)地發(fā)射出。該涂層包 括多個(gè)交替納米層的一個(gè)涂層組，其中這些交替納米層之一完全缺乏這些連續(xù)發(fā)射出的元 素中的一種，并且這些交替納米層中另一個(gè)包含這個(gè)交替納米層所缺乏的這種元素。


以下是對(duì)附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明，這些附圖形成本專(zhuān)利申請(qǐng)的一部分圖1是一種將一個(gè)涂覆方案沉積在基體上的一種現(xiàn)有技術(shù)的安排的一個(gè)機(jī)械示 意圖，其中該涂覆方案是一種使用三個(gè)間隔開(kāi)的靶材進(jìn)行沉積的多層涂覆方案；圖2是用于將一個(gè)多層涂覆方案沉積在基體上的本發(fā)明的PVD安排的一個(gè)第一具 體實(shí)施方案的機(jī)械示意圖，該多層涂覆方案是使用三個(gè)間隔開(kāi)的陰極進(jìn)行沉積的，其中這 些陰極中只有一個(gè)具有一組定位在其附近的遮擋件；圖3是圖2所代表的涂覆反應(yīng)器內(nèi)部的一部分的一個(gè)等距視圖，示出了一對(duì)垂直 對(duì)齊的陰極(來(lái)自三個(gè)一組的垂直對(duì)齊的陰極)，并且其中在這些陰極中的每一個(gè)附近定 位了一對(duì)被間隔開(kāi)的遮擋件；圖4是圖2代表的涂覆反應(yīng)器的一個(gè)三維的機(jī)械示意圖；圖5是用于將一個(gè)多層涂覆方案沉積在一個(gè)基體上的本發(fā)明的PVD安排的一個(gè)第 二具體實(shí)施方案的機(jī)械示意圖，該多層涂覆方案是使用多個(gè)間隔開(kāi)的陰極或靶材進(jìn)行沉積 的，其中這些靶材中僅有一個(gè)具有一組對(duì)應(yīng)的弧形遮擋件；圖6是一個(gè)條形圖，描繪了在316不銹鋼的車(chē)削中這些遮擋件之間的間距(以毫 米報(bào)告)對(duì)實(shí)例1A、1B和IC的工具壽命(以分鐘報(bào)告)的影響；圖7是一個(gè)條形圖，描繪了在304不銹鋼的一個(gè)實(shí)心塊體的端面銑削中對(duì)于實(shí)例 2A、2B和2C在達(dá)到失效標(biāo)準(zhǔn)之前這些遮擋件之間的間距(以毫米報(bào)告)對(duì)通行數(shù)目的影 響；圖8是一個(gè)條形圖，描繪了在316不銹鋼的GP車(chē)削中供給靶材的電流(報(bào)告為 “高”(等于60安培的電流)或者“低”(等于40安培的電流))對(duì)實(shí)例3A、3B、3C和3D的 工具壽命(以分鐘報(bào)告)的影響；圖9是一種納米層涂覆方案的EDS (能量色散光譜法)線輪廓，該納米層涂覆方案 包括鈦-鋁-硅-鉻氮化物以及鈦-鋁-硅-氮化物的交替納米層，并且在等于40納米的 掃描范圍上列出了以原子百分比計(jì)的鋁(菱形)、硅(正方形)、鈦(三角形)和鉻(圓形) 的含量，其中這些遮擋件與鉻靶材相鄰并且供給鉻靶材的電流是60安培；圖10是通過(guò)透射電子顯微術(shù)(TEM)得到的圖9的納米層涂覆方案的顯微照片并 且該照片包括20納米的一個(gè)圖例；圖11是一個(gè)機(jī)械示意圖(即，射線圖)，示出了在與具有預(yù)選定軸向長(zhǎng)度的一種遮 擋組件結(jié)合使用時(shí)，從具有預(yù)選定的尺寸以及距基體的距離的一個(gè)涂覆材料源發(fā)射出的涂 覆材料的行程；圖12是一個(gè)機(jī)械示意圖(S卩，射線圖)，示出了在與具有短于圖11的裝置的軸向 長(zhǎng)度的一種遮擋組件結(jié)合使用時(shí)，從具有預(yù)選定的尺寸以及距基體的距離(與圖11中的裝 置的那些相同)的一個(gè)涂覆材料源發(fā)射出的涂覆材料的行程；圖13是一個(gè)機(jī)械示意圖(S卩，射線圖)，示出了在與具有相同于圖11的裝置的軸 向長(zhǎng)度的一種遮擋組件結(jié)合使用時(shí)，從一個(gè)涂覆材料源(具有比圖11的裝置的涂覆材料源 更小的寬度，位于與圖11中的裝置距離基體相同的距離)發(fā)射出的涂覆材料的行程；并且圖14是一個(gè)機(jī)械示意圖(S卩，射線圖)，示出了在與具有相同于圖12的裝置的軸 向長(zhǎng)度、但是帶有一個(gè)第二介導(dǎo)窗口的一種遮擋組件結(jié)合使用時(shí)，從具有預(yù)選定的尺寸以
10及距基體的距離(與圖12中的裝置的那些相同)的一個(gè)涂覆材料源發(fā)射出的涂覆材料的 行程。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)附圖，圖1展示了使用電弧氣相PVD方法用于在基體上沉積涂層的一種現(xiàn)有 技術(shù)的安排的一個(gè)機(jī)械示意圖。該現(xiàn)有技術(shù)的安排總體上表示為50。圖1中列出的安排50 是沿著所示的一個(gè)3軸線的旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)控制的沉積室的這些線，并且在Hsieh等人名稱(chēng)為 "Deposition and characterization of TiAlN and multi-layeredTiN/TiAIN coatings using unbalanced magnetron sputtering" 在 Surface and Coatings Technology, Vol. 108-109，(1998)第132-137頁(yè)上的文章中進(jìn)行了描述，該文章通過(guò)引用結(jié)合在此。現(xiàn)有技術(shù)的涂覆安排50包括一個(gè)圓盤(pán)傳送器安排，它包括一個(gè)初級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)52 (或類(lèi) 似結(jié)構(gòu))，該初級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)支撐了運(yùn)送一個(gè)或多個(gè)基體(例如，切削工具毛坯)的多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的 二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)(54、56、58)并使其旋轉(zhuǎn)。在這種安排中，初級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)52繞著軸線60在箭頭方向上 (圖1中觀看的順時(shí)針)是可旋轉(zhuǎn)的。每個(gè)二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)(54、56、58)繞著其對(duì)應(yīng)的軸線(62、 64,66)在圖1中觀看的順時(shí)針?lè)较蛏鲜强尚D(zhuǎn)的。該現(xiàn)有技術(shù)的安排50進(jìn)一步包括三個(gè) 一組的固定的陰極(或靶材)(70、72、74)。在現(xiàn)有技術(shù)的涂覆安排50的運(yùn)行過(guò)程中，這些陰極(70、72、74)經(jīng)受一種電偏壓。 等離子體發(fā)出而撞擊每個(gè)陰極致使朝向初級(jí)圓盤(pán)的區(qū)域(或者在其總體方向上)發(fā)射出一 種涂覆材料羽流。每個(gè)涂覆材料羽流具有一個(gè)中央部分以及一個(gè)周邊部分。典型地，該中 央部分比該涂覆材料羽流的周邊部分具有更高濃度的涂覆材料。此外，如下文中描述的，該 涂覆材料羽流的中央部分被定向?yàn)槌蛳鄬?duì)于特定陰極的一個(gè)初級(jí)涂覆區(qū)。該涂覆材料羽 流的周邊部分被定向?yàn)橄鄬?duì)于該陰極遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離該初級(jí)涂覆區(qū)而通過(guò)并且朝向相鄰的中間 涂覆區(qū)、并且朝向該涂覆反應(yīng)器的對(duì)面區(qū)域。陰極70在該圓盤(pán)傳送器安排的總體方向上發(fā)射出一種涂覆材料羽流，概括地表 示為78 (由箭頭80、82、84、86、88、90、92表示)。涂覆材料羽流78的中央部分(由箭頭84、 86,88表示)是朝向相對(duì)于陰極70的初級(jí)涂覆區(qū)(見(jiàn)箭頭94)發(fā)射的。初級(jí)涂覆區(qū)94是 在涂覆反應(yīng)器內(nèi)直接接收由其對(duì)應(yīng)陰極70所發(fā)射的涂覆材料羽流78的中央部分的這個(gè)區(qū) 域。當(dāng)二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)M處于初級(jí)涂覆區(qū)內(nèi)、即圖1所顯示的位置時(shí)，涂覆材料羽流78的中央部 分直接撞擊到二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)M所運(yùn)送的基體上。正如箭頭84、86、88的虛線區(qū)段所示，涂覆材 料羽流78的中央部分的一部分穿過(guò)這些基體并且朝向該涂覆室的對(duì)面區(qū)域。涂覆材料羽流78還具有一個(gè)周邊部分(由箭頭80、82、90、92表示)。該周邊部分 越過(guò)初級(jí)涂覆區(qū)94然后進(jìn)入該涂覆室的其他區(qū)域內(nèi)，包括進(jìn)入位于相對(duì)于陰極70的初級(jí) 涂覆區(qū)94的任一側(cè)上的中間涂覆區(qū)98和100之中。當(dāng)二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)M處于該初級(jí)涂覆區(qū)內(nèi) 時(shí)，涂覆材料羽流78的周邊部分典型地并不直接參與涂覆二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)M所運(yùn)送的基體。陰極72和74每一個(gè)的運(yùn)行都與陰極70的運(yùn)行相同。以下簡(jiǎn)短的討論將足以對(duì) 陰極72和74進(jìn)行說(shuō)明。陰極72發(fā)射出一種涂覆材料羽流，概括地表示為104(由箭頭106、108、110、112、 114、116、118表示)。涂覆材料羽流104的中央部分(由箭頭110、112、114表示)是朝向 相對(duì)于陰極72的初級(jí)涂覆區(qū)(見(jiàn)箭頭120)發(fā)射的。涂覆材料羽流104還具有一個(gè)周邊部分(由箭頭106、108、116、118表示)，該周邊部分越過(guò)初級(jí)涂覆區(qū)120然后進(jìn)入該涂覆室的 其他區(qū)域內(nèi)，包括進(jìn)入位于相對(duì)于陰極72的初級(jí)涂覆區(qū)120的任一側(cè)上的中間涂覆區(qū)100 和122之中。正如箭頭110、112、114的虛線區(qū)段所示，涂覆材料羽流104的中央部分的一 部分穿過(guò)這些基體并且朝向該涂覆室的對(duì)面區(qū)域。陰極74發(fā)射出一種涂覆材料羽流，概括地表示為126(由箭頭128、130、132、134、 136、138、140表示)。涂覆材料羽流126的中央部分(由箭頭132、134、136表示)是相對(duì) 于陰極74朝向初級(jí)涂覆區(qū)(見(jiàn)箭頭144)發(fā)射的。涂覆材料羽流1 還具有一個(gè)周邊部分 (由箭頭128、130、138、140表示)，該周邊部分越過(guò)初級(jí)涂覆區(qū)144然后進(jìn)入該涂覆室的其 他區(qū)域內(nèi)，包括進(jìn)入位于相對(duì)于陰極74的初級(jí)涂覆區(qū)144的任一側(cè)上的中間涂覆區(qū)98和 122之中。正如箭頭132、134、136的虛線區(qū)段所示，涂覆材料羽流1 的中央部分的一部分 穿過(guò)這些基體并且朝向該涂覆室的對(duì)面區(qū)域。初級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)52使這些基體(如這些二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)所運(yùn)送的)旋轉(zhuǎn)而進(jìn)出這些初級(jí)和中 間涂覆區(qū)。當(dāng)這些基體在一個(gè)初級(jí)涂覆區(qū)內(nèi)時(shí)，它們被對(duì)應(yīng)于該初級(jí)涂覆區(qū)的陰極所發(fā)射 的涂覆材料羽流的中央部分初步地涂覆。然而，在現(xiàn)有技術(shù)的涂覆裝置50中，在每個(gè)初級(jí) 涂覆區(qū)內(nèi)的基體還都被其他陰極所發(fā)射的涂覆材料羽流的周邊部分所涂覆。例如，由二級(jí) 轉(zhuǎn)盤(pán)56運(yùn)送的這些基體被來(lái)自陰極72的涂覆材料羽流104的中央部分(110、112、114)直 接地涂覆。這些基體還被涂覆材料羽流126的周邊部分(見(jiàn)箭頭128)以及涂覆材料羽流 78的周邊部分(見(jiàn)箭頭9 涂覆(間接地)。因此可以理解的是，即使這些基體在該初級(jí) 涂覆區(qū)內(nèi)，也可以存在由于從其他陰極所發(fā)射的涂覆材料羽流而造成的重疊。當(dāng)這些基體位于一個(gè)中間涂覆區(qū)內(nèi)時(shí)，這些基體不被任何涂覆材料羽流的中央部 分直接地涂覆，而是受到這些涂覆材料羽流的初級(jí)部分的延伸區(qū)段、以及周邊部分間接地 涂覆。例如，當(dāng)一個(gè)基體在中間區(qū)域122內(nèi)時(shí)，它可以被涂覆材料羽流104的周邊部分(見(jiàn) 箭頭116、118)、涂覆材料羽流126的周邊部分(見(jiàn)箭頭128、130)、以及涂覆材料羽流78的 延伸區(qū)段所涂覆。當(dāng)基體處于這些中間涂覆區(qū)內(nèi)時(shí)沉積在這些基體上的涂覆層可以展現(xiàn)出 不同的組成，這是由于在這些中間涂覆區(qū)內(nèi)發(fā)生的涂覆材料羽流的互混。如通過(guò)圖1的現(xiàn)有技術(shù)裝置可以理解的，從靶材逐出的涂覆材料可以按某種程度 上展開(kāi)的方式行進(jìn)。例如，從靶材逐出的涂覆材料可以采取一種羽流的形式，有時(shí)候是通過(guò) 余弦定律分布進(jìn)行描述的。結(jié)果，常見(jiàn)的是從一個(gè)靶材發(fā)射出的涂覆材料的某個(gè)部分偏離 了垂直于靶材的方向、并且可能重疊在來(lái)自另一靶材的涂覆材料的沉積區(qū)域上。當(dāng)所有靶 材(或陰極)都為同種材料時(shí)，來(lái)自各個(gè)靶材的涂覆材料的重疊有助于在整個(gè)加載中使該 涂層均質(zhì)化、并且因此實(shí)際上是一種希望的特征。然而，在靶材為不同材料的情況下，出現(xiàn)涂覆材料的重疊可能產(chǎn)生涂覆材料的不 利混合物。這樣的涂覆材料的不利混合物是不希望的，因?yàn)槌练e在基體上的實(shí)際的納米層 涂覆方案將與打算的涂覆方案不相符。涂覆材料羽流中的重疊導(dǎo)致了在納米層之間缺乏強(qiáng) 力的輪廓分明的邊界。在納米層之間不具有強(qiáng)力的輪廓分明的邊界的納米層允許缺陷在納 米層之間遷移。在納米層之間不具有強(qiáng)力的輪廓分明的邊界的納米層還導(dǎo)致了具有不一致 的厚度的納米層、以及納米層涂覆方案的周期性上的一種不一致性。諸位發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)不同涂覆材料的重疊可以產(chǎn)生低于最佳的涂層特性并 且負(fù)面地影響涂層以及涂覆的物品的性能。這種出現(xiàn)對(duì)于涂覆的切削工具是尤其正確的，其中該涂層關(guān)于該切削工具的性能(包括使用壽命)起到了關(guān)鍵作用。正如可以理解的， 不同的涂層組成可以產(chǎn)生不同的性能結(jié)果。如從下面的討論中將變得清楚，本發(fā)明提供了 PVD裝置、連同一種PVD方法，它不 依賴(lài)該涂覆裝置(反應(yīng)器)的操作參數(shù)而減少了涂覆材料羽流在初級(jí)涂覆區(qū)域內(nèi)、以及在 中間涂覆區(qū)域內(nèi)的重疊程度。通過(guò)實(shí)現(xiàn)這樣的減少，這些納米層在其之間展現(xiàn)出強(qiáng)力的輪 廓分明的邊界，來(lái)幫助防止缺陷在納米層之間的遷移。另外，這些納米層展現(xiàn)出一致的受控 制的厚度以及納米層涂覆方案中的一致的周期性。參見(jiàn)圖2，以機(jī)械示意的形式展示了該P(yáng)VD(電弧氣相PVD方法)涂覆裝置(即， 用于涂覆基體的一種物理氣相沉積裝置)的一個(gè)特定的實(shí)施方案，概括地表示為150。涂 覆裝置150總體上是沿著在授予Hsieh等人的這篇文章中披露的一種圓盤(pán)傳送器安排的這 些線，其中有一個(gè)涂覆室，該室包含該圓盤(pán)傳送器、這些遮擋件以及這些陰極。涂覆裝置150 包括一個(gè)初級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)(或載物臺(tái))152，它在箭頭R的方向(如圖2中所示的順時(shí)針)上繞著 一個(gè)中央軸線A旋轉(zhuǎn)，由此這個(gè)或這些轉(zhuǎn)盤(pán)相對(duì)于這些陰極是可移動(dòng)的。該初級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)152運(yùn) 送三個(gè)一組的二級(jí)可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)(或載物臺(tái))154、156和158，其中這些二級(jí)可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)中每 一個(gè)都運(yùn)送了一個(gè)或多個(gè)待涂覆的基體(例如，切削工具毛坯)。每個(gè)二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)(154、156、 158)繞著它的對(duì)應(yīng)軸線在順時(shí)針的方向上(如在圖2中看到的)旋轉(zhuǎn)。涂覆裝置150進(jìn)一步包括三個(gè)一組的固定陰極或靶材(S卩，涂覆材料源)160、162、 164，其中陰極164具有一個(gè)與其相關(guān)聯(lián)的遮擋組件。對(duì)于一個(gè)涂覆材料源而言典型的是 呈現(xiàn)一個(gè)圓形表面積，該源從該表面積發(fā)射出一種涂覆材料羽流(或涂覆材料的發(fā)散性流 束)。因此，參考圖11至圖14對(duì)該涂覆材料源的寬度的說(shuō)明意味著較小的寬度與該涂覆材 料源的較小的表面積相互關(guān)聯(lián)。申請(qǐng)人:考慮到了多于一個(gè)的陰極可以具有一個(gè)與之相關(guān)聯(lián)的遮擋組件。申請(qǐng)人還 考慮到該涂覆裝置可以不使用二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)，而替代地，該一級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)可以直接運(yùn)送待涂覆的一 個(gè)或多個(gè)基體。應(yīng)理解的是運(yùn)送這個(gè)或這些基體的結(jié)構(gòu)(例如，該初級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)或二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)) 可以被視為一個(gè)適配為接收這個(gè)或這些基體的基體保持件。仍參見(jiàn)圖2，具有一個(gè)周邊唇緣161的陰極160在該圓盤(pán)傳送器安排的總體方向 上發(fā)射出一種涂覆材料羽流，概括地表示為166(由箭頭168、170、172、174、176、178、180表 示)。該涂覆材料羽流166的中央部分(由箭頭172、174、176表示)是相對(duì)于陰極160朝 向初級(jí)涂覆區(qū)(見(jiàn)箭頭184)發(fā)射的。該初級(jí)涂覆區(qū)是在涂覆反應(yīng)器內(nèi)直接接收由其對(duì)應(yīng) 陰極所發(fā)射的涂覆材料羽流的中央部分的這個(gè)區(qū)域。當(dāng)二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)1 處于初級(jí)涂覆區(qū)內(nèi)、 即圖2所顯示的位置時(shí)，涂覆材料羽流166的中央部分直接撞擊到二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)IM所運(yùn)送的 基體上。大家可以將這種情況表征為該基體是與該涂覆材料源運(yùn)作性的對(duì)準(zhǔn)的。正如這些 箭頭的虛線區(qū)段所示，該涂覆材料羽流的中央部分的一部分穿過(guò)這些基體并且朝向該涂覆 室的對(duì)面區(qū)域。涂覆材料羽流166還具有一個(gè)周邊部分(由箭頭168、170、178、180表示)。該周邊 部分越過(guò)初級(jí)涂覆區(qū)184然后進(jìn)入該涂覆室的其他區(qū)域內(nèi)，包括進(jìn)入位于相對(duì)于陰極160 的初級(jí)涂覆區(qū)184的任一側(cè)上的中間涂覆區(qū)186和188之中。當(dāng)二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)巧4處于該初級(jí) 涂覆區(qū)內(nèi)時(shí)，涂覆材料羽流的周邊部分典型地并不直接參與涂覆二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)IM所運(yùn)送的基 體。
具有一個(gè)周邊唇緣163的陰極162在該圓盤(pán)傳送器安排的總體方向上發(fā)射出一種 涂覆材料羽流，概括地表示為190(由箭頭192、194、196、198、200、202、204表示)。涂覆材 料羽流190的中央部分(由箭頭196、198、200表示)是相對(duì)于陰極162朝向初級(jí)涂覆區(qū) (見(jiàn)箭頭210)發(fā)射的。該初級(jí)涂覆區(qū)是在涂覆反應(yīng)器內(nèi)直接接收由其對(duì)應(yīng)陰極所發(fā)射的涂 覆材料羽流的中央部分的這個(gè)區(qū)域。當(dāng)二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)158處于初級(jí)涂覆區(qū)內(nèi)、即圖2所顯示的 位置時(shí)，涂覆材料羽流190的中央部分直接撞擊上二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)158所運(yùn)送的基體。正如這些 箭頭的虛線區(qū)段所示，該涂覆材料羽流的中央部分的一部分穿過(guò)這些基體并且朝向該涂覆 室的對(duì)面區(qū)域。涂覆材料羽流190還具有一個(gè)周邊部分(由箭頭192、194、202、204表示)。該周邊 部分越過(guò)初級(jí)涂覆區(qū)210然后進(jìn)入該涂覆室的其他區(qū)域內(nèi)，包括進(jìn)入位于相對(duì)于陰極162 的初級(jí)涂覆區(qū)210的任一側(cè)上的中間涂覆區(qū)188和212之中。當(dāng)二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)158處于該初級(jí) 涂覆區(qū)內(nèi)時(shí)，涂覆材料羽流的周邊部分典型地并不直接參與涂覆二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)158所運(yùn)送的基 體。仍參見(jiàn)圖2，具有一個(gè)周邊唇緣165的陰極164在該圓盤(pán)傳送器安排的總體方向 上發(fā)射出一種涂覆材料羽流，概括地表示為220(由箭頭222、224、226、228、230、232、234表 示)。涂覆材料羽流220的中央部分(由箭頭2沈、2觀、230表示)是相對(duì)于陰極164朝向 初級(jí)涂覆區(qū)(見(jiàn)箭頭238)發(fā)射的。大家可以將該涂覆材料羽流220視為一個(gè)涂覆材料發(fā) 散性流束，因?yàn)樵撏扛膊牧闲羞M(jìn)的這些方向在某種程度上是發(fā)散的。雖然該涂覆材料發(fā)散 性流束(即，該涂覆材料羽流)總體上是在該基體保持件(即，該圓盤(pán)輸送器安排)的方向 上。大家可以將該發(fā)散性的涂覆材料流束視為具有兩個(gè)基本部分，即一個(gè)涂覆材料 的發(fā)散部分和一個(gè)涂覆材料的定向部分。涂覆材料的發(fā)散部分是從該涂覆材料源(例如， 陰極164)發(fā)射出的撞擊或碰撞這些遮擋件(在下文中說(shuō)明)的涂覆材料的那一部分。在 圖2中，箭頭222、224、232和234代表涂覆材料的發(fā)散部分。涂覆材料的定向部分是從該涂 覆材料源發(fā)射出的并不撞擊或碰撞這些遮擋件、而是連續(xù)穿過(guò)這些遮擋件并且朝向該涂覆 反應(yīng)器的初級(jí)涂覆區(qū)的涂覆材料的部分。箭頭2沈、2觀和230代表涂覆材料的定向部分。該初級(jí)涂覆區(qū)是在涂覆反應(yīng)器內(nèi)直接接收由其對(duì)應(yīng)陰極所發(fā)射的涂覆材料羽流 的中央部分(或該涂覆材料發(fā)散性流束的涂覆材料的定向部分)的這個(gè)區(qū)域。當(dāng)二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán) 156處于初級(jí)涂覆區(qū)內(nèi)、即圖2所顯示的位置時(shí)，涂覆材料羽流220的中央部分直接撞擊到 二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)156所運(yùn)送的基體上。正如這些箭頭的虛線區(qū)段所示，該涂覆材料羽流的中央部 分的一部分穿過(guò)這些基體并且朝向該涂覆室的對(duì)面區(qū)域。陰極164具有一個(gè)被定位為與其運(yùn)作性接合的遮擋裝置。遮擋裝置起到連續(xù)地接 收并且碰撞該涂覆材料發(fā)散性流束的作用，這樣使得該涂覆材料的定向部分連續(xù)地離開(kāi)該 遮擋裝置從而總體上朝向該基體保持件行進(jìn)。該遮擋裝置包括一個(gè)概括地表示為240的遮 擋件安排，該遮擋件安排包括定位在陰極164附近或周?chē)南噜徴趽跫﨧2J44。用作遮擋 件的優(yōu)選材料是不銹鋼和其他高溫合金。在涂覆層具有不同組成的一種涂覆方案中，優(yōu)選 的是該遮擋件安排是繞著一個(gè)靶材(即，涂覆材料源)(或與之運(yùn)作性接合)的，該靶材在 該涂覆方案中產(chǎn)生的一個(gè)涂覆層是最軟的涂覆層。在此方面，這個(gè)最軟的涂覆層在該涂覆 方案中典型地是最窄的(或最薄的)涂覆層。然而，應(yīng)該理解一種遮擋組件可以與這些靶材中的任何一個(gè)或多個(gè)運(yùn)作性接合。遮擋件M2、244在它們之間定義了一個(gè)連續(xù)的窗口 即，連續(xù)地開(kāi)放或可通過(guò) 的一個(gè)窗口或開(kāi)口)。在這個(gè)實(shí)施方案中，該窗口是位于遮擋件對(duì)2、244的遠(yuǎn)端或末端。當(dāng) 該涂覆裝置處于圖2的條件下時(shí)，箭頭2沈、2觀、230所代表的涂覆材料羽流220的中央部 分(或該涂覆材料發(fā)散性流束的涂覆材料的定向部分)連續(xù)穿過(guò)窗口對(duì)6(或連續(xù)穿過(guò)該 遮擋組件而離開(kāi))朝向初級(jí)涂覆區(qū)238而撞擊到二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)156所運(yùn)送的這些基體(即，直 接涂覆)上。遮擋件242、244通過(guò)作為一個(gè)擋板起作用而限制了涂覆材料羽流220的展開(kāi)，該 擋板連續(xù)地妨礙或阻擋涂覆材料羽流220的周邊部分的行進(jìn)。在此方面，遮擋件242連續(xù)地 妨礙涂覆材料羽流220的周邊部分(或涂覆材料的發(fā)散性流束的涂覆材料的發(fā)散部分)的 這一部分(概括地由箭頭222、224、232、234表示)的行進(jìn)。在這個(gè)實(shí)施方案中，該涂覆材料 發(fā)散性流束具有一個(gè)中央縱向軸線，該軸線基本上平行于遮擋件對(duì)2、對(duì)4的平坦表面。對(duì) 于這些遮擋件而言典型的是相同幾何形狀和尺寸的。因此，參考圖11至圖14對(duì)該這些遮 擋件的寬度的說(shuō)明意味著這些遮擋件之間較小的寬度與該涂覆材料穿過(guò)的較小的面積相 互關(guān)聯(lián)。大家應(yīng)理解的是這些遮擋件(M2J44)可以取向?yàn)槭沟眠@些平坦表面不平行于 該涂覆材料發(fā)散性流束的中央縱向軸線。圖2還展示了，遮擋件242、244相比它們距離該 基體保持件要更靠近該涂覆材料源。通過(guò)連續(xù)妨礙或阻擋該涂覆材料羽流的周邊部分(或涂覆材料的發(fā)散部分)的行 進(jìn)，這些遮擋件起到幫助防止或減少這些陰極(即，涂覆材料源)所發(fā)射的涂覆材料羽流之 間的干擾或重疊的作用。例如，遮擋件M4阻擋了羽流220的周邊部分的一部分(由箭頭 232和234代表)行進(jìn)而與來(lái)自陰極162的涂覆材料羽流190重疊或干擾它。遮擋件242 阻擋了羽流220的周邊部分的一部分(由箭頭222和2M代表)行進(jìn)而與來(lái)自陰極160的 涂覆材料羽流166重疊或干擾它。在這些涂覆材料羽流的干擾或重疊方面的減少提供了在 此描述的優(yōu)點(diǎn)和益處。應(yīng)該理解陰極164的周邊唇緣165(具有一種基本上圓形的幾何結(jié)構(gòu))并不起到 限制涂覆材料羽流展開(kāi)的作用。涂覆材料羽流230還具有顯著的發(fā)散，如圖2中的箭頭222、 224、232和234代表的。周邊唇緣165對(duì)涂覆材料羽流230的這個(gè)部分(如圖2中的箭頭 222、224、232和234代表的)沒(méi)有限制作用。因此，陰極164的周邊唇緣165不是一個(gè)遮擋 件。對(duì)于在此其他特定實(shí)施方案的陰極(涂覆材料源或靶材)也是這種情況。圖3是圖2中所表示的、并且總體上表示為150的涂覆反應(yīng)器的內(nèi)部的一個(gè)等距 視圖。在這個(gè)視圖中，涂覆反應(yīng)器150包括一對(duì)陰極(164、164A)，其中陰極是垂直對(duì)準(zhǔn)的， 如附圖(圖3)中所示。陰極164包括一個(gè)周邊唇緣165。陰極164A同樣包括一個(gè)周邊唇 緣165A。陰極164具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極M8，而陰極164A具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極M8A。陰極 164具有定位在其附近的一對(duì)遮擋件M2J44。遮擋件242、244是基本上彼此平行的、并且 還基本上平行于陰極164所產(chǎn)生的涂覆材料羽流的路徑的行進(jìn)方向并且被定向?yàn)樽矒粼?基體。陰極164A具有定位在其附近的一對(duì)遮擋件042AJ44A)，其中這些遮擋件起作用的 方式與遮擋件242和M4的作用相似。參見(jiàn)圖4，以一種等距的機(jī)械形式示出了總體上表示為150的涂覆反應(yīng)器。在這個(gè)實(shí)施方案中，有四個(gè)直立的垂直壁O50、252、2M、256)，其中有三個(gè)壁(250、252、254)各包 含三個(gè)一組的垂直對(duì)準(zhǔn)的陰極。在此方面，壁252包含陰極164、164Α、164Β。陰極164具有 定位在其附近的遮擋件242和Μ4。陰極164Α具有定位在其附近的遮擋件Μ2Α和Μ4Α。 陰極164Β具有定位在其附近的遮擋件Μ2Β和Μ4Β。壁邪4包含陰極162、162Α和162Β， 并且壁250包含陰極160、160Α和160Β。涂覆反應(yīng)器150具有四個(gè)壁這一事實(shí)并不限制本 發(fā)明的范圍。申請(qǐng)人考慮到了該涂覆反應(yīng)器可以根據(jù)應(yīng)用而具有改變數(shù)目的壁。在此方面， 該涂覆反應(yīng)器可以具有六個(gè)壁或八個(gè)壁。參見(jiàn)圖5，以機(jī)械示意的形式展示了該P(yáng)VD(電弧氣相PVD方法)涂覆裝置的另一 個(gè)特定的實(shí)施方案，概括地表示為沈0。涂覆裝置260是沿著在Hsieh等人的文章中所披 露的一種圓盤(pán)輸送器安排的這些線。大家應(yīng)該理解的是圖5詳細(xì)展示了具有多個(gè)遮擋件 (296,298)以及陰極轉(zhuǎn)盤(pán)064)的陰極(或涂覆材料源)270。然而，圖5僅僅示出了其他 陰極沈7、沈8的一種一般表示而沒(méi)有表示這些材料羽流。在此方面，其他陰極Q67J68) 各自的操作都與圖2中的陰極70和74的操作相同，這樣對(duì)陰極70和74的說(shuō)明將足以對(duì) 其他陰極進(jìn)行說(shuō)明。涂覆安排260包括一個(gè)初級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)沈2，它在箭頭的方向上(如圖5中所示的順時(shí) 針)繞著一個(gè)中央軸線旋轉(zhuǎn)。雖然初級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)262攜帶了多個(gè)二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)，但圖5僅僅示出了 二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)沈4，該二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)在順時(shí)針?lè)较蛏侠@軸線266旋轉(zhuǎn)。關(guān)于圖2的實(shí)施方案，涂覆裝 置260具有多個(gè)固定的陰極。申請(qǐng)人僅展示了陰極270，這是具有多個(gè)與之連接的遮擋件的 陰極。就像對(duì)于圖2的涂覆裝置，該初級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)具有對(duì)應(yīng)于每個(gè)陰極的一個(gè)初級(jí)涂覆區(qū)、以及 在相鄰初級(jí)涂覆區(qū)之間的一個(gè)中間涂覆區(qū)。陰極270在該圓盤(pán)傳送器安排的總體方向上發(fā)射出一種涂覆材料羽流，概括地表 示為272(由箭頭274、276、278、觀0、觀2、觀4、286代表)。沿著說(shuō)明的總體思路結(jié)合圖2 的實(shí)施方案，大家可以將涂覆材料羽流270視為涂覆材料的發(fā)散性流束，該發(fā)散性流束具 有一個(gè)涂覆材料的發(fā)散部分以及一個(gè)涂覆材料的定向部分。涂覆材料羽流272的中央部分 (或涂覆材料的定向部分)(由箭頭278、觀0、282表示)是朝向相對(duì)于陰極270的初級(jí)涂覆 區(qū)(見(jiàn)箭頭四0)發(fā)射的。正如結(jié)合涂覆裝置150所說(shuō)明的，該初級(jí)涂覆區(qū)是在涂覆反應(yīng)器 中直接接收由其對(duì)應(yīng)陰極所發(fā)射的涂覆材料羽流的中央部分的這個(gè)區(qū)域，這樣在該初級(jí)涂 覆區(qū)內(nèi)的多個(gè)基體被該涂覆材料羽流的中央部分直接地涂覆。涂覆材料羽流272還具有一個(gè)周邊部分(由箭頭274、276、觀4、286表示)或涂覆 材料的發(fā)散部分。除非被這些遮擋件阻擋，否則該周邊部分將遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離該初級(jí)涂覆區(qū)而通 過(guò)然后進(jìn)入該涂覆室的其他區(qū)域內(nèi)，包括進(jìn)入這些中間涂覆區(qū)之中以及位于相對(duì)于該陰極 的初級(jí)涂覆區(qū)的任一側(cè)上。但是，遮擋件安排四4(它是一個(gè)遮擋裝置)起到連續(xù)地接收并 且碰撞該涂覆材料發(fā)散性流束的作用，這樣使得該涂覆材料的定向部分連續(xù)地離開(kāi)該遮擋 件安排。一種遮擋件安排(概括地表示為四4)包括定位在初級(jí)涂覆區(qū)四0附近或周?chē)?相鄰的弧形遮擋件四6、四8。用作遮擋件的優(yōu)選材料是不銹鋼和其他高溫合金。遮擋件 四6、298在它們之間定義了一個(gè)連續(xù)的窗口 300(即，連續(xù)地開(kāi)放或可通過(guò)的一個(gè)窗口或開(kāi) 口)。窗口 300在遮擋件四6、四8的遠(yuǎn)端或末端。當(dāng)該涂覆裝置處于圖5的條件下時(shí)，涂覆 材料羽流272的中央部分(由箭頭278、觀0、282所代表)連續(xù)穿過(guò)窗口 300朝向初級(jí)涂覆區(qū)290而撞擊到二級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)264所運(yùn)送的這些基體上。這些遮擋件通過(guò)作為一個(gè)擋板起作用而限制了該涂覆材料羽流的展開(kāi)，該擋板連 續(xù)地妨礙涂覆材料羽流的周邊部分(或該涂覆材料的發(fā)散部分)的行進(jìn)。在此方面，弧形 遮擋件296連續(xù)地妨礙該涂覆材料羽流周邊部分的由箭頭274和276所代表的這個(gè)部分的 行進(jìn)?；⌒握趽跫?98連續(xù)地妨礙該涂覆材料羽流周邊部分的由箭頭284和286所代表的 這個(gè)部分的行進(jìn)。如以上結(jié)合圖2的涂覆裝置所描述的，通過(guò)連續(xù)妨礙該涂覆材料羽流的 周邊部分的行進(jìn)，這些弧形遮擋件起到幫助防止或減少這些陰極(即，涂覆材料源)所發(fā)射 的涂覆材料羽流之間的干擾或重疊的作用。為了減少這種重疊，有益的是能夠控制在涂覆材料撞擊一個(gè)或多個(gè)基體的區(qū)域內(nèi) 該涂覆材料的定向部分的寬度(或幅值)。總體的幾何形狀(包括但不限于涂覆裝置的這 些部件的尺寸和位置)影響了在涂覆材料撞擊一個(gè)或多個(gè)基體的區(qū)域內(nèi)該涂覆材料的定 向部分的幅值。撞擊到一個(gè)或多個(gè)基體上的涂覆材料的定向部分的幅值是有意義的，因?yàn)?更窄的或更集中的涂覆材料的定向部分導(dǎo)致減少了在來(lái)自相鄰?fù)扛膊牧显吹耐扛膊牧现?間的重疊。為了更好地解釋并說(shuō)明這種影響，圖11至14以機(jī)械示意的形式描繪了四種不 同的涂覆安排。即使圖11至14是二維圖，但它們展示了該涂覆裝置(產(chǎn)生了涂覆材料的 一個(gè)三維發(fā)散性流束)的整體幾何形狀對(duì)涂覆材料撞擊一個(gè)或多個(gè)基體的區(qū)域內(nèi)該涂覆 材料的三維定向部分的幅值產(chǎn)生影響的原理和方式。圖11是一個(gè)機(jī)械示意圖(即射線圖)，描繪了一種涂覆裝置(概括地表示為400) 的一部分。圖11示出了在與具有預(yù)選定軸向長(zhǎng)度的一種遮擋組件結(jié)合使用時(shí)，從具有預(yù)選 定的尺寸以及預(yù)選定的距基體的距離的一個(gè)涂覆材料源發(fā)射出的涂覆材料的行程。涂覆裝 置400包括一個(gè)涂覆材料源(例如，陰極)402，它具有一個(gè)表面404。涂覆材料源402具有 一個(gè)周邊唇緣403。周邊唇緣403的高度等于圖11中所示的H1^該涂覆材料源的表面的 寬度為WT1。該涂覆材料源的表面的寬度(Wn)等于遮擋件的寬度(Wbi)。裝置400進(jìn)一步包括一個(gè)第一遮擋件406，該遮擋件具有一個(gè)緊鄰該涂覆材料源 的近端408以及一個(gè)遠(yuǎn)離該涂覆材料源的遠(yuǎn)端410。遮擋件406具有一個(gè)內(nèi)表面412。該 裝置進(jìn)一步包括一個(gè)第二遮擋件414，該遮擋件具有一個(gè)緊鄰該涂覆材料源的近端416以 及一個(gè)遠(yuǎn)離該涂覆材料源的遠(yuǎn)端418。遮擋件414具有一個(gè)內(nèi)表面420。遮擋件406和414 具有相等的軸向長(zhǎng)度LB1。由周邊唇緣403來(lái)看，遮擋件406、414從涂覆材料源402的表面 404延伸了一段距離LbJHi^這對(duì)遮擋件406、414在它們之間定義了一個(gè)窗口 422，該窗口在它們的遠(yuǎn)端處。區(qū) 域4M是在涂覆室內(nèi)涂覆材料撞擊到一個(gè)或多個(gè)基體上的這個(gè)區(qū)域。涂覆材料源的表面與 涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基體上的這個(gè)區(qū)域之間的距離等于Dp當(dāng)涂覆材料源402是可操作的時(shí)候，一個(gè)涂覆材料發(fā)散性流束連續(xù)地從該涂覆材 料源發(fā)射出。箭頭430、432、434和436示意性地代表該涂覆材料發(fā)散性流束。該涂覆材料 發(fā)散性流束具有一個(gè)涂覆材料的定向部分，該定向部分包括在箭頭434和436所代表的邊 界或圓周內(nèi)的涂覆材料。這些箭頭434和436從該涂覆材料源的角落延伸至相對(duì)的遮擋件 的遠(yuǎn)端，并且因此代表離開(kāi)該遮擋組件的涂覆材料的定向部分的周邊。該周邊的取向是相 對(duì)于這些遮擋件的內(nèi)表面成一個(gè)發(fā)散角h。正如大家可以理解的，小于涂覆材料的整 個(gè)發(fā)散性流束的發(fā)散角。該發(fā)散性的涂覆材料流束還包括一個(gè)涂覆材料的發(fā)散部分。該涂
17覆材料的發(fā)散部分包括從該涂覆材料源發(fā)射出的撞擊到這些遮擋件上的涂覆材料。箭頭 430和432所代表的涂覆材料是在涂覆材料的發(fā)散部分之內(nèi)。如以上指出的，撞擊到一個(gè)或多個(gè)基體上的涂覆材料的定向部分的幅值是有意義 的。在類(lèi)似圖11所示的一種安排中，尺寸Wmmi代表在涂覆材料撞擊這個(gè)或這些基體的區(qū) 域內(nèi)該涂覆材料的定向部分的總幅值。這個(gè)幅值有意義之處在于當(dāng)該幅值更大時(shí)存在更 多的重疊。當(dāng)然，當(dāng)該幅值更小時(shí)，存在更少的重疊。由于這種安排的對(duì)稱(chēng)性，在遮擋件 的寬度(Wbi)的每側(cè)上的距離都等于 。因此，在涂覆材料撞擊這個(gè)或這些基體的區(qū)域內(nèi) 涂覆材料的定向部分的總幅值(Wmaxi)等于WB1+ai+ai。使用三角公式，大家得到涂覆材料 撞擊這個(gè)或這些基體的區(qū)域內(nèi)該涂覆材料的定向部分的總幅值之間的以下關(guān)系WMX1 = WB1+2(D「(LB1+HPL)) · (ffB1/(LB1+HPL))0以上關(guān)系顯示，涂覆材料發(fā)散性流束的定向部分的幅值是一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的函 數(shù)。這些參數(shù)是涂覆材料源的寬度、涂覆材料源的表面與涂覆材料撞擊基體的區(qū)域之間的 距離、以及這些遮擋件的軸向長(zhǎng)度。涂覆材料的定向部分的幅值響應(yīng)于以下各項(xiàng)中一項(xiàng)或 多項(xiàng)而減小或變窄(1)涂覆材料源的寬度減小，( 涂覆材料源的表面與涂覆材料撞擊基 體的區(qū)域之間的距離減小，和/或C3)這些遮擋件的軸向長(zhǎng)度增大。如預(yù)期到的，涂覆材料 的定向部分的幅值響應(yīng)于以上參數(shù)中任意一個(gè)或多個(gè)的相反面而增大或變寬。因此，大家 可以改變這些參數(shù)、以及其他幾何參數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)具有所希望幅值的涂覆材料的定向部分，以 適應(yīng)一種具體的涂覆應(yīng)用。典型地，大家將期望并嘗試來(lái)實(shí)現(xiàn)以下情況，即涂覆材料的定向 部分的離開(kāi)發(fā)散角是這樣的使得它的周邊的一個(gè)實(shí)質(zhì)性部分撞擊基體保持件所接收的這 個(gè)或這些基體的表面。在圖12至14中所示的其他涂覆裝置描繪了這些幾何參數(shù)對(duì)涂覆材料撞擊這個(gè)或 這些基體的區(qū)域內(nèi)該涂覆材料的定向部分的幅值產(chǎn)生影響的方式。在此方面，圖12是一個(gè) 機(jī)械示意圖(即射線圖)，描繪了一種涂覆裝置(概括地表示為500)的一部分。圖12示出 了在與具有預(yù)選定軸向長(zhǎng)度的一種遮擋組件相結(jié)合使用時(shí)從具有預(yù)選定的尺寸以及預(yù)選 定的距基體的距離的一個(gè)涂覆材料源發(fā)射出的涂覆材料的行程。涂覆裝置500包括一個(gè)涂覆材料源(例如，陰極)502，它具有一個(gè)表面504。涂覆 材料源502具有一個(gè)周邊唇緣503。周邊唇緣503的高度等于H1^該涂覆材料源的表面的 寬度是Wn，它與圖11的實(shí)施方案中的涂覆材料源402的寬度相同。裝置500進(jìn)一步包括一個(gè)第一遮擋件506，該遮擋件具有一個(gè)緊鄰該涂覆材料源 的近端508以及一個(gè)遠(yuǎn)離該涂覆材料源的遠(yuǎn)端510。遮擋件506具有一個(gè)內(nèi)表面512。該 裝置進(jìn)一步包括一個(gè)第二遮擋件514，該遮擋件具有一個(gè)緊鄰該涂覆材料源的近端516以 及一個(gè)遠(yuǎn)離該涂覆材料源的遠(yuǎn)端518。遮擋件514具有一個(gè)內(nèi)表面520。遮擋件506和514 具有相等的軸向長(zhǎng)度LB2。由周邊唇緣503來(lái)看，遮擋件506、514從涂覆材料源502的表面 504延伸了一段距離LbJHi^在此方面，大家應(yīng)該理解的是遮擋件506、514的軸向長(zhǎng)度(Lb2)小于圖11的實(shí)施 方案中的遮擋件406、414的軸向長(zhǎng)度(LB1)。這對(duì)遮擋件506、514在它們之間定義了一個(gè) 窗口 522，該窗口在它們的遠(yuǎn)端處。區(qū)域5M是涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基體上的這個(gè) 區(qū)域。涂覆材料源的表面與涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基體上的這個(gè)區(qū)域之間的距離等于 D1,該距離等于圖11的實(shí)施方案中涂覆材料源的表面與涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基體上的這個(gè)區(qū)域之間的距離。當(dāng)涂覆材料源502是可操作的時(shí)候，一個(gè)涂覆材料發(fā)散性流束連續(xù)地從該涂覆材 料源發(fā)射出。箭頭530、532、534和536示意性地代表該涂覆材料發(fā)散性流束。該涂覆材料 發(fā)散性流束具有一個(gè)涂覆材料的定向部分，該定向部分包括在如箭頭534和536所代表的 涂覆材料流束的邊界或圓周內(nèi)的涂覆材料。這些箭頭534和536從該涂覆材料源的角落延 伸至相對(duì)的遮擋件的遠(yuǎn)端，并且因此代表離開(kāi)該遮擋組件的涂覆材料的定向部分的周邊。 該周邊的取向是相對(duì)于這些遮擋件的內(nèi)表面成一個(gè)發(fā)散角β2。該發(fā)散性的涂覆材料流束 還包括一個(gè)涂覆材料的發(fā)散部分。該涂覆材料的發(fā)散部分包括從該涂覆材料源發(fā)射出的撞 擊到這些遮擋件上的涂覆材料。箭頭530和532所代表的涂覆材料是在涂覆材料的發(fā)散部 分之內(nèi)。與以上指出的針對(duì)圖11的實(shí)施方案的公式一致，適用的公式為WMX2 = ffB1+2 (D1-(Lb^Hpl)) · (ffB1/(LB2+HPL))0這些遮擋件的軸向長(zhǎng)度的變化導(dǎo)致了在涂覆材料撞 擊這個(gè)或這些基體的區(qū)域內(nèi)該涂覆材料的定向部分的幅值的改變。例如，在比較圖11和圖 12的實(shí)施方案的涂覆材料的定向部分的幅值(即，比較Wmaxi與Wmm2)時(shí)，這些遮擋件的軸向 長(zhǎng)度從Lbi減小到Lb2 (保持其他因素相同)導(dǎo)致了在涂覆材料撞擊這個(gè)或這些基體的區(qū)域 內(nèi)該涂覆材料的定向部分的幅值從Wmaxi增大到Wmx2。圖13是一個(gè)機(jī)械示意圖(即射線圖)，描繪了一種涂覆裝置(概括地表示為600) 的一部分。圖13示出了在與具有預(yù)選定的軸向長(zhǎng)度的一種遮擋組件相結(jié)合使用時(shí)從具有 預(yù)選定的尺寸以及預(yù)選定的距基體的距離的一個(gè)涂覆材料源發(fā)射出的涂覆材料的行程。涂覆裝置600包括一個(gè)涂覆材料源(例如，陰極)602，它具有一個(gè)表面604。涂覆 材料源602具有一個(gè)周邊唇緣603。周邊唇緣603的高度等于H1^該涂覆材料源的表面的 寬度是Wt2，它小于圖11的實(shí)施方案中的涂覆材料源402的寬度(Wn)。裝置600進(jìn)一步包括一個(gè)第一遮擋件606，該遮擋件具有一個(gè)緊鄰該涂覆材料源 的近端608以及一個(gè)遠(yuǎn)離該涂覆材料源的遠(yuǎn)端610。遮擋件606具有一個(gè)內(nèi)表面612。該 裝置進(jìn)一步包括一個(gè)第二遮擋件614，該遮擋件具有一個(gè)緊鄰該涂覆材料源的近端616以 及一個(gè)遠(yuǎn)離該涂覆材料源的遠(yuǎn)端618。遮擋件614具有一個(gè)內(nèi)表面620。遮擋件606和614 具有相等的長(zhǎng)度LB1。在此方面，大家應(yīng)該理解的是遮擋件606、614的軸向長(zhǎng)度小于圖11的 實(shí)施方案中的遮擋件406、414的軸向長(zhǎng)度。由周邊唇緣603來(lái)看，遮擋件606、614從涂覆 材料源602的表面604延伸了一段距離LbJHi^這對(duì)遮擋件606、614在它們之間定義了一個(gè)窗口 622，該窗口在它們的遠(yuǎn)端處。區(qū) 域擬4是在涂覆室內(nèi)涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基體上的這個(gè)區(qū)域。涂覆材料源的表面與 涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基體上的這個(gè)區(qū)域之間的距離等于D1,該距離等于圖11的實(shí)施 方案中涂覆材料源的表面與涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基體上的這個(gè)區(qū)域之間的距離。當(dāng)涂覆材料源602是可操作的時(shí)候，一個(gè)涂覆材料發(fā)散性流束連續(xù)地從該涂覆材 料源發(fā)射出。箭頭630、632、634和636示意性地代表該涂覆材料發(fā)散性流束。該涂覆材料 發(fā)散性流束具有一個(gè)涂覆材料的定向部分，該定向部分包括如箭頭634和636所代表的邊 界或圓周內(nèi)的涂覆材料。這些箭頭634和636從該涂覆材料源的角落延伸至相對(duì)的遮擋件 的遠(yuǎn)端，并且因此代表離開(kāi)該遮擋組件的涂覆材料的定向部分的周邊。該周邊的取向是相 對(duì)于這些遮擋件的內(nèi)表面成一個(gè)發(fā)散角β3。該發(fā)散性的涂覆材料流束還包括一個(gè)涂覆材料的發(fā)散部分。該涂覆材料的發(fā)散部分包括從該涂覆材料源發(fā)射出的撞擊到這些遮擋件上 的涂覆材料。箭頭630和632所代表的涂覆材料是在涂覆材料的發(fā)散部分之內(nèi)。與以上指出的針對(duì)圖11的實(shí)施方案的公式一致，涂覆材料的定向部分在其中撞 擊了該基體的區(qū)域內(nèi)的幅值為WMX3 = ffB2+2 (D1-(Lb^Hpl)) · (WB2/(LB1+HPJ)。涂覆材料源的 寬度(或尺寸)的變化導(dǎo)致了在其中涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基體上的區(qū)域內(nèi)該涂覆材 料的定向部分的幅值的改變。例如，在比較圖11和圖13的實(shí)施方案的涂覆材料的定向部 分的幅值(Wmmi對(duì)比Wmax3)時(shí)，涂覆材料源的寬度從Wti減小到Wt2 (保持其他因素相同)導(dǎo) 致了在其中涂覆材料撞擊了這個(gè)或這些基體的區(qū)域內(nèi)該涂覆材料的定向部分的幅值的減 小。對(duì)圖11至圖13的回顧顯示了不同參數(shù)對(duì)涂覆材料的定向部分的幅值的影響。記住， 窗口 422、522和622是遠(yuǎn)端窗口，它們具有一個(gè)遠(yuǎn)端面積并且與涂覆材料源的表面隔開(kāi)了 一個(gè)遠(yuǎn)端距離，很清楚涂覆材料的定向部分在以下之一或兩者的情況下會(huì)展現(xiàn)發(fā)散性的降 低該遠(yuǎn)端距離增大以及該遠(yuǎn)端面積減小。圖14是一個(gè)機(jī)械示意圖(即射線圖)，描繪了一種涂覆裝置(概括地表示為700) 的一部分。圖14示出了在與具有預(yù)選定軸向長(zhǎng)度的一種遮擋組件結(jié)合使用時(shí)，從具有預(yù)選 定的尺寸以及預(yù)選定的距基體的距離的一個(gè)涂覆材料源發(fā)射出的涂覆材料的行程，并且該 遮擋組件呈現(xiàn)了一個(gè)涂覆材料連續(xù)穿過(guò)的近端窗口和遠(yuǎn)端窗口。該近端窗口和遠(yuǎn)端窗口沿 著該遮擋組件的縱向軸線被間隔開(kāi)，這樣使得該近端窗口比該遠(yuǎn)端窗口更靠近該涂覆材料 源。正如從以下說(shuō)明中將變得清楚的，涂覆材料的發(fā)散部分的一部分以及涂覆材料的定向 部分連續(xù)地穿過(guò)該近端窗口并且涂覆材料的定向部分穿過(guò)了該遠(yuǎn)端窗口。涂覆裝置700包括一個(gè)涂覆材料源(例如，陰極)702，它具有一個(gè)表面704。涂覆 材料源702具有一個(gè)周邊唇緣703。周邊唇緣703的高度等于圖14中所示的H1^該涂覆 材料源的表面的寬度是Wn，該寬度等于圖12的實(shí)施方案中的涂覆材料源502的寬度。裝置700進(jìn)一步包括一個(gè)第一遮擋件706，該遮擋件具有一個(gè)緊鄰該涂覆材料源 的近端708以及一個(gè)遠(yuǎn)離該涂覆材料源的遠(yuǎn)端710。遮擋件706具有一個(gè)內(nèi)表面712。遮 擋件706還包含一個(gè)內(nèi)部擋板714，它從內(nèi)表面712向內(nèi)突出。內(nèi)部擋板714還包括一個(gè)表 面 716。該裝置進(jìn)一步包括一個(gè)第二遮擋件718，該遮擋件具有一個(gè)緊鄰該涂覆材料源的 近端720以及一個(gè)遠(yuǎn)離該涂覆材料源的遠(yuǎn)端722。遮擋件718具有一個(gè)內(nèi)表面724。遮擋 件706和718具有相等的軸向長(zhǎng)度Lb215在此方面，大家應(yīng)該理解的是遮擋件706、718的軸 向長(zhǎng)度等于圖12的實(shí)施方案中的遮擋件506、514的軸向長(zhǎng)度。由周邊唇緣703來(lái)看，遮擋 件706、718從涂覆材料源702的表面704延伸了一段距離LbJHi^遮擋件718還包含一個(gè) 內(nèi)部擋板726，它從內(nèi)表面724向內(nèi)突出。內(nèi)部擋板7 還包括一個(gè)表面728。這些內(nèi)部擋 板的表面(716,728)總體上垂直于它們的對(duì)應(yīng)遮擋件(706,718)的內(nèi)表面(712,724).大 家應(yīng)該理解的是這些表面(716、728)可能關(guān)于這些遮擋件處于不同的角度取向。此外，這 些內(nèi)表面擋板與涂覆材料源之間的距離可以變化。這對(duì)遮擋件706、718在它們之間定義了一對(duì)窗口。這些窗口之一是一個(gè)近端窗口 730。該近端窗口比遠(yuǎn)端窗口 732更靠近該涂覆材料源。內(nèi)部擋板714和7 在其之間定 義了近端窗口 730。這些窗口中的另一個(gè)是一個(gè)遠(yuǎn)端窗口 732。遮擋件706和718在它們 之間在它們的遠(yuǎn)端定義了遠(yuǎn)端窗口 732。區(qū)域734是其中涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基體上的這個(gè)區(qū)域。涂覆材料源的表面與其中涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基體上的這個(gè)區(qū)域之 間的距離等于D1,該距離等于圖12的實(shí)施方案中涂覆材料源的表面與其中涂覆材料撞擊到 這個(gè)或這些基體上的這個(gè)區(qū)域之間的距離。當(dāng)該涂覆材料源702是可操作的時(shí)候，一個(gè)涂覆材料發(fā)散性流束連續(xù)地從該涂覆 材料源發(fā)射出。箭頭740至750代表該涂覆材料發(fā)散性流束。該涂覆材料發(fā)散性流束具有 一個(gè)涂覆材料的定向部分，該定向部分包括在箭頭748和750所代表的邊界或圓周內(nèi)的涂 覆材料。這些箭頭748、750從該涂覆材料源的角落延伸至相對(duì)的遮擋件的遠(yuǎn)端，同時(shí)還穿 過(guò)近端窗口 730。因此這些箭頭748、750定義了離開(kāi)該遮擋組件的涂覆材料的定向部分的 圓周。該涂覆材料的定向部分相對(duì)于這些遮擋件的內(nèi)壁具有一個(gè)發(fā)散角β4。該發(fā)散性的涂覆材料流束還包括一個(gè)涂覆材料的發(fā)散部分。該涂覆材料的發(fā)散部 分包括從該涂覆材料源發(fā)射出的撞擊到這些遮擋件(包括這些內(nèi)部擋板)上的涂覆材料。 箭頭740、742、744以及746所代表的涂覆材料是在涂覆材料的發(fā)散部分之內(nèi)。由這些內(nèi)部 擋板714、716相對(duì)于涂覆材料源的并且沿著這些遮擋件的軸向長(zhǎng)度的位置看來(lái)，該涂覆材 料的發(fā)散部分的一部分穿過(guò)了近端窗口 730。箭頭744和746代表涂覆材料的發(fā)散部分的 這個(gè)部分。這些遮擋件延伸穿過(guò)這些內(nèi)部擋板(以及近端窗口)一個(gè)足夠的距離，這樣箭 頭744和746代表的涂覆材料仍然撞擊到這些遮擋件上而并不穿過(guò)遠(yuǎn)端窗口 732。在該遮擋組件中包括一組內(nèi)部擋板導(dǎo)致了在其中涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基 體上的區(qū)域內(nèi)該涂覆材料的定向部分的幅值的減小。例如，在比較圖12和圖14的實(shí)施方 案的涂覆材料的定向部分的幅值(Wmm4對(duì)比Wmak)時(shí)，使用這些內(nèi)部擋板(保持其他因素相 同)導(dǎo)致了在其中涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基體的區(qū)域內(nèi)該涂覆材料的定向部分的幅 值的減小。大家應(yīng)該理解的是這些內(nèi)部擋板可能被可拆除地連接到這些遮擋件的內(nèi)表面 上。在使用了可拆除的內(nèi)部擋板的這樣一種安排中，在其中涂覆材料撞擊到這個(gè)或這些基 體的區(qū)域內(nèi)該涂覆材料的定向部分的幅值可以通過(guò)移除這些內(nèi)部擋板或者使用具有不同 的尺寸或向內(nèi)突出部分的內(nèi)部擋板而進(jìn)行改變。在圖11至圖14所示的這些實(shí)施方案的每一個(gè)中，涂覆材料源具有的寬度等于這 些遮擋件之間的寬度。大家應(yīng)該理解的是，可以存在以下實(shí)施方案其中涂覆材料源的寬度 小于這些遮擋件之間的寬度。如以上提及的，本發(fā)明的一個(gè)方面是這些遮擋件在基體最靠近靶材處大致覆蓋了 靶材(即，涂覆材料源)與基體(例如，切削鑲片)之間距離的至少約百分之五十(50%)、 并且更優(yōu)選為至少約百分之七十五(75% )。參見(jiàn)圖12，圖12的安排中的這些部件的位置 可以被設(shè)置為使得基體(或切削鑲片)在它最靠近靶材(或陰極或涂覆材料源)的這一點(diǎn) 是圖12中所示的點(diǎn)550。因此，靶材502的表面504與基體在其最靠近靶材502處之間的 距離為Dp在這個(gè)具體的實(shí)施方案中，遮擋件506、514從靶材502的表面504延伸了一段 等于LbJHi^的距離，該距離等于距離D1的約52%，它是距離D1的大致至少約50%。因此， 在這個(gè)具體的實(shí)施方案中看出，有一個(gè)遮擋裝置(即，一個(gè)遮擋組件)延伸離開(kāi)涂覆材料源 并終止于一個(gè)遠(yuǎn)端，該遠(yuǎn)端位于距離該涂覆材料源的一個(gè)遠(yuǎn)端距離處。該基體所處的條件 是其中該基體是距離該涂覆材料源的最近的接近距離。該遠(yuǎn)端距離等于該最近的接近距離 的至少約百分之五十。參見(jiàn)圖11，圖11的安排中的這些部件的位置可以被設(shè)置為使得基體(或切削鑲片)在它最靠近靶材(或陰極或涂覆材料源)的這一點(diǎn)是圖11中所示的點(diǎn)450。因此，靶 材402的表面404與基體在其最靠近靶材處之間的距離為Dp在這個(gè)具體的實(shí)施方案中， 遮擋件406、414從靶材402的表面404延伸了一段等于Lbi+!^的距離，該距離等于距離D1 的約78 %，它是距離D1的大致至少約75 %。因此，在這個(gè)具體的實(shí)施方案中看出，有一個(gè) 遮擋裝置(即，一個(gè)遮擋組件)延伸離開(kāi)涂覆材料源并終止于一個(gè)遠(yuǎn)端，該遠(yuǎn)端位于距離該 涂覆材料源的遠(yuǎn)端距離處。該基體處于這樣一種情況下，其中該基體是距離該涂覆材料源 的最近的接近距離。該遠(yuǎn)端距離等于該最近的接近距離的至少約百分之七十五。如在此使用的，與這些遮擋件相關(guān)而使用的術(shù)語(yǔ)“覆蓋”及其任何語(yǔ)法上的派生詞 是指這些遮擋件起到妨礙該涂覆流束中至少一些的行進(jìn)的作用，其中該涂覆流束的至少一 些撞擊到這些遮擋件上。作為一個(gè)例子，在圖12的實(shí)施方案中，該涂覆流束的一些在距離 D1的大致至少約50%上撞擊上遮擋件506、514，該距離D1等于從靶材502到基體最靠近靶 材的這一點(diǎn)550，LbJHi^大家可以理解的是周邊唇緣503(具有高度HpJ基本上對(duì)該涂覆 材料羽流沒(méi)有影響。申請(qǐng)人:提出了多個(gè)具體實(shí)例，這些實(shí)例證實(shí)了得到的切削鑲片的優(yōu)點(diǎn)和特性。這 些實(shí)例在下文中進(jìn)行描述。實(shí)例1A、1B和IC包括一種涂覆的切削鑲片式樣CNMG432MP。該基體是Kennametal Inc.K313Grade的鈷結(jié)碳化鎢硬質(zhì)合金，包括6重量百分比的鈷、少量鉻(作為碳化鉻加 入)以及余量的碳化鎢和雜質(zhì)。該涂覆方案包括多個(gè)交替的納米層，其中一個(gè)納米層包括 鋁鈦氮化物并且另一個(gè)納米層包括鋁鈦鉻氮化物。關(guān)于該涂覆方案的施加，使用Metaplas制造的一臺(tái)Metaplas裝置MZR 323通過(guò) 一種電弧蒸發(fā)方法來(lái)對(duì)這些實(shí)例IA至IC中的每一個(gè)進(jìn)行涂覆。圖4示出了這些靶材的總 體取向，其中靶材160-160B是鈦、并且靶材162-162B是鋁、并且靶材164-164B是鉻。如圖 4中展示的，遮擋件M2-M2B以及M4-M4B被定位在它們的對(duì)應(yīng)的鉻靶材的每側(cè)上。實(shí)例 IA至IC之間僅有的區(qū)別是這些遮擋件之間的距離。下表1列出了這些遮擋件之間的距離 (以毫米計(jì))。表1實(shí)例IA至IC的遮擋件之間的最窄距離
權(quán)利要求
1.一種用于涂覆基體的物理氣相沉積裝置，該裝置包括被適配為接收該基體的一個(gè)基體保持件；一個(gè)涂覆材料源，該涂覆材料源發(fā)射出一個(gè)涂覆材料發(fā)散性流束，該發(fā)散性流束包括 一個(gè)涂覆材料的發(fā)散部分以及一個(gè)涂覆材料的定向部分；一個(gè)遮擋裝置，該遮擋裝置被定位為與該涂覆材料源進(jìn)行運(yùn)作性接合，用于接收并且 撞擊該涂覆材料發(fā)散性流束，這樣使得該涂覆材料的定向部分離開(kāi)該遮擋裝置從而總體上 朝向該基體保持件行進(jìn)；并且該涂覆材料的定向部分與該涂覆材料發(fā)散性流束相比展現(xiàn)出更小的發(fā)散性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理氣相沉積裝置，其中該遮擋裝置包括一種遮擋組件，該 遮擋組件定義了一個(gè)窗口，該涂覆材料的定向部分連續(xù)地穿過(guò)該窗口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理氣相沉積裝置，其中該遮擋組件呈現(xiàn)了一個(gè)總體上平坦 的表面，其中該涂覆材料的發(fā)散部分的至少一部分碰撞了該總體上平坦的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的物理氣相沉積裝置，其中該涂覆材料發(fā)散性流束具有一個(gè)中 央縱向軸線，并且該總體上平坦的表面與該涂覆材料發(fā)散性流束的中央縱向軸線是基本上 平行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的物理氣相沉積裝置，其中該涂覆材料發(fā)散性流束具有一個(gè)中 央縱向軸線，并且該總體上平坦的表面與該涂覆材料發(fā)散性流束的中央縱向軸線是基本上 不平行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理氣相沉積裝置，其中該遮擋組件相比該基體保持件更靠 近于該涂覆材料源。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理氣相沉積裝置，其中該遮擋組件相比該涂覆材料源更靠 近于該基體保持件。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的物理氣相沉積裝置，其中該遮擋組件呈現(xiàn)了一個(gè)基本上弧形 的表面，其中該涂覆材料的發(fā)散部分的至少一部分碰撞了該基本上弧形的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理氣相沉積裝置，其中該遮擋裝置包括帶有一個(gè)遠(yuǎn)端的一 個(gè)遮擋組件，該遮擋組件包含與其遠(yuǎn)端鄰近的一個(gè)遠(yuǎn)端窗口，并且該涂覆材料的定向部分 連續(xù)地穿過(guò)該遠(yuǎn)端窗口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的物理氣相沉積裝置，其中該遠(yuǎn)端窗口被定位為距離該涂覆 材料源一個(gè)遠(yuǎn)端距離，并且該遠(yuǎn)端窗口呈現(xiàn)了一個(gè)遠(yuǎn)端面積；并且該涂覆材料的定向部分 在以下之一或兩者的情況下會(huì)呈現(xiàn)發(fā)散性的降低該遠(yuǎn)端距離增大以及該遠(yuǎn)端面積減小。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理氣相沉積裝置，其中該遮擋裝置包括一個(gè)遮擋組件，該 遮擋組件延伸離開(kāi)該涂覆材料源并且終止在一個(gè)遠(yuǎn)端，該遠(yuǎn)端位于距該涂覆材料源一個(gè)遠(yuǎn) 端距離處，并且該基體處于一種最靠近的情況下，其中該基體是距離該涂覆材料源的一個(gè) 最近的接近距離，并且該遠(yuǎn)端距離等于該最近的接近距離的至少約百分之五十。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的物理氣相沉積裝置，其中該遠(yuǎn)端距離等于該最近的接近距 離的至少約百分之七十五。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理氣相沉積裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)涂覆室，并且該涂覆室 包含該基體保持件和該涂覆材料源以及該遮擋裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理氣相沉積裝置，其中該遮擋裝置包括一個(gè)遮擋組件，該遮擋組件具有一個(gè)縱向軸線，并且該遮擋組件定義了沿著該遮擋組件的縱向軸線間隔開(kāi)的 至少一個(gè)近端窗口以及一個(gè)遠(yuǎn)端窗口，該近端窗口比該遠(yuǎn)端窗口更靠近于該涂覆材料源； 并且該涂覆材料的發(fā)散部分的一部分以及該涂覆材料的定向部分連續(xù)地穿過(guò)該近端窗口， 并且該涂覆材料的定向部分連續(xù)地穿過(guò)該遠(yuǎn)端窗口。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理氣相沉積裝置，其中該遮擋裝置碰撞了該涂覆材料發(fā) 散性流束從而連續(xù)地阻擋該涂覆材料的發(fā)散部分穿出該遮擋裝置的通行、同時(shí)連續(xù)地允許 該涂覆材料的定向部分離開(kāi)該遮擋裝置并且總體上地朝向該基體保持件行進(jìn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理氣相沉積裝置，其中該基體保持件包含被適配為接收 該基體的至少一個(gè)基體接收區(qū)，并且該基體保持件相對(duì)于該涂覆材料源是可移動(dòng)的，由此 使該基體接收區(qū)所接收的基體被該涂覆材料的定向部分選擇性地進(jìn)行撞擊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的物理氣相沉積裝置，其中，當(dāng)該基體被該涂覆材料的定向 部分撞擊時(shí)，該基體與該涂覆材料源通過(guò)該遮擋裝置而運(yùn)作性對(duì)準(zhǔn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理氣相沉積裝置，其中，該涂覆材料的定向部分具有一個(gè) 中央縱向軸線以及一個(gè)圓周，該涂覆材料的定向部分以相對(duì)于該涂覆材料的定向部分的中 央縱向軸線成一個(gè)離開(kāi)發(fā)散角而離開(kāi)該遮擋裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的物理氣相沉積裝置，其中，該離開(kāi)發(fā)散角是這樣的使得該 涂覆材料的定向部分的圓周的一個(gè)實(shí)質(zhì)性部分撞擊了該基體保持件所接收的基體的表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的物理氣相沉積裝置，其中該涂覆材料的定向部分的發(fā)散性 的幅值是以下各項(xiàng)中一個(gè)或多個(gè)的函數(shù)該涂覆材料源的尺寸、該遮擋裝置的軸向長(zhǎng)度、以 及該涂覆材料源的表面與該基體保持件之間的距離。
21.一種用于在基體上實(shí)施一個(gè)涂覆方案的物理氣相沉積裝置，該裝置包括一個(gè)被適配為接收該基體的基體保持件；一個(gè)第一涂覆材料源，它發(fā)射出涂覆材料的一個(gè)第一發(fā)散性流束，該發(fā)散性流束包括 第一涂覆材料的一個(gè)第一發(fā)散部分以及第一涂覆材料的一個(gè)第一定向部分；一個(gè)第一遮擋裝置，該第一遮擋裝置被定位為與該第一涂覆材料源進(jìn)行運(yùn)作性接合， 用于接收并且碰撞該第一涂覆材料的第一發(fā)散性流束，這樣使得該第一涂覆材料的第一定 向部分離開(kāi)該第一遮擋裝置從而總體上朝向該基體保持件行進(jìn)；該第一涂覆材料的第一定向部分展現(xiàn)出比該第一涂覆材料的第一發(fā)散性流束更小的 發(fā)散性；以及一個(gè)第二涂覆材料源，它發(fā)射出第二涂覆材料的一個(gè)第二發(fā)散性流束，該發(fā)散性流束 包括第二涂覆材料的一個(gè)第二發(fā)散部分以及第二涂覆材料的一個(gè)第二定向部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的物理氣相沉積裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)第二遮擋裝置，該第一遮擋裝置被定位為與該第二涂覆材料源進(jìn)行運(yùn)作性接合， 用于接收并且碰撞該第二涂覆材料的第二發(fā)散性流束，這樣使得該第二涂覆材料的第二定 向部分離開(kāi)該第二遮擋裝置從而總體上朝向該基體保持件行進(jìn)；并且該第二涂覆材料的第二定向部分展現(xiàn)出比該第二涂覆材料的第二發(fā)散性流束更小的 發(fā)散性。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的物理氣相沉積裝置，其中，該涂覆材料的第一定向部分具 有一個(gè)第一中央縱向軸線以及一個(gè)第一圓周，該涂覆材料的第一定向部分以相對(duì)于該涂覆材料的第一定向部分的第一中央縱向軸線成一個(gè)第一離開(kāi)發(fā)散角而離開(kāi)該第一遮擋裝置， 并且該第一離開(kāi)發(fā)散角是這樣的，使得該涂覆材料的第一定向部分的第一圓周的一個(gè)實(shí) 質(zhì)性部分撞擊了由該基體保持件所接收的基體的表面，并且該涂覆材料的第一定向部分的 最少量重疊在離開(kāi)該第二遮擋裝置的涂覆材料的第二定向部分上。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的物理氣相沉積裝置，其中，該涂覆材料的第二定向部分具 有一個(gè)第二中央縱向軸線以及一個(gè)第二圓周，該涂覆材料的第二定向部分以相對(duì)于該涂覆 材料的第二定向部分的第二中央縱向軸線成一個(gè)第二離開(kāi)發(fā)散角而離開(kāi)該第二遮擋裝置， 并且該第二離開(kāi)發(fā)散角是這樣的，使得該涂覆材料的第二定向部分的第二圓周的一個(gè)實(shí) 質(zhì)性部分撞擊了由該基體保持件所接收的基體的表面，并且該涂覆材料的第二定向部分的 最少量重疊在離開(kāi)該第一遮擋裝置的涂覆材料的第一定向部分上。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的物理氣相沉積裝置，其中，該第一涂覆材料形成了該涂覆 方案的一個(gè)第一涂覆層，并且該第二涂覆材料形成了該涂覆方案的一個(gè)第二涂覆層，并且 該第一涂覆層比該第二涂覆層更軟。
26.用于和一種物理氣相沉積裝置結(jié)合使用的一種遮擋件，該物理氣相沉積裝置具有 一種涂覆材料源，該涂覆材料源發(fā)射出一個(gè)涂覆材料發(fā)散性流束，該發(fā)散性流束具有一個(gè) 涂覆材料的發(fā)散部分以及一個(gè)涂覆材料的定向部分，該遮擋件包括具有一個(gè)近端的一個(gè)遮擋件本體，該近端接收了該涂覆材料發(fā)散性流束，該遮擋件本 體進(jìn)一步定義了一個(gè)窗口，該涂覆材料的定向部分連續(xù)地穿過(guò)該窗口，并且該遮擋件本體 具有一個(gè)遠(yuǎn)端，該涂覆材料的定向部分通過(guò)該遠(yuǎn)端而離開(kāi)該遮擋件本體，從而展現(xiàn)出與該 涂覆材料發(fā)散性流束相比更小的發(fā)散性。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的遮擋件，其中該窗口包括位于該遮擋件本體的遠(yuǎn)端附近的 一個(gè)遠(yuǎn)端窗口。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的遮擋件，其中該遠(yuǎn)端窗口被定位為距離該涂覆材料源一個(gè) 遠(yuǎn)端距離，并且該遠(yuǎn)端窗口呈現(xiàn)了一個(gè)遠(yuǎn)端面積；并且該涂覆材料的定向部分在以下之一 或兩者的情況下會(huì)展現(xiàn)出發(fā)散性的降低該遠(yuǎn)端距離增大以及該遠(yuǎn)端面積減小。
29.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的遮擋件，其中該遮擋本體具有一個(gè)縱向軸線，并且該遮擋 本體定義了沿著該遮擋本體的縱向軸線間隔開(kāi)的至少一個(gè)近端窗口以及一個(gè)遠(yuǎn)端窗口，該 近端窗口比該遠(yuǎn)端窗口更靠近該涂覆材料源；并且該涂覆材料的發(fā)散部分的一部分以及該 涂覆材料的定向部分連續(xù)地穿過(guò)該近端窗口，并且該涂覆材料的定向部分連續(xù)地穿過(guò)該遠(yuǎn) 端窗口。
30.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的遮擋件，其中該遮擋件本體碰撞了該涂覆材料發(fā)散性流束 從而阻擋該涂覆材料的發(fā)散部分穿出該遮擋裝置的通行，并且該窗口允許該涂覆材料的定 向部分從中通過(guò)。
31.通過(guò)物理氣相沉積來(lái)涂覆一種基體的表面的一種方法，該方法包括以下步驟提供一個(gè)被適配為接收該基體的基體保持件；從一個(gè)涂覆材料源發(fā)射出一個(gè)涂覆材料發(fā)散性流束，其中該涂覆材料發(fā)散性流束包括 一個(gè)涂覆材料的發(fā)散部分以及一個(gè)涂覆材料的定向部分；并且提供一個(gè)遮擋件，該遮擋件接收該涂覆材料發(fā)散性流束，由此該遮擋件阻擋該涂覆材 料的發(fā)散部分離開(kāi)該遮擋件并且允許該涂覆材料的定向部分離開(kāi)該遮擋件從而總體上朝向該基體保持件行進(jìn)，由此該涂覆材料的定向部分展現(xiàn)出比該涂覆材料發(fā)散性流束更小的 發(fā)散性，這樣使得該涂覆材料的定向部分的一個(gè)實(shí)質(zhì)性部分撞擊了該基體。
32.通過(guò)物理氣相沉積來(lái)涂覆一種基體的表面的一種方法，該方法包括以下步驟提供一個(gè)被適配為接收該基體的基體保持件；從一個(gè)第一涂覆材料源發(fā)射出涂覆材料的一個(gè)第一發(fā)散性流束，其中該涂覆材料的第 一發(fā)散性流束包括涂覆材料的一個(gè)第一發(fā)散部分以及涂覆材料的一個(gè)第一定向部分；提供一個(gè)第一遮擋件，該第一遮擋件接收該涂覆材料的第一發(fā)散性流束，由此該第一 遮擋件阻擋該涂覆材料的第一發(fā)散部分離開(kāi)該第一遮擋件并且允許該涂覆材料的第一定 向部分離開(kāi)該第一遮擋件從而總體上朝向該基體保持件行進(jìn)，由此該涂覆材料的第一定向 部分展現(xiàn)出比該涂覆材料的第一發(fā)散性流束更小的發(fā)散性，這樣使得該涂覆材料的第一定 向部分的一個(gè)實(shí)質(zhì)性部分撞擊了該基體；從一個(gè)第二涂覆材料源發(fā)射出涂覆材料的一個(gè)第二發(fā)散性流束，其中該涂覆材料的第 二發(fā)散性流束包括涂覆材料的一個(gè)第二發(fā)散部分以及涂覆材料的一個(gè)第二定向部分；并且提供一個(gè)第二遮擋件，該第二遮擋件接收該涂覆材料的第二發(fā)散性流束，由此該第二 遮擋件阻擋該涂覆材料的第二發(fā)散部分離開(kāi)該第二遮擋件并且允許該涂覆材料的第二定 向部分離開(kāi)該第二遮擋件從而總體上朝向該基體保持件行進(jìn)，由此該涂覆材料的第二定向 部分展現(xiàn)出比該涂覆材料的第二發(fā)散性流束更小的發(fā)散性，這樣使得該涂覆材料的第二定 向部分的一個(gè)實(shí)質(zhì)性部分撞擊了該基體。
33.一種物理氣相沉積涂覆的物品，包括呈現(xiàn)了一個(gè)表面的一個(gè)基體、以及在該基體表面的至少一部分上的一個(gè)涂層；該涂層包括多種元素，其中這些元素中的每一個(gè)都通過(guò)物理氣相沉積從它的單獨(dú)的源 中連續(xù)地發(fā)射出；并且該涂層包括多個(gè)交替納米層的一個(gè)涂層組，并且這些交替納米層中的一個(gè)基本上完全 缺乏這些連續(xù)發(fā)射出的元素中的一種，并且這些交替納米層中的另一個(gè)包含這一個(gè)交替納 米層所缺乏的該元素。
34.如權(quán)利要求33所述的涂覆的物品，其中所述另一個(gè)交替層包含這多種金屬元素中 的每一種。
35.如權(quán)利要求33所述的涂覆的物品，其中這些交替層包括多個(gè)交替的納米層。
36.如權(quán)利要求33所述的涂覆的物品，其中該涂層包括這些金屬元素中的三種，并且 這三種金屬元素中的每一種都是通過(guò)物理氣相沉積從它的單獨(dú)的源中連續(xù)地發(fā)射出的；并 且這些交替層中的一個(gè)基本上完全缺乏這些金屬元素中的一種，并且這些交替層中的另一 個(gè)含有這三種金屬元素。
37.如權(quán)利要求33所述的涂覆的物品，其中該涂層包括這些金屬元素中的四種，并且 這四種金屬元素中的每一種都是通過(guò)物理氣相沉積從它的單獨(dú)的源中連續(xù)地發(fā)射出的；并 且這些交替層中的一個(gè)基本上完全缺乏這些金屬元素中的一種，并且這些交替層中的另一 個(gè)含有這四種金屬元素。
全文摘要
一種用于涂覆基體的物理氣相沉積裝置，該裝置包括一個(gè)接收該基體的基體保持件、以及發(fā)射出涂覆材料的發(fā)散性流束的一個(gè)涂覆材料源。該涂覆材料發(fā)散性流束包括一個(gè)涂覆材料發(fā)散部分以及一個(gè)涂覆材料的定向部分。該裝置進(jìn)一步包括一種遮擋裝置，該遮擋裝置被定位為與該涂覆材料源處于運(yùn)作性接合，用于接收并且碰撞該涂覆材料發(fā)散性流束，這樣使得該涂覆材料的定向部分離開(kāi)該遮擋裝置從而總體上朝向該基體保持件行進(jìn)。該涂覆材料的定向部分與該涂覆材料的發(fā)散性流束相比展現(xiàn)出更小的發(fā)散性。
文檔編號(hào)C23C14/00GK102124135SQ200980132064
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者A·因斯佩克特, J·J·普里齊 申請(qǐng)人:鈷碳化鎢硬質(zhì)合金公司