JP2001040467A

JP2001040467A - アーク蒸発源、真空蒸着装置及び真空蒸着方法

Info

Publication number: JP2001040467A
Application number: JP2000157094A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Takahara; 一樹高原; Hirobumi Fujii; 博文藤井
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2001-02-13
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: JP3917348B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アークスポットの挙動を制御するために永久
磁石を設ける場合に、永久磁石が高温雰囲気下に晒され
ても、磁力が低下しない温度域に維持してアークスポッ
ト挙動制御性を持続する。また、陰極からの電子の飛行
ルートを短くする。【解決手段】アーク放電の陰極となる蒸発物質３と、
当該蒸発物質３を取り囲むように配置されて磁力により
アークスポットの挙動を制御する永久磁石７と、当該永
久磁石７を冷却する冷却部とを備える。冷却部は内部に
冷却媒体が供給される冷却室３０を有し、この冷却室３
０は陰極３と絶縁され、アーク放電の陽極とされてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アーク蒸発源、真
空蒸着装置及び真空蒸着方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は、先の出願（特願平１１−
８０４５号）において、アーク放電の陰極となる蒸発物
質と、当該蒸発物質の蒸発面と略垂直に交差する磁力線
のみを発生するように蒸発物質を取り囲む磁場発生源を
備えることで、蒸発面と略垂直に交差する磁力線により
アークスポットが蒸発面で偏在し難くなり、蒸発物質が
均一に消耗する技術について提案した。また、先の出願
では、磁場発生源として永久磁石を用いることについて
開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】蒸発物質を取り囲む永
久磁石は、蒸発面での所定の磁力を維持してアークスポ
ットの挙動を確実に制御するため、蒸発物質のごく近傍
に配置する必要がある。このため、磁石は、アークスポ
ットの発熱によりアーク放電中は高温雰囲気中に晒され
る。特に、蒸発物質を取り囲むという配置から、磁石が
高温化することは避けられない。ここで、磁石は、キュ
リー点（温度）を超えると磁性を失うことが知られてい
るが、通常はキュリー点で直ちに減磁するのではなく温
度が上昇しキュリー点に近づくについて徐々に磁力が減
少する。

【０００４】この磁石の性質によると、単に蒸発物質を
取り囲むように永久磁石を設けると、放電後に高温下す
ることにより直ちに磁石の磁力が低下し、磁力線により
蒸発物質を均一に消耗するという効果を継続できない。
なお、蒸発物質の近くに必要に応じてコイルを配置する
ことは、一般に知られているが、コイルの場合には、高
温下でも減磁しないので、磁力の減少という問題が発生
しない。本発明の課題は、アークスポットの挙動を制御
するために永久磁石を設ける場合に、永久磁石が高温雰
囲気下に晒されても、磁力が低下しない温度域に維持し
てアークスポット挙動制御性を持続することにある。

【０００５】また本発明の他の課題としては、特開平５
−１７１４２７号公報などでは、アーク放電における陽
極は、真空チャンバーとされているが、この場合、陰極
からのアーク長が長くなり、陰極からの電子の到達距離
が長くなるだけでなく、飛行途中で陰極蒸発物質や反応
ガスの衝突回数が増加するという問題がある。この問題
のため、アーク放電電圧が上昇して放電が不安定になり
やすい。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明者らの着眼点は、アーク蒸発源にアークスポッ
トの挙動を制御するための永久磁石を備える場合には、
その永久磁石を冷却する冷却部をアーク蒸発源に具備さ
せる、という点にある。これに基づき本発明に係るアー
ク蒸発源の特徴は、アーク放電の陰極となる蒸発物質
と、当該蒸発物質を取り囲むように配置されて磁力によ
りアークスポットの挙動を制御する永久磁石と、当該永
久磁石を冷却する冷却部と、を備えている点にある。

【０００７】かかる構成により、永久磁石は、アーク放
電が行われても、冷却部により冷却されることで、磁力
が低下しない温度域に維持でき、アークスポットの挙動
制御性が持続できる。また、冷却部としては、蒸発源に
水若しくはその他の液体、又は空気若しくはその他のガ
スなどの冷却媒体を供給して磁石を冷却するものが好ま
しい。このような冷却部としては、例えば、磁石の周り
に冷却媒体の循環パイプを設けておいて冷却するなどの
適宜手段を採用できる。

【０００８】より好ましくは、前記冷却部は、冷却媒体
が内部に供給される冷却室を備え、前記永久磁石は冷却
室内部に配置されているものとすることができる。この
場合、冷却室内部に磁石が配置されているので冷却効率
がよい。なお、冷却室内部に磁石を設ける場合、磁石が
冷却媒体に直接晒されていてもよいし、適当な部材（例
えば、錆び防止用のカバー体）により覆われて間接的に
冷却してもよい。また、冷却室が磁性体であると、磁石
により生ずる磁界が冷却室外に作用しにくくなり、蒸発
源に磁場を与えることができなくなるが、冷却室を非磁
性体で形成することで、冷却室が磁界に影響を与えるこ
とを防止できる。

【０００９】なお、冷却室は、冷却媒体が流通可能に構
成されていればよく、その形状は特に限定されない。ま
た、本発明では、前記冷却室は導電体により形成され、
かつアーク放電の陽極とされているのが好ましい。アー
ク放電により陰極から放出された電子は磁力線に巻付く
特性におり磁力線に沿って飛行しようとするが、磁力線
の起点（又は終点）である磁石が内在する冷却室が陽極
となっているため、磁場中を最短ルートで飛行し陽極に
到達できる。そのため、飛行途中での陰極蒸発物質や反
応ガスの衝突機会が低減され、アーク放電電圧が減少
し、放電安定性が改善される。また、冷却室が陽極とさ
れているので、陽極の温度上昇が防止できる。

【００１０】さらに、前記冷却室と前記蒸発物質との間
を隔離して絶縁するための絶縁体からなる隔離部材を有
するのが好ましい。この場合、陽極である冷却室と陰極
である蒸発物質の短絡が防止される。また、陽極である
前記冷却室のうち陰極からの電子が入り込む範囲には、
当該範囲を覆う導電体からなるカバー体が取り外し可能
に設けられているのが好適である。陽極の電子が入り込
む箇所は、異常放電や冷却不足により温度が上昇し、溶
損が発生するおそれがある。陽極である冷却室の溶損を
防止するために、取り外しして交換可能なカバー体を設
けておくことで、メンテナンスが容易になる。

【００１１】また、前記カバー体は、前記冷却室の被処
理物側の側面に設けられているのが好ましい。さらに、
本発明では、前記冷却部は、冷却媒体が内部に供給され
る冷却室を備え、当該冷却室に供給された冷却媒体が前
記永久磁石とともに前記蒸発物質も冷却可能に冷却室が
形成されているものとするのが好適である。蒸発物質も
高温化によるドロップレットの発生を防止するという観
点から冷却されることが好ましいが、冷却室に供給され
た冷却媒体で磁石だけでなく蒸発物質も冷却できるので
簡素な構成で効率の良い冷却が可能である。

【００１２】また、アーク蒸発源のさらに好ましい形態
としては、前記冷却室は非磁性体により形成され、前記
永久磁石は冷却室内部に配置され、前記蒸発物質は冷却
室外部に配置されているものとすることができる。ま
た、本発明の他の側面は、アーク放電の陰極となる蒸発
物質と、当該蒸発物質を取り囲むように配置された永久
磁石とを備えたアーク蒸発源において、前記磁石と前記
蒸発物質の蒸発面との間に形成される磁力線の軌跡上又
はその軌跡近傍にアーク放電の陽極が配置されているこ
とを特徴とする。

【００１３】アーク放電により陰極から放出された電子
が磁力線に巻き付く特性により磁力線に沿って飛行しよ
うとすることから、磁石と蒸発面とを結ぶ磁力線の軌跡
上又はその軌跡近傍にアーク放電の陽極が配置されてい
ると、電子は磁力線に沿って飛行し陽極に到達するので
飛行ルートが短くなる。そのため飛行途中での陰極蒸発
物質や反応ガスの衝突機会が低減される。そして、以上
のようなアーク蒸発源を真空容器に備えた真空蒸着装置
とするのが好適である。

【００１４】また、本発明に係る真空蒸着方法は、陰極
となる蒸発物質と陽極との間でアーク放電を起こして蒸
発物質を蒸発させて被処理物に被膜を形成する真空蒸着
方法において、アーク放電の陰極となる蒸発物質の外周
を取り囲むように配置された永久磁石を冷却しながらア
ーク放電を行うことを特徴とする。また、前記アーク放
電の陽極が、前記蒸発物質の蒸発面と前記磁石との間に
形成される磁力線の軌跡上又はその軌跡近傍に配置され
ていれば、電子の飛行ルートを短くできる。さらに前記
陽極は、前記磁石の前記被処理物側の側面に配置されて
いるのが好ましい。

【００１５】また、前記陽極を、前記磁石とともに冷却
すれば、陽極の冷却を簡単に行うことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態
に係る真空蒸着装置１を示している。この真空蒸着装置
１は、真空容器２内に陰極となる蒸発物質３を有するア
ーク蒸発源９が設けられ、アーク放電電源４によって図
示しない陽極との間でアーク放電を発生させて蒸発物質
３を蒸発・イオン化させ、コーティング被処理物（基
板）５に皮膜を堆積させるものである。

【００１７】図２は蒸発源９の概略構成を示しており、
この蒸発源は、円板状の蒸発物質（ターゲット）３と、
蒸発物質の中心軸Ｘと同軸状になるように配置されたリ
ング状の永久磁石７と、磁石７の内周側において蒸発物
質３の外周に絶縁を維持できる僅かな隙間１２を有して
配置されたリング状の磁性体（例えば、炭素鋼材）１３
と、蒸発物質３の背面側（蒸発面１１の反対側）の中央
部に配置された永久磁石（磁力線方向変更手段）１４と
を有している。リング状の永久磁石７は、蒸発面１１の
アークスポットの挙動を制御するためのものであり、軸
方向Ｘ両端面に磁極を有するように構成され、蒸発物質
３の外周を取り囲むように配置されている。このリング
状の永久磁石７は、コーティング被処理物５側の端面
（前方側の面）がＮ極で、他方の端面がＳ極とされてい
る（図３〜図５参照）。なお、磁極の配置は逆であって
もよい。

【００１８】蒸発物質の背面側に設けられた永久磁石１
４は、リング状の永久磁石７により発生した磁力線の方
向を変更させるためのものであり、軸方向の被処理物５
側がＳ極とされ、軸方向反対側がＮ極とされている（図
５参照）。このようにリング状の永久磁石７と蒸発面背
面の永久磁石１４の磁極は反対向きに設けられている。
したがって、永久磁石７の磁極が前述のものと逆であれ
ば、この磁石１４の磁極も逆に配置する。なお、この磁
石１４はコイル・電磁石であってもよい。図３は、ユニ
ットとして構成された蒸発源９の構成を示している。こ
の蒸発源ユニット９は、図３の上側が被処理物５側に向
くように真空容器２に取り付けられる。ユニット９は、
蒸発物質３等が支持される正面側体２６と、正面側体２
６の背面に取り付けられる背面側体２７とがネジ８によ
って固定されてなるユニット本体２５を有している。こ
のユニット本体２５は、非磁性体であるステンレス鋼に
よって形成されている。ユニット本体２５の材質として
は、銅やアルミニウム等の他の非磁性体材料を採用して
もよい。

【００１９】また、ユニット本体２５は導電性であり、
この本体２５がアーク放電電源４のマイナス側に接続さ
れている。そして蒸発物質３は、正面側体２６と接する
ように設けられているので、蒸発物質３はアーク放電の
陰極として作用することができる。ユニット本体２５の
内部は、中空に形成されている。この内部空間は、磁石
７等を冷却するための冷却部であり、冷却媒体である水
が流通する冷却室３０として構成されている。冷却室３
０の密閉のため、正面側体２６と背面側体２７の接合部
分にはシール３１が設けられている。

【００２０】冷却室３０には、蒸発物質３を取り囲むよ
うにリング状の永久磁石７が設けられている。この永久
磁石７は、ネジによって正面側体２６に固定されてい
る。正面側体２６は、中央に蒸発物質３と磁性体１３が
収納される凹部３４を有している。凹部３４の底部に
は、開口部３５を塞ぐ冷却板３７が設けられている。冷
却室の密閉のため、冷却板３７と正面側体２６との接合
部にはシール３８が設けられている。蒸発物質３は、こ
の冷却板３７を介して正面側体２６に取り付けられてお
り、蒸発物質３は、この冷却板３７によって冷却され
る。冷却板３７は、熱伝導性の高さと非磁性材料である
という点から、銅が採用されている。

【００２１】リング状の磁石７によって発生した磁力線
の方向を変えるための磁石１４は、冷却板３７の背面側
（冷却室３０の内部）に配置されている。リング状の磁
性体１３は、凹部３４の底部に設けられた絶縁体４０を
介して正面側体２６にネジ４１によって取り付けられて
いる。この絶縁体４０は、正面側体２６と磁性体１３と
を電気的に絶縁するためのものであり、また、磁性体１
３と蒸発物質３とは隙間１２をもって配置されているの
で、磁性体１３は蒸発物質３とも絶縁されている。

【００２２】したがって、磁性体１３は、正面側体２６
や蒸発物質３から電気的に浮いた状態にある。磁性体１
３は、その被処理物５側端１３ａとは蒸発面１１とが面
一状に配置されているが、磁性体１３が絶縁されている
ことから、アークスポットが磁性体１１へ移行すること
は確実に防止される。背面側体２７には、真空容器２の
外部から冷却媒体である水を冷却室３０内に供給するた
めの供給口４３と、水が排出される排出口４４とが形成
されている。供給口４３は背面側体２７の中央に１つ設
けられ、排出口４４は背面側体２７の外周よりに複数設
けられている。冷却水は、真空容器２外部からポンプ
（図示省略）によって供給される。供給口４３から冷却
室３０に流れ込んだ冷却水は、磁石１４を冷却し、冷却
板３７を介して蒸発物質３を冷却する。さらに、冷却水
は、外周方向に流れ、磁石７を冷却し、排出口４４を通
じて排出される。

【００２３】冷却水をアーク放電中に流すことで、磁石
７，１４、蒸発物質３の高温化が防止され、磁石７，１
４は磁力が劣化しない。なお、供給口４３、排出口４４
の位置や数は限定されない。例えば、供給口４３と排出
口４４を置換してもよい。この場合、磁石７が供給口に
近くなるので、より冷たい水によって磁石７が冷却さ
れ、磁石７の冷却効率がよい。また、供給口４３と排出
口４４は正面側体２６に設けてもよい。例えば、図３に
おいてＢ，Ｃで示す位置に供給口と排出口をそれぞれ設
けることができる。この場合、ユニット９を真空容器２
に取り付けたときに、Ｂ，Ｃのうち下方となる方を供給
口とし、上方となる方を排出口とするのが、冷却室３０
内に空気が溜まることなどを防止する観点から好まし
い。

【００２４】図４は、永久磁石７だけがある場合の蒸発
物質３の周囲に発生する磁力線の様子を示している。図
に示すように、永久磁石７から出た磁力線はほぼ垂直
（蒸発面１１の法線方向）に蒸発面を貫く。なお、磁力
線がほぼ垂直に蒸発面を貫くように永久磁石７は、その
軸方向中央位置と蒸発面１１の位置とがほぼ一致するよ
うに配置されている。このような蒸発面１１にほぼ垂直
な磁力線は、アークスポットの停滞を防止し、蒸発面１
１の均一な消耗が可能である。磁力線の方向は、厳密に
は、蒸発面１１の中央部付近を貫く磁力線に比べて、蒸
発面１１周縁部付近を貫く磁力線は蒸発面１１に立てた
法線方向に対して外向きにやや傾斜している。すなわ
ち、磁力線は被処理物５側に近づくに従って発散するよ
うに形成されている。

【００２５】この発散する磁力線は、アークが磁力線の
傾斜方向に移動しやすいという特徴により、アークが蒸
発面１１から飛び出し、失火するという問題を発生させ
る。また、磁束密度は磁石からの距離の二乗に反比例す
るから、蒸発面１１の中央付近では磁束密度は小さい。
このような磁束密度の減衰は、アークスポットは磁束密
度の弱い方に移動するという特徴により、アークスポッ
トが中央部に停滞するという問題を発生させる。磁性体
１３と磁石１４を設けると、図４の磁力線は図５のよう
になる。すなわち、磁石７の形成する磁力線のうち、蒸
発面１１の外周縁部付近を貫くものは、磁力線が貫通し
やすい磁性体１３に引き込まれる。このため、蒸発面１
１外周部には、蒸発面１１の法線に対し蒸発面１１中央
部に傾斜した磁力線が形成されることになる。Ａ１〜Ａ
３は、磁力線が蒸発面と交差する点における磁力線の接
線方向を示しており、蒸発面外周側ほど磁力線の中央部
への傾斜が大きいことがわかる。したがって、蒸発面１
１外周に近づいたアークスポットは、アークが磁力線の
傾斜方向に移動しやすい特徴により蒸発面中央方向に押
し戻され、アークスポットの飛び出しによる失火が防止
される。

【００２６】また、磁石１４を設けたことにより、蒸発
面１１の中央部付近を貫通する磁力線は、磁石１４に引
き込まれて蒸発面１１の法線方向に対して外向き傾斜と
なる。このため、磁束密度が低くても、アークが磁力線
の傾斜方向に移動しやすい特徴によりアークの蒸発面１
１中央への集中が防止される。また、磁石１４の存在に
より、蒸発面１１中央の磁束密度が大きくなるので、蒸
発面１１中央部における磁束密度の減衰も改善される。
よってアークの集中が防止され、図４のものと比較して
蒸発面１１の一層の均一消耗が実現できる。

【００２７】そして、以上のようにアークスポットの挙
動を制御するための磁力線を形成する磁石７及び磁石１
４はいずれも冷却されているので、高温化により減磁す
ることなく、効果を持続することができる。図６は、前
記永久磁石７の変形例としての永久磁石１７を示してい
る。この永久磁石１７は、多数の永久磁石を環状（リン
グ状）にならべて、前記永久磁石７と同様な磁場を形成
するように構成されたものである。すなわち、長手方向
両端に磁極を有する複数の棒磁石２１の磁極の向きを揃
えて環状に配置して、実質的に前記永久磁石７と同様
な、リング状磁石を構成したものである。

【００２８】図７は、本発明の第２実施形態に係る蒸発
源ユニット２９を示している。この第２実施形態が第１
実施形態と異なるところは、主に正面側体２６が、蒸発
物質３等を支持する第１正面側体２６ａとリング状磁石
７が収納される第２正面側体２６ｂに分離構成され、冷
却室３０が、蒸発物質３を冷却するための第１冷却室３
０ａと、リング状磁石７を冷却するための第２冷却室３
０ｂに分離されている点とにある。第１冷却室３０ａと
第２冷却室とは、それぞれ別個に冷却水の供給口４３
ａ，４３ｂと排出口４４ａ，４４ｂとを備え、別個に冷
却水が流通可能である。

【００２９】なお、その他の構成については、第１の実
施の形態とほぼ同様であるので、同符号を付して説明を
省略する。図８〜図１０は、本発明の第３実施形態に係
る蒸発源ユニット３９を示している。この蒸発源ユニッ
ト３９は、陰極となる蒸発物質（ターゲット）３と、蒸
発物質を支持する陰極支持体（ターゲットボディ；カソ
ードボディ）４６と、蒸発物質３を取り囲むように配置
されたリング状磁石７と、リング状磁石７が内部に配置
される磁石ケーシング（冷却室）４７等を有している。

【００３０】第３実施形態に係る蒸発源ユニット３９
は、第２実施形態の蒸発源ユニット２９と類似した構成
を有しているので、第２実施形態の蒸発源ユニット２９
と同様の作用を奏することができるが、特に異なる点と
しては、第１に、陰極支持体４６（第２実施形態の第１
正面側体２６ａにほぼ対応する）と、磁石ケーシング４
７（第２実施形態の第２正面側体２６ｂにほぼ対応す
る）とが絶縁体からなる隔離部材４８によって電気的に
隔離されている点と、第２に、磁石ケーシング４７がア
ーク電源４の＋側に接続されてアーク放電の陽極となっ
ている点である。

【００３１】このように、第３実施形態では、蒸発源３
９は、アーク放電の陰極となる蒸発物質３に加え、陽極
（磁石ケーシング４７）をも備えている。図９に示すよ
うに、アーク電源４に接続された蒸発物質３から放出さ
れた電子は、磁力線に巻き付く特性により磁力線軌跡に
沿って移動する。また、磁力線の終点（又は始点）であ
る磁石はアーク電源４の「＋側」に接続された磁石ケー
シング４７（陽極）に囲まれて冷却されており磁力線に
沿って移動した電子はそのまま陽極４７に吸収される。
従って、図１０に示すように、最も理想的な軌跡を通っ
て電子が「陰極」から「陽極」に飛行することとなる。

【００３２】このように、磁石７と蒸発面１１との間を
結ぶように形成された磁力線上又は当該磁力線近傍に陽
極４７を配置しておくことで、最短の飛行ルートで電子
を陽極に到達させることができる。このため、飛行途中
での陰極蒸発物質や反応ガスの衝突機会が低減されるこ
と、および飛行ルートが理想的となるため、アーク放電
電圧が減少し放電安定性が大幅に改善される。また、こ
の効果により外乱に対するアーク放電の抵抗力が増すた
め、アークの飛び出しや突然の失火などの異常が起こり
にくくなる。

【００３３】また、アーク放電における両極（陽極／陰
極）は電流が流れることにより温度上昇するが、冷却室
３０ｂを構成する磁石ケーシング４７を陽極としたの
で、陽極であるケーシング４７は冷却室３０ｂ内の冷却
水によって冷却される。すなわち、磁石７を冷却すると
共に陽極４７も冷却でき構造が簡素になっている。な
お、電子飛行ルート改善の観点からは、陽極は冷却室構
成部材である必要はなく、冷却室３０ｂを構成する部材
とは別に磁力線上又は磁力線近傍に陽極を設けてもよ
い。

【００３４】前述のように、磁石ケーシング４７を陽極
とするため、蒸発物質３及び陰極支持体４６と、磁石ケ
ーシング４７とは電気的に絶縁されている必要があり、
このため絶縁体からなる隔離部材４８が設けられてい
る。ただし、両者を電気的に絶縁するには、例えば、陰
極支持体４６と磁石ケーシング４７との間に間隙を設け
ておくだけでもよく、この場合、簡易な構造となる。一
方、単に間隙を設けておくだけであると、間隙にゴミな
どが堆積して短絡するおそれもあるが、第３実施形態の
ように積極的に隔離部材４８を設けておけば、これを防
止でき、放電安定性が高まる。

【００３５】なお、第３実施形態において、第１及び第
２実施形態と同様の点は同符号を付して説明を省略し
た。図１１は第４実施形態に係る蒸発源ユニット４９を
示している。この蒸発源ユニット４９が第３実施形態の
蒸発源ユニット３９と異なる点は、磁石ケーシング４７
の中でも電子の入り込む範囲４７ａに導電性のカバー体
５１が設けられいる点にある。カバー体５１は、熱伝導
性の良い材料（例えば、銅系）によって形成されてお
り、ネジ５２により冷却室を構成する磁石ケーシング４
７に対して取り外し自在に設けられている。カバー体５
１は、電子の入り込む範囲である磁石ケーシング４７の
被処理物５側の側面４７ａを覆うように設けられてい
る。

【００３６】電子の入り込む「陽極」箇所は表面の汚れ
が発生しやすいので、取り外し自在なカバー体５１を設
けておくことで、メンテナンス性を改善できる。また、
「陽極」箇所は温度上昇しやすいため、異常放電や冷却
不足がおこれば異常に温度が上昇し場合によっては溶損
が発生する。磁石ケーシング４７は内部を水冷されてお
り溶損により貫通が起これば真空容器２内に冷却水が流
出（リーク）することになるが、カバー体５１を設けて
おけば磁石ケーシング４７の溶損を防止でき、冷却水リ
ークの発生を低減できる。

【００３７】なお、第４実施形態において、第１〜第３
実施形態と同様な点は、同符号を付して説明を省略し
た。

【００３８】

【発明の効果】以上、本発明によれば、アークスポット
の挙動を制御するための永久磁石は、アーク放電が行わ
れても、冷却部により冷却されることで、磁力が低下し
ない温度域に維持され、アークスポットの挙動制御性が
持続できる。また、磁石が内部に配置される冷却室を陽
極とすると、電子の飛行ルートが短くなり、放電が安定
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空蒸着装置の概略構成図であ
る。

【図２】蒸発源の概略構成を示す正面図である。

【図３】第１の実施の形態に係る蒸発源の断面図であ
る。

【図４】リング状の永久磁石によって形成される磁力線
の状態を示す図である。

【図５】蒸発源の磁力線の状態を示す図である。

【図６】リング状の永久磁石の変形例を示す図である。

【図７】第２の実施の形態に係る蒸発源の断面図であ
る。

【図８】第３の実施の形態に係る蒸発源の断面図であ
る。

【図９】第３実施形態における磁力線と電子の動きを示
す図である。

【図１０】第３実施形態におけるアーク放電ルートを示
す図である。

【図１１】第４の実施の形態に係る蒸発源の断面図であ
る。

【符号の説明】

１真空蒸着装置２真空容器３蒸発物質４アーク放電電源７永久磁石９アーク蒸発源１２隙間１３磁性体１４永久磁石２９アーク蒸発源３０冷却室３９アーク蒸発源４７磁石ケーシング４８隔離部材４９アーク蒸発源５１カバー体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アーク放電の陰極となる蒸発物質（３）
と、当該蒸発物質（３）を取り囲むように配置されて磁力に
よりアークスポットの挙動を制御する永久磁石（７）
と、当該永久磁石（７）を冷却する冷却部と、を備えている
ことを特徴とするアーク蒸発源。
【請求項２】前記冷却部は、冷却媒体が内部に供給さ
れる冷却室（３０）を備え、当該冷却室（３０）は非磁
性体により形成され、前記永久磁石（７）は冷却室（３
０）内部に配置されていることを特徴とする請求項１記
載のアーク蒸発源。
【請求項３】前記冷却室（３０）は導電体により形成
され、かつアーク放電の陽極とされていることを特徴と
する請求項２記載のアーク蒸発源。
【請求項４】前記冷却室（３０）と前記蒸発物質
（３）との間を隔離して絶縁するための絶縁体からなる
隔離部材（４８）を有することを特徴とする請求項３記
載のアーク蒸発源。
【請求項５】陽極である前記冷却室（３０）のうち陰
極からの電子が入り込む範囲（４７ａ）には、当該範囲
（４７ａ）を覆う導電体からなるカバー体（５１）が取
り外し可能に設けられていることを特徴とする請求項３
又は４記載のアーク蒸発源。
【請求項６】前記カバー体（５１）は、前記冷却室の
被処理物側（５）の側面（４７ａ）に設けられているこ
とを特徴とする請求項５記載のアーク蒸発源。
【請求項７】前記冷却部は、冷却媒体が内部に供給さ
れる冷却室（３０）を備え、当該冷却室（３０）に供給
された冷却媒体が前記永久磁石（７）とともに前記蒸発
物質（３）も冷却可能に冷却室（３０）が形成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載のアーク蒸発源。
【請求項８】前記冷却室（３０）は非磁性体により形
成され、前記永久磁石（７）は冷却室（３０）内部に配
置され、前記蒸発物質（３）は冷却室（３０）外部に配
置されていることを特徴とする請求項７記載のアーク蒸
発源。
【請求項９】アーク放電の陰極となる蒸発物質（３）
と、当該蒸発物質（３）を取り囲むように配置された永
久磁石（７）とを備えたアーク蒸発源において、前記磁石（７）と前記蒸発物質（３）の蒸発面（１１）
との間に形成される磁力線の軌跡上又はその軌跡近傍に
アーク放電の陽極（４７）が配置されていることを特徴
とするアーク蒸発源。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載のアー
ク蒸発源を真空容器（２）に備えていることを特徴とす
る真空蒸着装置。
【請求項１１】陰極となる蒸発物質（３）と陽極との
間でアーク放電を起こして蒸発物質（３）を蒸発させて
被処理物（５）に被膜を形成する真空蒸着方法におい
て、蒸発物質（３）の外周を取り囲むように配置された永久
磁石（７）を冷却しながらアーク放電を行うことを特徴
とする真空蒸着方法。
【請求項１２】前記アーク放電の陽極が、前記蒸発物
質（３）の蒸発面（１１）と前記磁石（７）との間に形
成される磁力線の軌跡上又はその軌跡近傍に配置されて
いることを特徴とする請求項１１記載の真空蒸着方法。
【請求項１３】前記陽極は、前記磁石（７）の前記被
処理物（５）側の側面に配置されていることを特徴とす
る請求項１２記載の真空蒸着方法。
【請求項１４】前記陽極は、前記磁石（７）とともに
冷却されていることを特徴とする請求項１２又は１３記
載の真空蒸着方法。