JP2001521067A

JP2001521067A - 陰極用ターゲット供給装置付陰極線アークソース

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Publication number: JP2001521067A
Application number: JP2000518406A
Authority: JP
Inventors: ズシ、; ホン、シアンタン、; ベン、カンテイ、
Original assignee: フィルプラスヴァキュームテクノロジーピーティーイー．リミテッド
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 2001-11-06
Anticipated expiration: 2018-10-26
Also published as: GB9722650D0; US6262539B1; GB2347146A; GB2347146B; GB0010053D0; AU9556798A; WO1999022398A2; WO1999022398A3; JP4348010B2

Abstract

(57)【要約】陰極アークソースのチェンバの中にターゲットを送り込む装置で、陰極アークソース（１０）に付加するか、あるいは一体化して設ける支持機構（２２，２３，２４）と、アークパワーサプライに電気的に接続されたターゲット（１８）を搭載する陰極部（１６、１７，１８）とを含み、その陰極部が、動きのため支持機構上（２１，３７）に、即ちターゲットをチェンバへ送り込むための陰極部のチェンバに対する動きのための手段（２１，３７）に搭載される。この装置はまた、ターゲットの上部を除去する手段をチェンバの中に有している。ソースに送り込む黒鉛ターゲットは少なくとも内心部と外側部を有し内心部は１．７〜２．０ｇ／ｃｍ³の比重を有する黒鉛粉でできており、外側部は最低で０．１ｇ／ｃｍ³は内心部の比重より少ない比重の黒鉛粉でできている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は陰極アークソースに関し、特に、工業上、または、長期運用の陰極ア
ークソースに関する。

【０００２】正四面体構造のアモルファスカーボン、金属、誘電体その他のコーティングの
陰極アーク沈殿はよく知られており、かつ良質の薄膜沈殿層の提案がなされてい
る。スクラッチレジスタントオプティカルコーティングおよびハードディスクコ
ーティングへの適用は２つの広範な提案された利用面である。

【０００３】従来、陰極アーク処理によるフィルム沈殿方法は、主として研究室用に限られ
ており、概して、従来技術において、大粒子・中粒子の汚染から少なくとも許容
範囲内に収まることの困難さから脱することができなかった。

【０００４】アークプラズマから大粒子をフィルタリングする改善された手段の提供は、Ｗ
Ｏ−Ａ−９６／２６５３１および未公開のＰＣＴ／ＧＢ９７／１９９２にも最近
述べられている。

【０００５】しかしながら、現用のフィルター付きの陰極アークソースは恒常的には使用で
きず、また長期的にも使用できない。これが工業的に使用することを非魅力的に
する原因である。現用の陰極アークソースはしばしば停止し、ターゲットを調整
し、整備しなければならず、これは時間の浪費であり、チェンバの真空調整およ
びアークの再発生というエネルギの損失を来す。アークが停止すると、再起動す
ることになり、アークからの最初のプラズマ放電は全く汚染されており、できれ
ば基板に沈殿させたくないものである。このように、アークが頻繁に停止・再起
動されると、最善の品質を得るためにはオペレータの多大な制御が必要になる。

【０００６】従来の陰極アークソースの使用では、ターゲットの侵食が不均一であり、陰極
点がターゲット表面を不統一に移動する。陰極アークソースを使用してのプラズ
マの沈殿には、滑らかなターゲット表面が望ましいが、滑らかな表面はアークス
ポットの作用で急激に失われる。

【０００７】アークの停止と、チェンバの開放はチェンバの真空喪失を含み、ターゲットの
調整と清浄化のための処理は上記の理由により望ましくない。

【０００８】したがって、本発明の目的の一つは、連続的な、少なくとも従来のソースより
長い時間的周期の陰極アークソースを提供することである。発明の他の目的は、
プラズマを得るために、陰極ターゲットを望ましい状態に維持できる陰極アーク
ソースを提供することである。

【０００９】したがって、本発明の第一の面は陰極アークソースのチェンバにターゲットを
送り込む装置を提供することであり、その装置は、陰極アークソースに付加するか、あるいは一体化される支持構造と、アークパワーサプライと電気的に接続するターゲットを受け入れ、かつ支持構
造上を移動可能に搭載する陰極部と、ターゲットをチェンバへ送り込むのにチェンバに対して陰極部を移動させる手
段とを有する。

【００１０】この装置は陰極アークソースを組み合わされるとソースの操作が従来よりも長
時間に亙って継続し、ターゲットの消失は本来の位置に新ターゲットが真空破壊
無しに取り替え設置されることにより効果を与える。陰極部はチェンバ端部の初期位置に容易に搭載され、その上にターゲットが受け
入れられ、さらに、ターゲットはチェンバに向かってほぼ直線的に進むようにな
っている。ターゲットの陰極アークソースのチェンバへの移動は正確かつ緻密に
制御され、その侵食の進度は極めて遅く、適合の装置はターゲットをゆっくりし
た進度で送り込みその進度は黒鉛ターゲットで０．０５ｍｍ乃至０．１ｍｍが望
ましい。幸いのことに、侵食の進度はターゲットの材質で異なり、材質によりそ
の送り進度は異なる。本発明の装置はターゲットをチェンバに０．０５ｍｍ／ｓ
ｅｃ乃至１０ｍｍ／ｓｅｃで送り込むのに適している。

【００１１】本発明の実施例において小歯車であるピニオンが陰極部とチェンバ、または支
持機構に取り付けられラックに契合しており、そのピニオンの動作はラック上を
チェンバに向かってあるいはチェンバから離れるように移動する。ピニオンはオ
ペレータが装置から突出している操作可能なハンドルまたはレバーにより任意に
回すことができる。さらに、装置に協動するラチェット機構が任意構成としてあ
り、ターゲットのチェンバへの移動が一方向に進められ、例えばターゲットの取
り替えでラチェットが外されるまで継続される。この手順はチェンバまたは支持
機構上のピニオンにより可逆的である。

【００１２】陰極部の動きの他の要因は電気モータであり、アークパワーサプライ回路によ
り選択的に制御される。アークパワーサプライと共に協動するモニター手段は、
沈殿の速度の決定やターゲットを適切な速度または時間でチェンバへ進めるトリ
ガーとして使用される。

【００１３】ターゲットの端部からチェンバまでの範囲でターゲットがチェンバへ送り込ま
れるまでの間中真空を維持するシール可能なシール構造体が付属的に備えられて
いる。さらに付属品として、陰極部を取り囲み陰極アークソースのチェンバにシ
ール契合可能なハウジングがある。このハウジングは陰極部とターゲットとの少
なくとも何れか一方を冷却する冷却水を受け入れ可能に構成されている。ハウジ
ングはまた陰極部に電気を通電し、外部のオペレータが陰極部の動きを操作可能
にするハンドルまで通電する通電路を有している。

【００１４】あるハウジングは後述の本発明のある実施例に示すように、真空の蛇腹のよう
な真空構造を有している。

【００１５】陰極アークソースの運転上、ターゲットに電気接続が必要であり、それは陰極
部を介して間接的に接続されるか、あるいはターゲット自体に直接接続されても
よい。本発明の実施例において、ターゲットに対する通電は１つあるいは複数の
電気ブラシを介して行われ、それによりターゲットはチェンバに送り込まれる間
中電気接続されている。ターゲットが通りすぎるとき、陽極とターゲット間の、
アーク発生や、アーク維持に対して、ブラシによる電気接続は十分耐えられるも
のである。望ましくは複数のブラシはターゲットの周囲に配置されるのがよい。
ターゲットは円形断面を有し、このように、本発明のある実施例では、装置が複
数のブラシがターゲットの周囲にほぼ等間隔で配置されている。この配置は、タ
ーゲットをチェンバへ滑らかに送り込む間ブラシの電気接続を維持するのに有用
である。

【００１６】第２の面として、本発明は真空チェンバ内における陽極と陰極ターゲットとの
間のアークから得られたプラズマの沈殿によって基板上に正イオンのコーティン
グを沈殿させる方法の提供において、陽極ターゲットとの間にアークを発生し、
ターゲットをチェンバの真空を破壊することなく送り込むことである。

【００１７】本発明の望ましい方法の一つは、アークを発生し、アークを停止し、ターゲッ
トをチェンバに送り込み、その後アークを再発生することである。このように、
ターゲット材は減耗し、オペレータがチェンバに新しいターゲットを導入し、ア
ーク発生のために正規の位置につけなければならない。幸いなことに、消費され
た、あるいは変形されたターゲットを取り替えるためにチェンバを開くことは極
めて少なくなった。

【００１８】本発明の他の実施例において、この方法は、アークを発生し、ターゲットをチ
ェンバに送り込み、ターゲットをチェンバに送り込む間アークを維持することを
含むものである。このように、陰極アークの操作と、コーティングの沈殿は周期
的に停止と起動を繰り返すものではない。アークの再発生に続く初期沈殿のとき
、低品質のコーティングが生ずるので、本装置の操作のこの方法は改善された品
質のコーティングを生産する可能性を有し、あるいは高品質のコーティングを得
るようにオペレータが入力するのを減ずることができる。陰極アークソースの如
き装置は熟練者によって操作されるものではなく、操作中に熟練者によって入力
される必要のあるものを極力減ずることが望まれる。

【００１９】もしターゲットが連続的にチェンバへ送り込まれるならば、ターゲットはチェ
ンバに０．０５ｍｍ／ｓｅｃ乃至１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で送り込まれ、できる
ならば０，２ｍｍ／ｓｅｃ乃至２ｍｍ／ｓｅｃが望ましく、これはしかしターゲ
ットの材質と消耗度による。本発明の方法はターゲットをチェンバへ手動で送り
込むこと、あるいは陰極アークソースと協動する回路構成の制御によって送り込
むことを含む。手動による送り込みはオペレータが装置を設定し、ターゲットを
アーク発生の開始位置へ設定する時である。自動送り込みは、沈殿がモニターさ
れ、ターゲットの調整が適切な沈殿速度になった時に採用される。

【００２０】本発明の特に望ましい実施例においては、陰極アークソースのチェンバ内での
陽極と陰極ターゲット間のアークからプラズマを発生する陰極アークソースがチ
ェンバ内でターゲットの上部を除去する手段を有するものである。これはターゲ
ットが平均的に消耗されず、表面を滑らかにするなど、他の理由でターゲットの
表面を調整する理由が発生した場合に有用である。ターゲットがチェンバに送り
込まれる時損耗されていない部分が深くチェンバ内に入り込んだ場合、本発明の
実施例ではこの部分を除去することができる。ターゲットの表面を滑らかにした
い場合、そしてソースの一般の操作でターゲットの表面に細穴や、凹みや、他の
傷が生じた場合、除去手段はその改善しなければならない滑らかさが大切な部分
を切除する。本発明の特徴的なソースはターゲットの上部を切除するターゲット
カッターを有する。好ましくは、カッターはターゲット上部を綺麗にカットして
滑らかな表面にしてそこからアークを発生するようにする。ソースの長期使用の
間に、この実施例はターゲット表面を良状態に維持して、真空のチェンバを開い
て周期的に補修したり替えたり調整したりすることを無くする。

【００２１】一つのターゲットカッターは適切な切断装置からなっている。ターゲットを横
切って回転あるいは押切りするように搭載されたナイフで、黒鉛ターゲットを切
断するようなものである。鋸型カッターも使用される。ターゲットカッターは支
持機構に搭載された回転円形カッターでターゲットを横切る回転円形カッターで
ある。ターゲットの使用においては、チェンバに進入する部分は少量である。タ
ーゲットの不均一な侵食によりターゲットの表面から突き出る部分があり、表面
を滑らかにするようにターゲットカッターで除去されなければならない。望まし
いカッターのカット深度はターゲットの表面から０．１ｍｍ乃至１０ｍｍで、好
ましくは０．１〜１ｍｍである。

【００２２】本発明のある実施例は、ソースの壁に搭載されたターゲットカッターでターゲ
ットの上部を切断するのに適し、ターゲットから除去するようにするものである
。このカッターはまた、ターゲットから除去部分をアークを妨げないように除去
する。

【００２３】特に好ましい本発明の実施例は、基板上に正イオンのコーティングを沈殿する方法を提供し、該沈殿方法は、真空チェンバーにおける陽極と陰極ターゲット
間のアークから得るプラズマの沈殿で、この方法は陽極と陰極ターゲット間のア
ークの発生と、ターゲットをチェンバにチェンバの真空を破壊することなく送り
込み、さらに、ターゲットの上部をチェンバの真空を破壊せずに切除する方法を
含んでいる。

【００２４】本発明の方法はチェンバにターゲットを送り込み、チェンバの予め決めてある
レベルより突き出たターゲットの一部あるいは複数の部分を切除することである
。本発明のある実施例では、その方法がターゲットの上部の部分をチェンバの壁
に搭載され、引っ込められている位置からターゲットを切断する位置まで移動可
能な、回転型あるいはスライス型のカッターを使用して切断するものである。

【００２５】本発明のターゲットカッターを使用する時の他の問題点は、陰極アークソースのチェンバ内でターゲットの砕片が溜まることである。したがって、本発明の
望ましいソースは、チェンバのベースの近くにある排出口を有し、ターゲットの
上部を除去する手段がさらに、切除あるいは除去された上部部分を排出口へ送出
する手段を有する。このようにしてターゲットからの砕片はチェンバから具合よ
く排出される。本発明の下記の実施例では、排出口は砕片を真空除去する真空掃
除機に接続されている。

【００２６】陰極アークソースに使用されている現在のターゲットは圧縮された黒鉛粉の一
つの固体であり、それが時には黒鉛粉とタールのような炭化水素接合体とを高温
で混合圧縮したものである。これらのターゲットは壊れ易く、崩れ易い。陰極ア
ークソースに使用されると割れとか、崩れとかの欠損は特に好ましくないもので
ある。本発明の第１の面に従ってターゲットを送り込む時、ときにはターゲット
が壊れたり、損傷を受けたりし易いという問題に遭遇する。

【００２７】上記のように、陰極アーク点がターゲットの表面を急速に移動し、ターゲット
側にリスク転嫁される恐れがある。

【００２８】したがって、本発明の第３の面として、陰極アークソースに使用される黒鉛タ
ーゲットが、少なくとも内心部と外側部との結合体で、内心部は１．７〜２．０
ｇ／ｃｍ³の比重を持つ黒鉛粉からなり、外側部は比重が内心部より０．１ｇ／ｃｍ³は小さい比重の黒鉛粉からなることである。

【００２９】望ましくは、外側部の比重は内心部より小さく、少なくとも０．２ｇ／ｃｍ³ は小さいことである。

【００３０】本発明のターゲットが陰極アークソースに使用されるとアーク点が外側部では
より遅い動きとなることは有利な発見である。このように、このアーク点が相互
にあまり近くに寄らずターゲットの側面を越えることは少なくなる。

【００３１】さらに、本発明のターゲットが発明の第１の面にしたがったターゲット送り込
み手段との連携において使用されるとき、ターゲットの外側部が内心部より柔ら
かく、電気ブラシとか電気カラーのような電気接点に向かってスライド可能であ
ることが分かったことは有益なことである。

【００３２】内心部の一般的比重が１．７〜２．０ｇ／ｃｍ³内にあり、外側部は１．５〜１．９ｇ／ｃｍ³である。

【００３３】本発明のターゲットは、昇圧、加熱により２ミクロン以上の平均サイズによる
黒鉛粉の内心部とその周囲に黒鉛粉を圧着して外側部を作ることによって、選ら
れる。望ましい実施例では内心部の周囲に黒鉛粉を内心部の形成の場合よりも低
温度と圧力で圧着して得られる。外側部は、少なくとも２０℃、好ましくは４０
℃で、内心部の圧縮で使用したよりも低い温度で圧縮される。

【００３４】本発明のターゲットの内心部は、一般的に５〜２０ミクロンのサイズの平均粒
子を有する黒鉛粉を用い、少なくとも１５０℃で望ましくは２３０℃＋１〜３０
℃、４００〜６００ＭＰａで圧縮することによって作成する。好ましくは、黒鉛
粉は、４５０〜６００ＭＰａ、最も望ましくは、５００〜６００ＭＰａで圧縮す
るものである。従来の陰極アークソースに使用すると、汚染されたマクロパーテ
ィクルの射出が減ぜられた陽イオンのプラズマビームが得られる。この特性はタ
ーゲット内の小孔のアーク点のイオン化を助けるガスのアーク中への放出は少量
になると考えられている。しかしながら、発明者はこの理論に捕われたくない。
コーティングにはフィルム中の少量のガスは受け入れられ、ターゲットにはフィ
ルム内のマクロパーティクルの減少は有用である。

【００３５】本発明のある実施例では、ターゲットの内心部約２３０℃、５５０ＭＰａ圧で
圧縮し、約１．９ｇ／ｃｍ³の比重とし、外側部は２００℃で圧縮する。このターゲットは空気中で圧縮される。

【００３６】この内心部は黒鉛粉とタールのような過酸化炭素結材との混合物の焼結で作ら
れる。内心部はこのようにしてオプションで、既知の技術で作られる。ターゲッ
トのサイズと形状はフィルターされた陰極アークソースに従って調整されるが、
一般的なサイズのターゲットは断面が円形で、直径（内心部＋外側部）は２０ｍ
ｍ〜１００ｍｍで、好ましくは２０〜８０ｍｍである。

【００３７】本発明のある実施例では、陰極ターゲットは平均粒子が１０ミクロン（３２５
メッシュ）で、内心部は１．８〜１．９ｇ／ｃｍ³の比重の黒鉛粉からなる。

【００３８】本発明は陰極アークソースに使用される黒鉛ターゲットの作成方法を提供し、
その方法は、内心部を形成する黒鉛粉を、結合材を抜いて４００〜６２０ＭＰａ
、温度１３０〜３３０℃で圧縮し、その後、内心部の周囲に低い温度で圧縮し、
固体のターゲットを構成する。

【００３９】内心部を形成する黒鉛粉は、４５０〜６２０ＭＰａ，好ましくは５２０〜６０
０ＭＰａで圧縮するのがよい。さらに圧縮時の温度は１８０〜２８０℃好ましく
は２００〜２６０℃がよい。

【００４０】本発明のある実施例の使用では、ターゲットがソースの構造の中、あるいはチ
ェンバに、それが本発明の第１の面のターゲットフィーダを使用して送り込むと
き、滑り移動をするのである。したがって、ある好ましい実施例では、ターゲッ
トの外側部は電気接点、あるいは陰極アークソースの接点のターゲットの内心部
の構造に破損を生ずることなく滑り契合をするようになっている。外側部は付属
的にアークパワーサプライに接続されている電気ブラシに滑り契合するようにな
っている。外側部はまた、ターゲットの外周に硬く取り付けられているカラーと
滑り契合するようになっているものもある。

【００４１】本発明はまた、本発明によるターゲットフィーダと、本発明によるターゲット
カッターを備えているそこで本発明の、特定の実施例は以下の記述のとおりであり、下記の図面に表
示する。

【００４２】図１は本発明のターゲットフィーダと、ターゲットカッターを含む陰極アーク
ソースの構成断面図である。

【００４３】図２は本発明のターゲットフィーダと、ターゲットカッターを含む他の陰極ア
ークソースの構成断面図である。

【００４４】図３（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）は本発明のターゲットカッターの構成部品の構成詳細
図である。

【００４５】全３図面を参照すると、陰極アークソースは全体図１０に示されており、ソー
スの真空チェンバの壁１３に硬く取り付けられている陽極ライナ１２からなる陽
極１１を含んでいる。陽極を冷却する水はハウジング１４を利用して流れ、フラ
ンジ１５は不図示の陰極アークソース沈殿室、またはマクロパーティクルフィル
ター装置への接続をする。

【００４６】陽極１６は陰極部１７を含み、この上に陰極ターゲット１８が位置する。ター
ゲット１８は、従来のアークパワーサプライ（不図示）に、ターゲットの周囲に
配置された電気接点１９を介して電気的に接続されている。

【００４７】ターゲットフィーダ２０はソースのベース板２２とフィーダの底板２３とにシ
ーリング契合している真空蛇腹２１を含む。底板２３はソースのベース板２２か
ら突出しているロッド２４に沿って滑る。ハンドル３７は陰極部１７と底板２３
に連結し、オペレータによってターゲットがチェンバに送り込まれるのに使用さ
れる。それに代わるものとして、チェンバにターゲットを送り込むのに、電動モ
ータまたは陰極アークソースと協動する回路構成の制御による他の装置が使用さ
れる。

【００４８】ターゲット１８は固定の黒鉛ターゲットである。この装置は上記発明の第３の実施例に従って合成ターゲットの使用に適する。

【００４９】ハンドル３７の動きによりターゲット１８は、真空を破壊することなくソース
１０の真空チェンバに向かいあるいは遠ざかることが見られる。

【００５０】ターゲットカッター２７は、ハウジング２８の内側の、チェンバの壁側に位置
し、ハンドル２９を介してチェンバの外から操作される。使用時に、ターゲット
カッター２７は、ターゲット１８を横切ってターゲットの上部を切除する。砕片は真空チェンバから容易に除去されるようにポート２６に接続されている真
空操作により排出ポート２６へ押し出される。

【００５１】リニアストライカー３０はハウジング３１内に搭載され、オペレータハンドル
３２を介してターゲットでアーク発生に使用される。

【００５２】図２はアーム３５に搭載され、搭載器３６の周りに回転する回転ストライカー
３４を含む同様な装置を示す。回転ストライカー３４はハウジング３５に引き込
まれる。

【００５３】個別詳細表示の図３を参照すると、図３（ａ）に回転ターゲットカッターブレ
ード４０が示され、これはまた、３（ｃ）に示す電動モータ４４によって動作す
るターゲットカッター２７に搭載し易い。モータ４４に対する給電はハウジング
２８のフィードスルー（不図示）を介して電気的に接続されている。図３（ｂ）
に示すのは鋸刃カッター４１で、他のカッターとして回転グラインドホイール４
５が図（ｄ）に示されている。

【００５４】本発明はこのようにターゲットをソースのチェンバに送り込み随時ターゲット
の上部を除去することにより、陰極アークソースの使用期間を延長することがで
きる。本発明は基板の広い範囲にコーティングの陰極アーク沈殿を行う工業への
適用に適合している。

【図面の簡単な説明】

そこで本発明の、特定の実施例は以下の記述のとおりであり、下記の図面に表
示する。図１は本発明のターゲットフィーダと、ターゲットカッターを含む陰極アーク
ソースの構成断面図である。図２は本発明のターゲットフィーダと、ターゲットカッターを含む他の陰極ア
ークソースの構成断面図である。図３（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）は本発明のターゲットカッターの構成部品の構成詳細
図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年４月１９日（２０００．４．１９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者タン、ホン、シアンマレーシア国セランガーペタリングジャヤ 46400 ジャラン 21 17／１ (72)発明者テイ、ベン、カンシンガポール国 575569 シンガポールシンミンウォーク 18 06−01番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陰極アークソース室であるチェンバへ、以下ターゲットと称
する陰極用ターゲットを送り込む装置であって、陰極アークソースに付属させ、あるいは統合させる支持構造と、ターゲットを受け入れてアークパワーサプライに電気的に接続され、支持構造
上で移動可能に搭載されている陰極部と、ターゲットをチェンバへ供給するために陰極部を移動させる手段とを有する、
陰極線アークソースのチェンバへターゲットを供給する装置。
【請求項２】使用されている陰極部がターゲットを受け入れ、チェンバへ
進めるために、チェンバへほぼ一直線の通路に進める請求項１記載の装置。
【請求項３】陰極部に取り付けられ、かつチェンバまたは支持構造物に取
り付けられているラックに契合しており、ラックに沿って陰極部をチェンバに向
かい、または遠去かるように移動させるピニオンを有する請求項２記載の装置。
【請求項４】陰極部が外部にいるオペレータにより動かされるハンドルを
有する請求項１乃至３のいずれか一項記載の装置。
【請求項５】陰極部の移動が電動モータにより、また選択的にはアークパ
ワーサプライ回路の制御による請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】ターゲットをチェンバに供給される間、陰極用ターゲットの
端部とチェンバとの間のシールをするためのシール部材を有する請求項１乃至５
のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】ターゲットをチェンバへ供給する速度が０．０５ｍｍ／ｓｅ
ｃから１０ｍｍ／ｓｅｃである請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】陰極用ターゲットをチェンバへ供給する間、ターゲットへの
パワーサプライが１あるいは複数の導電性ブラシを介して行われる請求項１乃至
７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】複数のブラシが、ターゲットの外側面に等間隔で配置される
請求項８記載の装置。
【請求項１０】陰極部を取り巻き、陰極アークソースのチェンバとのシー
ル関係を構成するハウジングを有する請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装
置。
【請求項１１】陰極部とターゲットとの少なくとも一方を冷却する冷却水
を受け入れることができるハウジングを有する請求項１０記載の装置。
【請求項１２】ハウジングが、真空シール構成である請求項１１記載の装
置。
【請求項１３】ハウジングが、真空シールの蛇腹を有する請求項１２記載
の装置。
【請求項１４】ハウジングが、給電部から陰極部までの電気接続系を有す
る請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】ハウジングが、外部にいるオペレータが手動で陰極部を動
かすことを可能とするハンドルへのフィードスルーを有する請求項１０乃至１４
のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】陽極と、以下ターゲットと称する陰極用ターゲットとの間
の真空内アークから得られたプラズマの沈殿によって、基板上に陽電気イオンの
コーティングを沈殿させる方法で、陽極とターゲット間のアーク発生と真空を破
壊することなくターゲットをチェンバに供給することを含む陽電気イオンのコー
ティング沈殿方法。
【請求項１７】アーク放電と、その停止と、チェンバへのターゲット供給
と、その後の再度のアーク放電とを含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】アーク放電と、チェンバへのターゲットの送り込みと、タ
ーゲットのチェンバへの送り込み中のアーク放電の継続とを含む請求項１６記載
の方法。
【請求項１９】ターゲットのチェンバへの送り込み速度が０．１ｍｍ／ｓ
ｅｃ乃至１ｍｍ／ｓｅｃである請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の方法
。
【請求項２０】ターゲットのチェンバへの送り込みが手動で行われる請求
項１６乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】ターゲットのチャンバへの送り込みの制御が陰極アークソ
ースと協動して行われる請求項１６乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】ターゲットの上部を除去することを含む請求項１６乃至２１
のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】ターゲットのチェンバへの送り込みと、ターゲットのチェ
ンバ内で予め決められているレベル以上に突出している部分を切除することを含
む請求項２２記載の方法。
【請求項２４】ターゲットの上部を、チェンバの壁に搭載され、かつター
ゲットから引っ込める場所とターゲットを切除する位置との間を動き得る、回転
切りまたはスライス切りするカッターを用いて切除する請求項２２または２３記
載の方法。
【請求項２５】ターゲットカッターがチェンバのベース方向に向く位置ま
たはベース上の排出口に向け切除されたターゲットの上部の部分を押し進める請
求項２４記載の方法。
【請求項２６】カソードアークソースのチェンバにおける陽極と以下ター
ゲットと称する陰極用ターゲットと間のアークからプラズマを発生するカソード
アークソースであって、チェンバにおいてターゲットの上部を除去する手段を有
するカソードアークソース。
【請求項２７】ターゲットの上部を切除する手段を有する請求項２６記載
のカソードアークソース。
【請求項２８】カソードアークソースの壁に搭載されたターゲットカッタ
で、ターゲットの上部を切除するのに適し、切除されたターゲットをターゲット
から遠去ける請求項２７記載のカソードアークソース
【請求項２９】ターゲットカッタが、ターゲットを横切って回転または滑
り運動をするように搭載されたナイフを含む請求項２８記載のカソードアークソ
ース。
【請求項３０】ターゲットカッタが、回転ホイールがターゲットを横切っ
て動くのに適している支持構造に搭載されている請求項２９記載のカソードアー
クソース。
【請求項３１】ターゲットの上部を除去する手段がさらに切断された上部
を排出ポート方向に進める手段を含む、チェンバのベースまたはその近傍に位置
する排出ポートを有する請求項２６乃至３０のいずれか一項に記載のカソードア
ークソース。
【請求項３２】ターゲットカッタがターゲットの表面から０．１ｍｍ／ｓ
ｅｃ乃至１０ｍｍ／ｓｅｃの進度で切断することを含む請求項２６乃至３１のい
ずれか一項に記載のカソードアークソース。
【請求項３３】少なくとも内心部と外側部とからなり、内心部は１．
７〜２．０ｇ／ｃｍ³の比重の黒鉛粉からなり、外側部は内心部より少なくとも０．１ｇ／ｃｍ³は低い比重の黒鉛粉からなる合成物からなる、陰極アークソースに使用される黒鉛ターゲット。
【請求項３４】外側部の比重が少なくとも０．２g／cm³内心部の比重より
低い請求項３３記載のターゲット。
【請求項３５】２ミクロン以上のサイズの黒鉛粉を温度と圧力を上昇させ
て内心部を得、その後内心部の周囲にそれを取り囲んで黒鉛粉を圧縮して外側部
を形成して得られる請求項３３または３４記載のターゲット。
【請求項３６】外側部が内心部の周囲に黒鉛粉を内心部製造におけるより
も低い温度と圧力で圧縮して得られる請求項３５記載のターゲット。
【請求項３７】陰極アークソース内で、ターゲットの内心部の構造を破壊す
ることなく電気接点に滑り接触し易いターゲットの外側部を有する請求項３３乃
至３６のいずれか一項に記載のターゲット。
【請求項３８】外側部が、アークパワーサプライに接続されている電気的
ブラシと滑り接触する請求項３７記載のターゲット。
【請求項３９】外側部が、ターゲットの周囲に硬く設けられたカラーに滑
り接触し、アークパワーサプライと電気的に接続されている請求項３７記載のタ
ーゲット。
【請求項４０】陽極と、以下ターゲットと称する陰極ターゲットとの間の
プラズマより選られる陽イオンのコーティングの沈殿のための陰極アークソース
であって、該陰極アークソースが請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の、タ
ーゲットを陰極アークソースに供給する装置と請求項２６乃至３２のいずれか一
項に記載の、ターゲットの上部を除去する装置とを有する陰極アークソース。