JP2002088466A - 真空アーク蒸発装置 - Google Patents

真空アーク蒸発装置

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JP2002088466A JP2000282012A JP2000282012A JP2002088466A JP 2002088466 A JP2002088466 A JP 2002088466A JP 2000282012 A JP2000282012 A JP 2000282012A JP 2000282012 A JP2000282012 A JP 2000282012A JP 2002088466 A JP2002088466 A JP 2002088466A
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    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
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    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266—Magnetic control means

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空アーク蒸発源と磁気フィルタとを組み合
わせた真空アーク蒸発装置において、磁気フィルタの磁
場強度を高めてプラズマの輸送効率を高める場合にで
も、ガス導入を行わなくても真空アーク蒸発源において
アーク放電の維持を可能にする。 【解決手段】 この真空アーク蒸発装置１０ｃでは、真
空アーク蒸発源２０の陰極３０の前方を取り囲む円筒状
または円環状の陽極３６の外周部に、円筒状または円環
状の磁性部材４６を取り付け、両者３６、４６を同電位
にしている。この磁性部材４６は強磁性体から成る。こ
れによって、磁気フィルタ５０の作る磁力線５８の内
で、陽極３６またはその近傍を通るものが多くなり、そ
の結果、アーク放電によって陰極３０から放出された電
子が陽極３６に到達しやすくなり、強磁場時でもアーク
放電の維持が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば自動車部
品、機械部品、工具、金型、レンズ、ガラス、半導体基
板等の基体の表面に薄膜を形成することに用いられる真
空アーク蒸発装置に関し、より具体的には、真空アーク
蒸発源で生成したプラズマを磁場によって湾曲させて輸
送して、当該プラズマから粗大粒子を除去して導出する
磁気フィルタを備える真空アーク蒸発装置において、磁
気フィルタの磁場強度を高めてプラズマの輸送効率を高
める場合に、真空アーク蒸発源におけるアーク放電の維
持が困難になることを防止する手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空アーク放電によって陰極を蒸発させ
て陰極物質を含むプラズマを生成する真空アーク蒸発源
を用いて、この真空アーク蒸発源で発生させたプラズマ
中のイオン（この明細書では正イオンを意味する）を負
バイアス電圧等によって基体に引き込んで基体の表面に
薄膜を形成する手法は、真空アーク蒸着法またはアーク
式イオンプレーティング法と呼ばれており、成膜速度が
大きい、膜の密着性が高い等の特長を有している。
【０００３】成膜速度が大きいのは、真空アーク放電を
利用して陰極から陰極物質を大量に蒸発させることがで
きるからである。膜の密着性が高いのは、上記プラズマ
中のイオンを、負バイアス電圧等による電界によって基
体に引き込んで衝突させることができるからである。
【０００４】しかし、真空アーク蒸発源の陰極から蒸発
させる陰極物質には、成膜に好ましい微小粒子の他に、
例えば直径が数μｍ〜数十μｍ程度という粗大粒子（こ
れはドロップレットまたはマクロパーティクルとも呼ば
れる）が含まれており、この粗大粒子が基体に飛来して
付着してしまい、これが原因で膜表面の平滑性や基体に
対する膜の密着性が低下するという問題がある。
【０００５】この粗大粒子の問題を解決する一手段とし
て、図１１に示すように、上記のような真空アーク蒸発
源２０と、それで生成したプラズマ３８を磁場によって
湾曲させて輸送して粗大粒子を除去して導出する磁気フ
ィルタ５０とを組み合わせた真空アーク蒸発装置１０ａ
が提案されている。
【０００６】真空アーク蒸発源２０は、この例では、陰
極ホルダ２４に取り付けられた陰極３０と、この陰極３
０の蒸発面３２よりも前方（この明細書では陰極物質３
４の蒸発方向を言う）に配置された円筒状または円環状
の陽極３６とを有していて、両者３０、３６間の真空ア
ーク放電によって陰極３０を蒸発させて陰極物質（即
ち、陰極３０を構成する物質。以下同じ）３４を含むプ
ラズマ３８を生成するものである。
【０００７】陰極３０は、成膜しようとする膜の種類に
応じた所望の材料（例えばチタン等の金属、ＴiＡl 等
の合金、炭素（グラファイト）等）から成る。陽極３６
は、通常は銅から成る。陰極ホルダ２４は、非磁性の金
属から成る。
【０００８】この例では陽極３６は電気的に接地されて
おり、この陽極３６と陰極３０との間には、アーク電源
４４から、陰極３０を負極側にして、例えば数十Ｖ〜１
００Ｖ程度のアーク放電電圧が印加される。４０はトリ
ガ電極、４２は絶縁物である。
【０００９】陰極ホルダ２４は、この例では、絶縁物２
６を介して、磁気フィルタ５０を構成する輸送管５２の
一端の蓋をする支持板２８に取り付けられている。この
陰極ホルダ２４の背面部には、磁界によって、アークス
ポット（アーク放電の陰極点）を陰極３０の蒸発面３２
内に拘束する磁石（例えば永久磁石）２２が設けられて
いる。
【００１０】磁気フィルタ５０は、この例では、湾曲し
た輸送管５２と、この輸送管５２に沿って湾曲した磁場
を形成する磁気コイル５４と、この磁気コイル５４を励
磁する直流電源５６とを備えている。磁気コイル５４
は、図示例のような複数のトロイダルコイルでも良い
し、輸送管５２の外周部に沿って巻かれたソレノイドコ
イルでも良い。この磁気コイル５４が発生する磁力線５
８の一部を図１１中に概略的に示すが、輸送管５２の内
面にほぼ沿っている。この磁力線５８の、陰極３００お
よび陽極３６付近の様子は図１２に示す。
【００１１】輸送管５２を湾曲させる角度αは、真空ア
ーク蒸発源２０の陰極３０の蒸発面３２から、成膜室６
０内の基体６４が直線的に見通せない程度にするのが好
ましい。より具体的には、例えば９０度程度にするのが
好ましい。
【００１２】なお、磁気コイル５４の近くの部材、例え
ば輸送管５２、支持板２８および成膜室６０等は、磁気
コイル５４が作る磁力線５８（磁場）を乱さないため
に、非磁性体で構成している。
【００１３】上記のような真空アーク蒸発源２０および
磁気フィルタ５０を備える真空アーク蒸発装置１０ａ
を、この例では、成膜しようとする基体６４を保持する
ホルダ６２を収納した成膜室６０に、輸送管５２の他端
（真空アーク蒸発源２０とは反対側の端）が基体６４に
向くように接続しており、これによって膜形成装置を構
成している。このような膜形成装置は、真空アーク蒸着
装置またはアーク式イオンプレーティング装置とも呼ば
れる。輸送管５２内は、成膜室６０と共に、図示しない
真空排気装置によって真空排気される。
【００１４】真空アーク蒸発源２０によって生成された
プラズマ３８は、磁気フィルタ５０中をその磁場に沿っ
て輸送されて磁気フィルタ５０の他端部から導出され、
成膜室６０内の基体６４の近傍に導かれる。その際、プ
ラズマ３８中に含まれている粗大粒子は、電荷を持たな
いものは磁場の影響を受けずに直進して輸送管５２の内
壁に衝突するので、磁気フィルタ５０からは導出され
ず、基体６４に到達しない。また、電荷を持つ場合で
も、磁場中での螺旋運動の半径（ラーマー半径）が質量
に比例して極端に大きくなるため、輸送管５２の内壁や
当該内壁に突設したフィン（図示省略）等に衝突して消
滅（付着）する。その結果、磁気フィルタ５０からは、
粗大粒子を殆ど含まないプラズマ３８が導出され、それ
が基体６４の近傍に導かれる。従って、粗大粒子が基体
６４に付着することを防止することができる。
【００１５】このとき、基体６４に負バイアス電圧を印
加する等して、基体６４の電位をプラズマ３８の電位よ
りも低く設定しておくことによって、当該電位差によっ
て、前述したようにプラズマ３８中のイオンを基体６４
に引き込んで衝突させることができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上記真空アーク蒸発装
置１０ａにおいては、磁気フィルタ５０の磁気コイル５
４が発生する磁場強度（磁束密度）を高くする方が、磁
気フィルタ５０によるプラズマ３８の輸送効率が向上す
るので、磁気フィルタ５０から導出されるプラズマ３８
の量が多くなり、ひいては基体６４に対する成膜速度が
向上する。
【００１７】ところが、上記磁場強度を高くすると、そ
れに伴って真空アーク蒸発源２０の陰極３０および陽極
３６付近の磁場強度も高くなり、アーク放電によって陰
極３０から放出された電子３７が、図１２に示すよう
に、磁気コイル５４が発生する磁力線５８に強く捕捉さ
れて陽極３６の内側の空間を素通りしてしまい、陽極３
６に到達しにくくなる。磁気コイル５４による磁場強度
を高くするほど、当該磁気コイル５４が発生する多くの
磁力線５８は陽極３６の内側空間を通り抜けるようにな
るので、電子３７は陽極３６に入射せずに素通りしやす
くなる。このように陰極３０から放出された電子３７が
陽極３６に到達しにくくなると、陰極３０と陽極３６と
の間のアーク放電の維持が困難になる。即ち、両者３
０、３６間で初期放電が生じにくくなると共に、その後
の放電維持も困難になる。
【００１８】このように、従来の真空アーク蒸発装置１
０ａでは、磁気フィルタ５０の磁場強度を高めてプラズ
マ３８の輸送効率を高めようとすると、真空アーク蒸発
源２０でのアーク放電の維持が困難になり、プラズマ３
８の輸送効率向上と真空アーク蒸発源２０でのアーク放
電維持とを両立させることが困難であるという課題があ
る。
【００１９】特に、陰極３０が炭素または炭素を主成分
とする材料から成る場合には、磁気フィルタ５０の磁場
強度を高めたときのアーク放電維持は一層困難になる。
これは、炭素またはそれを主成分とする材料は元々アー
ク放電が難しいことに加えて、陰極３０からの電子３７
が上述のように陽極３６に到達しにくくなってアーク放
電を更に困難にするからである。
【００２０】なお、陰極３０が、アーク放電維持の難し
い炭素またはそれを主成分とする材料から成る場合は、
あるいはその他の材料の場合でも、輸送管５２内に例え
ば不活性ガスや反応性ガス等のガスを導入して陰極３０
付近のガス圧を敢えて高くすることによって、アーク放
電維持を容易にするという方法が考えられるけれども、
そのようにすると別の問題が生じる。即ち、アーク放電
で生じたガスイオンがプラズマ３８中に多量に含まれる
ようになり、それが成膜に悪影響を及ぼすようになる。
例えば、当該ガスイオンが基体６４に多量に入射して、
基体６４の表面に形成される薄膜の膜質が変化したり、
膜中の内部応力が増大したり、基体６４が不必要に加熱
されたりする。
【００２１】そこでこの発明は、真空アーク蒸発源と磁
気フィルタとを組み合わせた真空アーク蒸発装置におい
て、磁気フィルタの磁場強度を高めてプラズマの輸送効
率を高める場合にでも、ガス導入を行わなくても真空ア
ーク蒸発源においてアーク放電の維持を可能にすること
を主たる目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る真空アー
ク蒸発装置の一つは、前記真空アーク蒸発源の陰極の蒸
発面よりも前方であってしかも陽極の近傍に磁性部材を
設けたことを特徴としている。
【００２３】このような磁性部材を設けることによっ
て、磁気フィルタが作る磁力線（換言すれば磁束。以下
同じ）の内で、真空アーク蒸発源の陰極から陽極付近の
磁力線の状態を、アーク放電の維持に都合の良い状態に
制御することができる。具体的には、上記のような磁性
部材を陽極近傍に設けることによって、磁気フィルタが
作る磁力線の一部が当該磁性部材に引き寄せられるよう
になるので、陰極から陽極またはその近傍にかけての領
域を通る磁力線が増加する。この作用は、磁気フィルタ
の磁場強度を高めたときにも得られる。
【００２４】上記のような磁力線はアーク放電の維持に
有効に作用するものであり、これが増加することによっ
て、アーク放電によって陰極から放出された電子の内
で、陽極またはその近傍を通る上記磁力線に捕捉されて
陽極に到達するものが増加する。これによって、真空ア
ーク蒸発源における初期放電およびその後の放電維持が
容易になり、アーク放電が安定する。
【００２５】その結果、磁気フィルタの磁場強度を高め
てプラズマの輸送効率を高める場合にでも、ガス導入を
行わなくても真空アーク蒸発源においてアーク放電の維
持が可能になるので、プラズマの輸送効率向上とアーク
放電維持とを、ガス導入を行わなくても両立させること
ができる。
【００２６】前記磁性部材の電位は、真空アーク蒸発源
の陽極と同電位でも良いし、浮遊電位でも良いし、陽極
の電位と陰極の電位との間の中間電位でも良い。
【００２７】前記磁性部材は、それと陰極の蒸発面との
間に陽極が位置するように配置するのが好ましい。その
ようにすれば、磁性部材が陰極の蒸発面と陽極との間を
遮らないので、陰極から放出されて上記磁力線に捕捉さ
れた電子が陽極に到達しやすくなる。磁性部材の電位が
上記浮遊電位または中間電位の場合は特に、上記のよう
に配置するのが好ましい。
【００２８】前記磁性部材を、真空アーク蒸発源の陽極
に取り付けて、当該陽極と同電位にしても良い。
【００２９】真空アーク蒸発源の陽極を磁性体で構成し
て、当該陽極が前記磁性部材を兼ねるようにしても良
い。
【００３０】その他にも様々な実施の形態が採り得るの
で、それを以下に詳述する。
【００３１】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る真空アー
ク蒸発装置を備える膜形成装置の一例を示す断面図であ
る。図２は、図１中の陰極、陽極および磁性部材を拡大
して示す正面図である。図１１に示した従来例と同一ま
たは相当する部分には同一符号を付し、以下においては
当該従来例との相違点を主に説明する。
【００３２】この例の真空アーク蒸発装置１０ｃにおい
ては、真空アーク蒸発源２０の前述したような円筒状ま
たは円環状の陽極３６の外周部に、円筒状または円環状
の磁性部材４６を取り付け、当該磁性部材４６を陽極３
６と同電位（具体的にはこの例では接地電位）にしてい
る。
【００３３】陽極３６は、前述したように陰極３０の蒸
発面３２よりも前方に配置されているので、その外周部
に取り付けた磁性部材４６も、蒸発面３２よりも前方に
位置していることになる。また、磁性部材４６を陽極３
６の外周部に取り付けることによって、当該磁性部材４
６と陰極３０の蒸発面３２との間に陽極３６が位置する
ようになる。
【００３４】磁性部材４６は、例えば鉄、ニッケル、コ
バルト、それらを含む合金、フェライト等の強磁性体か
ら成る。より具体的には、磁性部材４６として、構造用
炭素鋼（例えばＳＳ４００）、フェライト系ステンレス
鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼（いずれも磁性ステ
ンレス鋼）、ＮiＦe 、ＣoＰt 等を用いることができ
る。
【００３５】このような磁性部材４６を設けることによ
って、前述した磁気フィルタ５０（より具体的にはその
磁気コイル５４）が作る磁力線５８の内で、真空アーク
蒸発源２０の陰極３０から陽極３６付近の磁力線５８の
状態を、陰極３０と陽極３６間のアーク放電の維持に都
合の良い状態に制御することができる。
【００３６】具体的には、上記のような磁性部材４６を
陽極３６の外周部に取り付けることによって、図３に示
す例のように、磁気フィルタ５０の磁気コイル５４が作
る磁力線５８の一部が当該磁性部材４６に引き寄せられ
るようになるので、真空アーク蒸発源２０の陽極３６ま
たはその近傍に向かう磁力線５８が、より具体的には真
空アーク蒸発源２０の陰極３０から陽極３６またはその
近傍を通る磁力線５８が増加する。この作用は、磁気フ
ィルタ５０の磁場強度を高めたときにも得られる。
【００３７】上記のような磁力線５８は、真空アーク蒸
発源２０におけるアーク放電の維持に有効に作用するも
のであり、これが増加することによって、アーク放電に
よって陰極３０から放出された電子の内で、陽極３６ま
たはその近傍を通る上記磁力線５８に捕捉されて陽極３
６に到達するものが増加する。図３中に、そのような陽
極３６に到達する電子３７を模式的に示す。これによっ
て、真空アーク蒸発源２０における初期アーク放電およ
びその後のアーク放電維持が容易になり、アーク放電が
安定する。磁気フィルタ５０の磁場強度を高めたときも
そうである。
【００３８】その結果、磁気フィルタ５０の磁場強度を
高めてプラズマ３８の輸送効率を高める場合にでも、輸
送管５２内に不活性ガス等の放電維持用のガス導入を行
わなくても、真空アーク蒸発源２０においてアーク放電
の安定化および維持が可能になるので、磁気フィルタ５
０におけるプラズマ３８の輸送効率向上と、真空アーク
蒸発源２０におけるアーク放電維持とを、ガス導入を行
わなくても両立させることができる。
【００３９】その結果、磁気フィルタ５０において粗大
粒子を除去しつつ、プラズマ３８を高効率で輸送して基
体６４上に高速で成膜することができるようになると共
に、ガス導入に伴う成膜への前述したような悪影響を無
くすることができる。しかもこれらを、上記のような磁
性部材４６を設けるという非常に簡単な構成によって実
現することができるので、装置が大がかりにならずに済
む。
【００４０】陰極３０が炭素から成る、あるいは炭素を
主成分とする材料から成る場合は、前述したように従来
はアーク放電維持が一層難しいという問題があったけれ
ども、この発明によれば陰極３０がそのような炭素系材
料の場合にも、ガス導入を行わなくても、強磁場でのア
ーク放電の維持が可能になるので、効果は一層顕著にな
る。
【００４１】磁性部材４６の電位は、陽極３６と同電位
でも良いし、浮遊電位でも良いし、陽極３６の電位と陰
極３０の電位との間の中間電位でも良い。磁性部材４６
は、その電位ではなく、それに磁力線５８を引き寄せる
ことによって陽極３６に磁力線５８を向かわせる作用が
重要だからである。他の実施例においても同様である。
【００４２】磁性部材４６の電位を陽極３６と同電位に
するには、図１の例のように磁性部材４６を陽極３６に
取り付けるのが簡単であるが、両者を別に配置して電気
的に接続しても良い。磁性部材４６を陽極３６と同電位
にすると、両者間の電気絶縁を行わなくても良いので、
絶縁が楽になる。
【００４３】図５は、磁性部材４６の電位を浮遊電位に
する場合の例である。浮遊電位にする場合は、磁性部材
４６を陽極３６の外周近傍に陽極３６から離して配置す
れば良い。または、磁性部材４６と陽極３６との間に絶
縁物を介在させても良い。磁性部材４６を浮遊電位にす
ると、磁性部材４６にイオン等の荷電粒子が入射しにく
くなるので、当該荷電粒子入射による磁性部材４６の加
熱が少なくて済み、磁性部材４６の冷却が楽になる。
【００４４】磁性部材４６は、上記例のように陽極３６
よりも外側（陽極３６の半径方向の外側）、または陽極
３６よりも下流側（陰極物質３４の進行方向側）に配置
するのが好ましい。換言すれば、磁性部材４６は、それ
と陰極３０の蒸発面３２との間に陽極３６が位置するよ
うに配置するのが好ましい。そのようにすれば、磁性部
材４６が陰極３０の蒸発面３２と陽極３６との間を遮ら
ないので、陰極３０から放出されて前述したような磁力
線５８に捕捉された電子３７（図３参照）が陽極３６に
到達しやすくなる。磁性部材４６の電位が上記浮遊電位
または中間電位の場合は特に、上記のように配置するの
が好ましい。もっとも、磁性部材４６が陽極３６と同電
位の場合は、磁性部材４６を電気的には陽極の一部であ
ると見ることができるので、磁性部材４６を敢えて上記
のように配置しなくても良い。
【００４５】なお、真空アーク蒸発源２０には、従来か
ら図４に示す例のように、陰極３０の外周に、磁性材料
から成る環状のアークスポット拘束板４８を設ける場合
がある。このアークスポット拘束板４８は、より具体的
には、陰極３０の蒸発面３２とほぼ同じ平面上に、当該
蒸発面３２の周囲を取り囲むように配置されている。こ
のアークスポット拘束板４８は、磁性体なので、磁石２
２から出る磁束を整えて、アークスポットの動きを陰極
３０の蒸発面３２に限定する作用をする。
【００４６】このようなアークスポット拘束板４８と上
記磁性部材４６とを併用しても良い。他の例においても
同様である。但し、アークスポット拘束板４８と磁性部
材４６とは、上記のように設けている場所も作用効果も
全く別であり、両者は別のものであるので、磁性部材４
６を設けずにアークスポット拘束板４８を設けても、磁
性部材４６が奏する前述したような作用効果をアークス
ポット拘束板４８が奏することはできない。即ち、アー
クスポット拘束板４８は、上記磁性部材４６と違って、
陰極３０の蒸発面３２よりも前方であってしかも陽極３
６の近傍には設けられていないので、このようなアーク
スポット拘束板４８では、陽極３６に向かう磁力線５８
を増やして強磁場時のアーク放電の維持を可能にする、
という作用効果を奏することはできない。
【００４７】陰極３０の蒸発面３２と、陽極３６および
磁性部材４６との間の距離Ｌ1 およびＬ2 （図５参照）
は、あまり小さいとアーク放電の広がりが小さくなり、
あまり大きいとアーク放電の維持が困難になるので、例
えば３０ｍｍ〜１２０ｍｍ程度にするのが好ましく、そ
の内でも５０ｍｍ〜８０ｍｍ程度にするのがより好まし
い。
【００４８】この発明の他の実施の形態を説明すると、
陽極３６と別に上記のような磁性部材４６を設ける代わ
りに、図６に示す例のように、真空アーク蒸発源２０の
陽極３６を磁性体（より具体的には前述したような強磁
性体。以下同じ）で構成して、当該陽極３６が前記磁性
部材を兼ねるようにしても良い。
【００４９】そのようにすれば、陽極３６自身が、磁気
コイル５４が作る磁力線５８を陽極３６に引き寄せる作
用をするので、陽極３６に向かう磁力線５８を増やして
強磁場時のアーク放電の維持が可能になる。従って、上
記例の場合と同様に、磁気フィルタ５０の磁場強度を高
めてプラズマ３８の輸送効率を高める場合にでも、輸送
管５２内にガス導入を行わなくても真空アーク蒸発源２
０においてアーク放電の維持が可能になる。
【００５０】陽極３６とは別に磁性部材４６を設ける
と、それぞれの目的に都合の良い材質を選択することが
できる等の利点がある。例えば、陽極３６には導電率お
よび熱伝導率の高い銅を用い、磁性部材４６には安価で
透磁率の高い構造用炭素鋼等を用いることができる。陽
極３６を強磁性体で構成して磁性部材を兼ねさせると、
部品点数が減り構成をより簡素化することができる等の
利点がある。後述する他の例においても同様である。
【００５１】上記磁性部材４６は、荷電粒子の流入や陰
極表面からの輻射熱等によって温度が上昇するので、当
該磁性部材４６に、それを冷却水等の冷媒によって冷却
する冷却機構を設けるのが好ましい。そのようにするこ
とによって、磁性部材４６の過大な温度上昇による変
形、損傷等を防止することができる。例えば、磁性部材
４６の外周部に、冷却水が流される冷却パイプを沿わせ
ておけば良い。後述する他の例においても同様である。
【００５２】図６に示した例のように、陽極３６を磁性
体で構成してそれが磁性部材を兼ねる場合は、当該陽極
３６に上記のような冷却機構を設けるのが好ましい。そ
のようにすることによって、陽極３６の過大な温度上昇
による変形、損傷等を防止することができる。後述する
他の例においても同様である。
【００５３】真空アーク蒸発源２０は、複数の陰極３０
を有していても良い。その場合は、例えば、複数個の陰
極３０に対して共通の前述したような陽極３６および磁
性部材４６を設けても良い。図７は、陰極３０が２個の
場合の例を示す。陽極３６および磁性部材４６の平面形
状は、図示例のように長円形でも良いし、楕円形等でも
良い。陽極３６を磁性体で構成して磁性部材を兼ねさせ
る場合も同様である。
【００５４】上記例はいずれも、真空アーク蒸発源２０
の陽極３６は陰極３０の前方を取り囲む形状をしてお
り、この陽極３６の外周部または外周近傍に、陰極３０
の前方を取り囲む形状の磁性部材４６を配置したもので
ある。あるいは、そのような形状の陽極３６を磁性体で
構成して磁性部材を兼ねさせたものである。陰極３０の
前方を取り囲む形状の例として、平面形状が円形、長円
形、楕円形、四角形等をした筒状、環状（板に穴をあけ
たものも含む）等が挙げられる。
【００５５】陽極３６をこのような形状にするのは、陰
極３０の蒸発面３２からの陰極物質３４の蒸発およびプ
ラズマ３８の導出に際して陽極３６が陰に（邪魔に）な
りにくく好ましいからである。陽極３６がこのような形
状の場合は特に、磁気フィルタ５０の磁場強度を高くす
ると、図１２に示したように、磁気コイル５４が発生す
る磁力線５８は陽極３６の内側空間を通り抜けるように
なり、それに伴って陰極３０から放出された電子３７が
陽極３６に入射せずに素通りしやすくなるので、上記の
ような磁性部材４６を設けたり、あるいは陽極３６を磁
性体で構成して磁性部材を兼ねさせたりすることによる
前記効果は顕著になる。
【００５６】もっとも、真空アーク蒸発源２０の陽極３
６は、例えば図８に示す例のように、陰極３０の蒸発面
３２の正面を避けて当該蒸発面３２に沿って（例えば平
行に）配置された複数本（図示例では２本）の棒状をし
ていても良い。このような場合も、陽極３６が陰極３０
の前方を取り囲む上記例の場合と同様に、磁気フィルタ
５０の磁場強度を高くすると、陰極３０から放出された
電子が陽極３６に入射せずに素通りしやすくなる。
【００５７】このような場合も、陰極３０の蒸発面３２
よりも前方であってしかも各陽極３６の近傍に磁性部材
４６をそれぞれ設ければ良い。例えば図８に示す例のよ
うに、磁性部材４６を、それと陰極３０の蒸発面３２と
の間に陽極３６が位置するように、各陽極３６の近傍に
それぞれ配置すれば良い。あるいは、磁性部材４６を設
ける代わりに、各陽極３６を磁性体（強磁性体）で構成
して磁性部材を兼ねさせても良い。
【００５８】この例の場合も、磁性部材４６が、あるい
は磁性体で構成した陽極３６自身が、磁気フィルタ５０
の磁気コイル５４が作る磁力線５８を陽極３６またはそ
の近傍に引き寄せる作用をするので、陽極３６に向かう
磁力線５８を増やして強磁場時のアーク放電の維持が可
能になる。従って、上記例の場合と同様に、磁気フィル
タ５０の磁場強度を高めてプラズマ３８の輸送効率を高
める場合にでも、輸送管５２内にガス導入を行わなくて
も真空アーク蒸発源２０においてアーク放電の維持が可
能になる。
【００５９】図９に示す例のように、真空アーク蒸発源
２０の陽極として、１本以上（図示例では１本）の棒状
の陽極３６を、陰極３０の蒸発面３２の正面に当該蒸発
面３２に沿って（例えば平行に）配置しても良い。この
場合は、必ずしも磁性部材４６を設けたり、陽極３６を
磁性体で構成しなくても良い。
【００６０】これは、磁気フィルタ５０の磁場強度を高
くして図１２に示したように磁気コイル５４が作る磁力
線５８が蒸発面３２の正面をその垂直方向に通るように
なっても、当該磁力線５８と交差するように上記陽極３
６が存在することになるので、当該磁力線５８に捕捉さ
れた電子３７が陽極３６に到達しやすくなり、アーク放
電の維持が可能になるからである。従って、上記各例の
場合と同様に、磁気フィルタ５０の磁場強度を高めてプ
ラズマ３８の輸送効率を高める場合にでも、輸送管５２
内にガス導入を行わなくても真空アーク蒸発源２０にお
いてアーク放電の維持が可能になる。
【００６１】もっとも、図９の例の場合も、図８の例の
場合と同様に、磁性部材４６を設けたり、陽極３６を磁
性体（強磁性体）で構成することを併用しても良い。磁
性部材４６を設ける場合は、それを、陰極３０の蒸発面
３２よりも前方であってしかも各陽極３６の近傍に設け
れば良い。例えば図９に示す例のように、磁性部材４６
を、それと陰極３０の蒸発面３２との間に陽極３６が位
置するように、陽極３６の近傍に配置すれば良い。
【００６２】上記のようにすれば、より多くの磁力線５
８が陽極３６またはその近傍を通るようになって電子３
７が陽極３６により到達しやすくなるので、強磁場時の
アーク放電の維持がより容易になる。
【００６３】また、図１０に示す例のように、真空アー
ク蒸発源２０の陽極として、１本以上（図示例では１
本）の棒状の陽極３６を、その一端面３５を陰極３０の
蒸発面３２に向けて、当該蒸発面３２の正面に配置して
も良い。この場合も、必ずしも磁性部材４６を設けた
り、陽極３６を磁性体で構成しなくても良い。陽極３６
は、必要に応じて、図１０に示すようなものよりも長く
しても良い。
【００６４】これは、磁気フィルタ５０の磁場強度を高
くして図１２に示したように磁気コイル５４が作る磁力
線５８が蒸発面３２の正面をそのほぼ垂直方向に通るよ
うになっても、図１０Ｂに示すように、当該磁力線５８
に沿って上記陽極３６が存在することになるので、当該
磁力線５８に捕捉された電子３７が陽極３６に到達しや
すくなり、アーク放電の維持が可能になるからである。
従って、上記各例の場合と同様に、磁気フィルタ５０の
磁場強度を高めてプラズマ３８の輸送効率を高める場合
にでも、輸送管５２内にガス導入を行わなくても真空ア
ーク蒸発源２０においてアーク放電の維持が可能にな
る。
【００６５】しかも、陽極３６を上記のように配置する
と、蒸発面３２から放出された電子３７の磁場中でのラ
ーマー半径は小さいので、電子３７は陽極３６に衝突し
てアーク放電がうまく維持されるのに対して、プラズマ
３８中のイオンは、重くてそのラーマー半径は電子３７
のそれよりも遙かに大きいので（例えば、磁場強度にも
よるが、１ｃｍ以上にもなる）、陽極３６に衝突せずに
下流側へ輸送される確率が高くなる。従って、図９の例
に比べて、プラズマ３８の輸送効率が向上する。
【００６６】もちろん、この図１０および上記図９のい
ずれの場合も、陽極３６や磁性部材４６がプラズマ３８
の輸送を妨げる割合を小さくするためには、陽極３６や
磁性部材４６を、安定なアーク放電維持を実現できる範
囲で、適当に細くする方が好ましい。
【００６７】この図１０の例の場合も、図９の例の場合
と同様に、磁性部材４６を設けたり、陽極３６を磁性体
（強磁性体）で構成することを併用しても良い。磁性部
材４６を設ける場合は、それを、陰極３０の蒸発面３２
よりも前方であってしかも各陽極３６の近傍に設ければ
良い。より具体的には、図１０に示す例のように、磁性
部材４６を、それと陰極３０の蒸発面３２との間に陽極
３６が位置するように、陽極３６の下流側の近傍に配置
すれば良い。
【００６８】上記のようにすれば、より多くの磁力線５
８が陽極３６またはその近傍を通るようになって電子３
７が陽極３６により到達しやすくなるので、強磁場時の
アーク放電の維持がより容易になる。
【００６９】図８〜図１０に示した例の場合も、磁性部
材４６の電位や、磁性部材４６を陽極３６に取り付ける
か否か、磁性部材４６や陽極３６に冷却機構を設けるか
否か、等については、これら以前の例の場合と同様であ
る。また、陰極３０が炭素またはそれを主成分とする材
料から成る場合に効果が一層顕著になることも同様であ
る。
【００７０】なお、磁気フィルタ５０においては、磁気
コイル５４の代わりに、複数の永久磁石を用いて、輸送
管５２に沿って湾曲した磁場を形成しても良い。その場
合は直流電源５６は不要である。
【００７１】また、磁気フィルタ５０の輸送管５２は、
電気的に接地しても良いし、接地せずにバイアス電圧を
印加するようにしても良い。
【００７２】
【実施例】（実施例１）図１に示したように磁性部材４
６を陽極３６の外周部に固定した構造の真空アーク蒸発
装置１０ｃを備える膜形成装置を用いて成膜試験を行っ
た。そのときの試験条件は以下に示すとおりであり、試
験結果を表１に示す。
【００７３】ＳＳ４００は、構造用炭素鋼の一種であ
る。磁気コイル５４の電流は、４個のコイルで同電流と
した。また、表中の成膜速度比は、図１３に示すよう
に、磁気フィルタを有しないタイプの真空アーク蒸発装
置１０ｂを用いたときの成膜速度との比である。比較に
用いた距離Ｄは、磁気フィルタを用いない場合は図１３
に示すように陰極３０の蒸発面３２から基体６４までの
距離とし、磁気フィルタ５０を用いた場合は図１等に示
すように磁気フィルタ５０の出口端から基体６４までの
距離とし、共に３５０ｍｍとした。これらは、他の実施
例および比較例においても同様である。
【００７４】陰極３０：炭素材（直径６０ｍｍ×長さ３
０ｍｍの円柱形） アーク電流：８０Ａ 磁気コイル５４の電流：表中に示す 成膜室真空度：１×１０-3Ｐａ 陽極３６：銅材（直径８０ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ２
ｍｍの円筒形）、水冷式 磁性部材４６：ＳＳ４００材（直径８４ｍｍ×長さ５ｍ
ｍ×厚さ２ｍｍの円環状）、陽極電位 輸送管５２へのガス導入：行わず
【００７５】
【表１】
【００７６】この表１の結果から分かるように、磁気コ
イル５４の電流を１０Ａから１５０Ａまで大きくして磁
気フィルタ５０における磁場強度を高めても、全ての磁
気コイル電流で真空アーク蒸発源２０においてアーク放
電維持が可能であった。しかもコイル電流１５０Ａのと
きに、磁気フィルタ５０を用いない場合の１／２という
高い成膜速度が得られた。これは、強磁場によって、磁
気フィルタ５０におけるプラズマ３８の輸送効率が高ま
ったからである。
【００７７】（比較例）比較のために、図１１に示した
従来の真空アーク蒸発装置１０ａを備える膜形成装置を
用いて成膜試験を行った。この真空アーク蒸発装置１０
ａは磁性部材を有しておらず、それ以外は上記実施例１
と同じ試験条件にした。その試験結果を表２に示す。
【００７８】
【表２】
【００７９】この表２の結果から分かるように、磁気コ
イル５４の電流が１０Ａを超えると、真空アーク蒸発源
２０においてアーク放電を維持することができなくなっ
た。従ってこの比較例で得られる成膜速度比は最大で１
／８であり、上記実施例１で得られた最大の成膜速度比
（１／２）の１／４（２５％）しか得ることができなか
った。
【００８０】（実施例２）図５に示したように磁性部材
４６を陽極３６の外周近傍に配置した構造の真空アーク
蒸発装置１０ｃを備える膜形成装置を用いて成膜試験を
行った。この実施例２では、磁性部材４６は、ＳＳ４０
０から成り直径８５ｍｍ×長さ５ｍｍ×厚さ２ｍｍの円
環状をしており、陽極３６とは電気的には絶縁して当該
磁性部材４６を浮遊電位にした。それ以外は上記実施例
１と同じ試験条件にした。その試験結果を表３に示す。
【００８１】
【表３】
【００８２】この表３の結果から分かるように、上記実
施例１と同様の結果が得られた。
【００８３】（実施例３）図６に示したように陽極３６
を磁性体で構成して当該陽極３６が磁性部材を兼ねてい
る真空アーク蒸発装置１０ｃを備える膜形成装置を用い
て成膜試験を行った。この実施例３では、陽極３６はＳ
Ｓ４００から成り直径８５ｍｍ×長さ５ｍｍ×厚さ２ｍ
ｍの円環状をしており、水冷式とした。それ以外は上記
実施例１と同じ試験条件にした。その結果を表４に示
す。
【００８４】
【表４】
【００８５】この表４の結果から分かるように、上記実
施例１とほぼ同じ結果が得られた。即ち、磁気コイル５
４の電流を１０Ａから１５０Ａまで大きくして磁気フィ
ルタ５０における磁場強度を高めても、全ての磁気コイ
ル電流で真空アーク蒸発源２０においてアーク放電維持
が可能であった。しかもコイル電流１５０Ａのときに、
磁気フィルタ５０を用いない場合の１／３という高い成
膜速度が得られた。
【００８６】
【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
【００８７】請求項１記載の発明によれば、上記のよう
な磁性部材を陽極近傍に設けることによって、磁気フィ
ルタが作る磁力線の一部が当該磁性部材に引き寄せられ
るようになるので、真空アーク蒸発源の陰極から陽極ま
たはその近傍にかけての領域を通る磁力線が増加する。
その結果、アーク放電によって陰極から放出された電子
の内で、陽極またはその近傍を通る上記磁力線に捕捉さ
れて陽極に到達するものが増加し、それによって、真空
アーク蒸発源における初期放電およびその後の放電維持
が容易になり、アーク放電が安定する。
【００８８】その結果、磁気フィルタの磁場強度を高め
てプラズマの輸送効率を高める場合にでも、ガス導入を
行わなくても真空アーク蒸発源においてアーク放電の維
持が可能になり、プラズマの輸送効率向上とアーク放電
維持とを、ガス導入を行わなくても両立させることがで
きる。
【００８９】その結果、磁気フィルタにおいて粗大粒子
を除去しつつ、プラズマを高効率で輸送して基体上に高
速で成膜することができるようになると共に、ガス導入
に伴う成膜への前述したような悪影響を無くすることが
できる。しかもこれらを、上記のような磁性部材を設け
るという非常に簡単な構成によって実現することができ
るので、装置が大がかりにならずに済む。
【００９０】請求項２記載の発明によれば、磁性部材が
陰極の蒸発面と陽極との間を遮らなくなるので、陰極か
ら放出されて上記磁力線に捕捉された電子が陽極に到達
しやすくなり、アーク放電の安定維持により都合が良く
なる、という更なる効果を奏する。
【００９１】請求項３記載の発明によれば、陽極自身
が、磁気フィルタが作る磁力線を陽極に引き寄せる作用
をするので、陽極に向かう磁力線を増やして強磁場時の
アーク放電の維持が可能になる。従って、請求項１記載
の発明の上記効果と同様の効果を奏することができる。
しかも、部品点数が減り、構成をより簡素化することが
できる。
【００９２】陽極が請求項４記載の発明のような場合、
磁性部材がなければ、磁気フィルタが発生する多くの磁
力線は陽極の内側空間を通り抜けるようになり、それに
伴って陰極から放出された電子が陽極に入射せずに素通
りしやすくなるのに対して、上記のような磁性部材を設
けることによって、磁力線を陽極またはその近傍に引き
寄せることができるので、請求項１記載の発明が奏する
上記効果と同様の効果をより顕著に奏することができ
る。
【００９３】請求項５記載の発明によれば、陽極自身
が、磁気フィルタが作る磁力線を陽極に引き寄せる作用
をするので、陽極に向かう磁力線を増やして強磁場時の
アーク放電の維持が可能になる。従って、請求項４記載
の発明の上記効果と同様の効果を奏することができる。
しかも、部品点数が減り、構成をより簡素化することが
できる。
【００９４】陽極が請求項６記載の発明のような場合
も、磁性部材がなければ、陽極が陰極の前方を取り囲む
場合と同様に、磁気フィルタの磁場強度を高くすると、
陰極から放出された電子が陽極に入射せずに素通りしや
すくなるのに対して、上記のような磁性部材を設けるこ
とによって、磁気フィルタが作る磁力線を陽極またはそ
の近傍に引き寄せる作用をするので、陽極に向かう磁力
線を増やして強磁場時のアーク放電の維持が可能にな
る。従って、請求項１記載の発明が奏する上記効果と同
様の効果をより顕著に奏することができる。
【００９５】請求項７記載の発明によれば、陽極自身
が、磁気フィルタが作る磁力線を陽極に引き寄せる作用
をするので、陽極に向かう磁力線を増やして強磁場時の
アーク放電の維持が可能になる。従って、請求項６記載
の発明の上記効果と同様の効果を奏することができる。
しかも、部品点数が減り、構成をより簡素化することが
できる。
【００９６】請求項８記載の発明によれば、磁気フィル
タの磁場強度を高くしてそれが作る磁力線が陰極の蒸発
面の正面をそのほぼ垂直方向に通るようになっても、当
該磁力線と交差するように陽極が存在することになるの
で、当該磁力線に捕捉された電子が陽極に到達しやすく
なり、アーク放電の維持が可能になる。従って、上記他
の発明の場合と同様に、磁気フィルタの磁場強度を高め
てプラズマの輸送効率を高める場合にでも、ガス導入を
行わなくても真空アーク蒸発源においてアーク放電の維
持が可能になる。
【００９７】請求項９または１０に記載の発明によれ
ば、より多くの磁力線が陽極またはその近傍を通るよう
になって電子が陽極により到達しやすくなるので、強磁
場時のアーク放電の維持がより容易になる。
【００９８】請求項１１記載の発明によれば、磁気フィ
ルタの磁場強度を高くしてそれが作る磁力線が陰極の蒸
発面の正面をそのほぼ垂直方向に通るようになっても、
当該磁力線に沿って陽極が存在することになるので、当
該磁力線に捕捉された電子が陽極に到達しやすくなり、
アーク放電の維持が可能になる。従って、上記他の発明
の場合と同様に、磁気フィルタの磁場強度を高めてプラ
ズマの輸送効率を高める場合にでも、ガス導入を行わな
くても真空アーク蒸発源においてアーク放電の維持が可
能になる。
【００９９】しかも、陽極を上記のように配置すると、
磁場中での電子とイオンのラーマー半径の違いから（前
者が小、後者が大）、電子は陽極に衝突してアーク放電
がうまく維持されるのに対して、プラズマ中のイオンは
陽極に衝突せずに下流側へ輸送される確率が高くなるの
で、請求項８記載の発明に比べてプラズマの輸送効率が
向上する。
【０１００】請求項１２または１３に記載の発明によれ
ば、より多くの磁力線が陽極またはその近傍を通るよう
になって電子が陽極により到達しやすくなるので、強磁
場時のアーク放電の維持がより容易になる。
【０１０１】請求項１４記載の発明によれば、陽極と磁
性部材間の電気絶縁を行わなくても良いので絶縁が楽に
なる、という更なる効果を奏する。
【０１０２】請求項１５記載の発明によれば、磁性部材
にイオン等の荷電粒子が入射しにくくなるので、当該荷
電粒子入射による磁性部材の加熱が少なくて済み磁性部
材の冷却が楽になる、という更なる効果を奏する。
【０１０３】請求項１６記載の発明によれば、陽極が磁
性部材の支持体を兼ねることができるので、磁性部材の
支持が簡単になる、という更なる効果を奏する。
【０１０４】請求項１７記載の発明によれば、磁性部材
の過大な温度上昇による変形、損傷等を防止することが
できる、という更なる効果を奏する。
【０１０５】請求項１８記載の発明によれば、陽極の過
大な温度上昇による変形、損傷等を防止することができ
る、という更なる効果を奏する。
【０１０６】請求項１９記載の発明のように、陰極が炭
素から成る、あるいは炭素を主成分とする材料から成る
場合は、従来はアーク放電維持が一層難しいという問題
があったけれども、この発明によれば陰極がそのような
炭素系材料の場合にも、ガス導入を行わなくても、強磁
場時のアーク放電の維持が可能になるので、効果は一層
顕著になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る真空アーク蒸発装置を備える膜
形成装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１中の陰極、陽極および磁性部材を拡大して
示す正面図である。
【図３】図１中の真空アーク蒸発装置の陰極および陽極
付近の磁力線の概略を示す図である。
【図４】この発明に係る真空アーク蒸発装置の他の例を
部分的に示す断面図である。
【図５】磁性部材の配置の他の例を示す図である。
【図６】この発明に係る真空アーク蒸発装置の更に他の
例を部分的に示す断面図である。
【図７】真空アーク蒸発源が陰極を二つ有する場合の陰
極、陽極および磁性部材の一例を拡大して示す正面図で
ある。
【図８】真空アーク蒸発源の陽極および磁性部材の他の
例を示すものであり、Ａは正面図、Ｂは側面図である。
【図９】真空アーク蒸発源の陽極および磁性部材の他の
例を示すものであり、Ａは正面図、Ｂは側面図である。
【図１０】真空アーク蒸発源の陽極および磁性部材の他
の例を示すものであり、Ａは正面図、Ｂは側面図であ
る。
【図１１】従来の真空アーク蒸発装置を備える膜形成装
置の一例を示す断面図である。
【図１２】図１１中の真空アーク蒸発装置の陰極および
陽極付近の磁力線の概略を示す図である。
【図１３】磁気フィルタを有しない従来の真空アーク蒸
発装置を備える膜形成装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ｃ 真空アーク蒸発装置 ２０ 真空アーク蒸発源 ３０ 陰極 ３２ 蒸発面 ３６ 陽極 ３８ プラズマ ４６ 磁性部材 ５０ 磁気フィルタ ５２ 輸送管 ５４ 磁気コイル ５８ 磁力線
フロントページの続き (72)発明者 三宅 浩二 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 CA01 CA03 DA00 DB17 DD06 DE03

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 陰極およびその蒸発面よりも前方に配置
    された陽極を有していて両者間の真空アーク放電によっ
    て陰極を蒸発させて陰極物質を含むプラズマを生成する
    真空アーク蒸発源と、この真空アーク蒸発源によって生
    成したプラズマを磁場によって湾曲させて輸送して粗大
    粒子を除去して導出する磁気フィルタとを備える真空ア
    ーク蒸発装置において、前記真空アーク蒸発源の陰極の
    蒸発面よりも前方であってしかも陽極の近傍に磁性部材
    を設けたことを特徴とする真空アーク蒸発装置。
  2. 【請求項２】 前記磁性部材を、それと陰極の蒸発面と
    の間に前記陽極が位置するように配置している請求項１
    記載の真空アーク蒸発装置。
  3. 【請求項３】 陰極およびその蒸発面よりも前方に配置
    された陽極を有していて両者間の真空アーク放電によっ
    て陰極を蒸発させて陰極物質を含むプラズマを生成する
    真空アーク蒸発源と、この真空アーク蒸発源によって生
    成したプラズマを磁場によって湾曲させて輸送して粗大
    粒子を除去して導出する磁気フィルタとを備える真空ア
    ーク蒸発装置において、前記真空アーク蒸発源の陽極を
    磁性体で構成したことを特徴とする真空アーク蒸発装
    置。
  4. 【請求項４】 陰極およびその蒸発面よりも前方に配置
    された陽極を有していて両者間の真空アーク放電によっ
    て陰極を蒸発させて陰極物質を含むプラズマを生成する
    真空アーク蒸発源と、この真空アーク蒸発源によって生
    成したプラズマを磁場によって湾曲させて輸送して粗大
    粒子を除去して導出する磁気フィルタとを備える真空ア
    ーク蒸発装置において、前記真空アーク蒸発源の陽極は
    陰極の前方を取り囲む形状をしており、この陽極の外周
    部または外周近傍に、陰極の前方を取り囲む形状の磁性
    部材を配置したことを特徴とする真空アーク蒸発装置。
  5. 【請求項５】 陰極およびその蒸発面よりも前方に配置
    された陽極を有していて両者間の真空アーク放電によっ
    て陰極を蒸発させて陰極物質を含むプラズマを生成する
    真空アーク蒸発源と、この真空アーク蒸発源によって生
    成したプラズマを磁場によって湾曲させて輸送して粗大
    粒子を除去して導出する磁気フィルタとを備える真空ア
    ーク蒸発装置において、前記真空アーク蒸発源の陽極は
    陰極の前方を取り囲む形状をしており、この陽極を磁性
    体で構成したことを特徴とする真空アーク蒸発装置。
  6. 【請求項６】 陰極およびその蒸発面よりも前方に配置
    された陽極を有していて両者間の真空アーク放電によっ
    て陰極を蒸発させて陰極物質を含むプラズマを生成する
    真空アーク蒸発源と、この真空アーク蒸発源によって生
    成したプラズマを磁場によって湾曲させて輸送して粗大
    粒子を除去して導出する磁気フィルタとを備える真空ア
    ーク蒸発装置において、前記真空アーク蒸発源の陽極
    は、陰極の蒸発面の正面を避けて当該蒸発面に沿って配
    置された複数本の棒状をしており、かつ磁性部材を、そ
    れと陰極の蒸発面との間に前記陽極が位置するように、
    前記各陽極の近傍にそれぞれ配置していることを特徴と
    する真空アーク蒸発装置。
  7. 【請求項７】 陰極およびその蒸発面よりも前方に配置
    された陽極を有していて両者間の真空アーク放電によっ
    て陰極を蒸発させて陰極物質を含むプラズマを生成する
    真空アーク蒸発源と、この真空アーク蒸発源によって生
    成したプラズマを磁場によって湾曲させて輸送して粗大
    粒子を除去して導出する磁気フィルタとを備える真空ア
    ーク蒸発装置において、前記真空アーク蒸発源の陽極
    は、陰極の蒸発面の正面を避けて当該蒸発面に沿って配
    置された複数本の棒状をしており、この各陽極を磁性体
    で構成したことを特徴とする真空アーク蒸発装置。
  8. 【請求項８】 陰極およびその蒸発面よりも前方に配置
    された陽極を有していて両者間の真空アーク放電によっ
    て陰極を蒸発させて陰極物質を含むプラズマを生成する
    真空アーク蒸発源と、この真空アーク蒸発源によって生
    成したプラズマを磁場によって湾曲させて輸送して粗大
    粒子を除去して導出する磁気フィルタとを備える真空ア
    ーク蒸発装置において、前記真空アーク蒸発源の陽極と
    して、１本以上の棒状の陽極を、陰極の蒸発面の正面に
    当該蒸発面に沿って配置したことを特徴とする真空アー
    ク蒸発装置。
  9. 【請求項９】 磁性部材を、それと前記陰極の蒸発面と
    の間に前記陽極が位置するように、前記各陽極の近傍に
    それぞれ配置している請求項８記載の真空アーク蒸発装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記各陽極を磁性体で構成している請
    求項８記載の真空アーク蒸発装置。
  11. 【請求項１１】 陰極およびその蒸発面よりも前方に配
    置された陽極を有していて両者間の真空アーク放電によ
    って陰極を蒸発させて陰極物質を含むプラズマを生成す
    る真空アーク蒸発源と、この真空アーク蒸発源によって
    生成したプラズマを磁場によって湾曲させて輸送して粗
    大粒子を除去して導出する磁気フィルタとを備える真空
    アーク蒸発装置において、前記真空アーク蒸発源の陽極
    として、１本以上の棒状の陽極を、その一端面を陰極の
    蒸発面に向けて当該蒸発面の正面に配置したことを特徴
    とする真空アーク蒸発装置。
  12. 【請求項１２】 磁性部材を、それと前記陰極の蒸発面
    との間に前記陽極が位置するように、前記各陽極の近傍
    にそれぞれ配置している請求項１１記載の真空アーク蒸
    発装置。
  13. 【請求項１３】 前記各陽極を磁性体で構成している請
    求項１１記載の真空アーク蒸発装置。
  14. 【請求項１４】 前記磁性部材の電位が前記陽極と同電
    位である請求項１、２、４、６、９または１２記載の真
    空アーク蒸発装置。
  15. 【請求項１５】 前記磁性部材の電位が浮遊電位である
    請求項１、２、４、６、９または１２記載の真空アーク
    蒸発装置。
  16. 【請求項１６】 前記真空アーク蒸発源の陽極に前記磁
    性部材を取り付け、当該磁性部材を陽極と同電位にして
    いる請求項１、２、４、６、９または１２記載の真空ア
    ーク蒸発装置。
  17. 【請求項１７】 前記磁性部材に、それを冷媒によって
    冷却する冷却機構を設けている請求項１、２、４、６、
    ９または１２記載の真空アーク蒸発装置。
  18. 【請求項１８】 前記陽極に、それを冷媒によって冷却
    する冷却機構を設けている請求項３、５、７、１０また
    は１３記載の真空アーク蒸発装置。
  19. 【請求項１９】 前記陰極は、炭素または炭素を主成分
    とする材料から成る請求項１ないし１８のいずれかに記
    載の真空アーク蒸発装置。
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