JP2002105628A - 真空アーク蒸着装置 - Google Patents
真空アーク蒸着装置Info
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- 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
- H01J37/32055—Arc discharge
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- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/32853—Hygiene
- H01J37/32871—Means for trapping or directing unwanted particles
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- H—ELECTRICITY
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- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基体に表面平滑で、密着性の良い、純度の高
い良質の薄膜を形成できる真空アーク蒸着装置を提供す
る。 【解決手段】 この真空アーク蒸着装置は真空アーク放
電によって、蒸発源６に取り付けられた陰極７から生成
する陰極物質を含むプラズマを粗大粒子を除去して、成
膜室１に収納された基体１１近傍に導くように、その外
部に磁気コイル８を有する偏向磁場形成手段が設けられ
たプラズマダクト５の内壁に多孔部材１０を配設してい
る。
い良質の薄膜を形成できる真空アーク蒸着装置を提供す
る。 【解決手段】 この真空アーク蒸着装置は真空アーク放
電によって、蒸発源６に取り付けられた陰極７から生成
する陰極物質を含むプラズマを粗大粒子を除去して、成
膜室１に収納された基体１１近傍に導くように、その外
部に磁気コイル８を有する偏向磁場形成手段が設けられ
たプラズマダクト５の内壁に多孔部材１０を配設してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は機械部品、自動車部
品、工具、金型等の耐摩耗性、耐焼付き性、摺動性等の
特性を向上させるための薄膜形成装置に関する。
品、工具、金型等の耐摩耗性、耐焼付き性、摺動性等の
特性を向上させるための薄膜形成装置に関する。
【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
法とも呼ばれており、成膜速度が大きい、薄膜の密着性
が高い等の特徴を有している。
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
法とも呼ばれており、成膜速度が大きい、薄膜の密着性
が高い等の特徴を有している。
【０００３】しかし、真空アーク蒸発源から蒸発する陰
極物質には、成膜に好ましい微小粒子の他に、例えば直
経が数μｍ程度またはそれ以上という粗大粒子（マクロ
パーティクル、あるいはドロップレットとも呼ばれてい
る。）が含まれており、この粗大粒子が基体に飛来して
付着していまい、これが原因で基体に対する薄膜の密着
性や薄膜表面の平滑性が低下するという問題がある。
極物質には、成膜に好ましい微小粒子の他に、例えば直
経が数μｍ程度またはそれ以上という粗大粒子（マクロ
パーティクル、あるいはドロップレットとも呼ばれてい
る。）が含まれており、この粗大粒子が基体に飛来して
付着していまい、これが原因で基体に対する薄膜の密着
性や薄膜表面の平滑性が低下するという問題がある。
【０００４】この問題を克服すべく、種々の方法、装置
が提案されているが、それらの一つに磁力線によって、
アーク放電で生成されたプラズマを基体に導き、同時に
生成される粗大粒子をを分離して低減させる装置が提案
されている。この代表的な例として、Ｉ．Ｉ．Aksenov
et al,Sov．J．Plasma Phys. ４(1978)425-428 に記載
された装置がある。本装置は真空アーク蒸発源と、真空
アーク蒸発源で生成したプラズマを粗大粒子を除去して
基体に導くように、その外部に磁場形成装置を有する湾
曲した輸送管（プラズマダクト）と、基体が収納される
成膜室とが連接されて構成されている。
が提案されているが、それらの一つに磁力線によって、
アーク放電で生成されたプラズマを基体に導き、同時に
生成される粗大粒子をを分離して低減させる装置が提案
されている。この代表的な例として、Ｉ．Ｉ．Aksenov
et al,Sov．J．Plasma Phys. ４(1978)425-428 に記載
された装置がある。本装置は真空アーク蒸発源と、真空
アーク蒸発源で生成したプラズマを粗大粒子を除去して
基体に導くように、その外部に磁場形成装置を有する湾
曲した輸送管（プラズマダクト）と、基体が収納される
成膜室とが連接されて構成されている。
【０００５】近年、前記したような磁場を用いて、蒸発
源で生成したプラズマ中のイオンだけを基板に導く装置
の改良装置が種々提案されている。一例として特表平１
０−５０５６３３公報に記載された薄膜形成装置を以下
に説明する。
源で生成したプラズマ中のイオンだけを基板に導く装置
の改良装置が種々提案されている。一例として特表平１
０−５０５６３３公報に記載された薄膜形成装置を以下
に説明する。
【０００６】図２に示す薄膜形成装置はアーク放電によ
って蒸発物質が生成されるターゲット３３と、前記ター
ゲット３３に負電圧が印加された状態でこのターゲット
３３に接触される触発電極３５と、およそ直角に折曲さ
れたプラズマダクト３９と、ターゲット３３が設けられ
た部分のプラズマダクト３９の外側に備えられた第１電
磁石４６と、前記プラズマダクト３９の屈曲部分に備え
られた第２電磁石４８と、前記プラズマダクト３９の出
口側に、このプラズマダクト３９を取り囲むように備え
られた第３電磁石５０とで構成されている。プラズマダ
クト３９の内壁には内側に向かって延びるバッフル５２
が設けられている。
って蒸発物質が生成されるターゲット３３と、前記ター
ゲット３３に負電圧が印加された状態でこのターゲット
３３に接触される触発電極３５と、およそ直角に折曲さ
れたプラズマダクト３９と、ターゲット３３が設けられ
た部分のプラズマダクト３９の外側に備えられた第１電
磁石４６と、前記プラズマダクト３９の屈曲部分に備え
られた第２電磁石４８と、前記プラズマダクト３９の出
口側に、このプラズマダクト３９を取り囲むように備え
られた第３電磁石５０とで構成されている。プラズマダ
クト３９の内壁には内側に向かって延びるバッフル５２
が設けられている。
【０００７】前記ターゲット３３に電圧が印加された状
態で前記触発電極３５がターゲット３３に接触すると、
瞬間的にアークが発生され、このアークがターゲット３
３の表面上に所定時間留まりながらターゲットを蒸発さ
せ、ターゲット物質を含むプラズマを生成する。
態で前記触発電極３５がターゲット３３に接触すると、
瞬間的にアークが発生され、このアークがターゲット３
３の表面上に所定時間留まりながらターゲットを蒸発さ
せ、ターゲット物質を含むプラズマを生成する。
【０００８】この際、第１、第２及び第３電磁石４６，
４８，５０に電流が印加されると、プラズマダクト３９
に沿って磁力線４０が分布される。従って、ターゲット
３３から発生したターゲット物質を含むプラズマ中、荷
電粒子（イオン）は磁力線４０（偏向磁場）に沿って、
進行し、プラズマダクト３９の出口から成膜室（図示せ
ず）中に送出され、同室中に配設された基体（図示せ
ず）に蒸着される。そして、イオン化されない中性粒子
及び粗大粒子は基体まで到達できず、プラズマダクト３
９とこのプラズマダクト３９の内壁に備えられたバッフ
ル５２に付着される。
４８，５０に電流が印加されると、プラズマダクト３９
に沿って磁力線４０が分布される。従って、ターゲット
３３から発生したターゲット物質を含むプラズマ中、荷
電粒子（イオン）は磁力線４０（偏向磁場）に沿って、
進行し、プラズマダクト３９の出口から成膜室（図示せ
ず）中に送出され、同室中に配設された基体（図示せ
ず）に蒸着される。そして、イオン化されない中性粒子
及び粗大粒子は基体まで到達できず、プラズマダクト３
９とこのプラズマダクト３９の内壁に備えられたバッフ
ル５２に付着される。
【０００９】従って、粗大粒子の大部分はプラズマダク
ト３９内を進行しながらこのプラズマダクト３９の内壁
やバッフル５２に付着し除去される。
ト３９内を進行しながらこのプラズマダクト３９の内壁
やバッフル５２に付着し除去される。
【００１０】また、米国特許第 ５，２７９，７２３
号、特開平１０−２８０１３５公報にも同様な装置が開
示されているが、いずれも粗大粒子を捕獲するように前
記屈曲あるいは湾曲したプラズマダクト内壁にはプラズ
マダクト内壁から内側に向かって延びる金属リング状部
材もしくは羽根状の部材で構成されたバッフルが設けら
れている。
号、特開平１０−２８０１３５公報にも同様な装置が開
示されているが、いずれも粗大粒子を捕獲するように前
記屈曲あるいは湾曲したプラズマダクト内壁にはプラズ
マダクト内壁から内側に向かって延びる金属リング状部
材もしくは羽根状の部材で構成されたバッフルが設けら
れている。
【００１１】しかし、前記した従来のプラズマダクト内
壁に設けられたバッフルの構造では下記のような問題点
がある。第１に、前記したように、いずれのバッフルも
プラズマダクト内壁から内側に向かって延びる金属リン
グ部材もしくは羽根状の部材で構成されているため、プ
ラズマダクトに垂直に面している部分に粗大粒子が飛来
した場合は、付着又は陰極方向に反射されるが、プラズ
マダクトに平行な面に飛来した場合は基体方向に反射す
る可能性が高い。
壁に設けられたバッフルの構造では下記のような問題点
がある。第１に、前記したように、いずれのバッフルも
プラズマダクト内壁から内側に向かって延びる金属リン
グ部材もしくは羽根状の部材で構成されているため、プ
ラズマダクトに垂直に面している部分に粗大粒子が飛来
した場合は、付着又は陰極方向に反射されるが、プラズ
マダクトに平行な面に飛来した場合は基体方向に反射す
る可能性が高い。
【００１２】粗大粒子の多くをターゲット方向に跳ね返
らせようとしてリング状もしくは羽根状部材を多数設け
ると、前記したようにプラズマダクトに平行した面が必
然的に多くなり、基体方向に反射される粗大粒子の数が
増加して、基体に粗大粒子が到達する可能性が高くな
り、薄膜の平滑性や密着性を阻害する。
らせようとしてリング状もしくは羽根状部材を多数設け
ると、前記したようにプラズマダクトに平行した面が必
然的に多くなり、基体方向に反射される粗大粒子の数が
増加して、基体に粗大粒子が到達する可能性が高くな
り、薄膜の平滑性や密着性を阻害する。
【００１３】第２に、多数のリング状もしくは羽根状部
材をプラズマダクト内壁に固定するためには、内壁にネ
ジ止めもしくは溶接する必要があるが、多数のリング状
もしくは羽根状部材を設置するためには、多大の加工時
間と取り付け作業時間を要し、製造コストが高くなる。
また、長時間運転した場合には、バッフルが汚れるため
交換する必要があるが、多数のバッフルを交換するには
多大の時間を要する。
材をプラズマダクト内壁に固定するためには、内壁にネ
ジ止めもしくは溶接する必要があるが、多数のリング状
もしくは羽根状部材を設置するためには、多大の加工時
間と取り付け作業時間を要し、製造コストが高くなる。
また、長時間運転した場合には、バッフルが汚れるため
交換する必要があるが、多数のバッフルを交換するには
多大の時間を要する。
【００１４】第３に、前記したようなバッフル構造で
は、プラズマダクト内壁にも大小の中性粒子が付着して
汚れるため、バッフル交換時等での汚れの除去作業が必
要であり、メンテナンス等が容易でない。
は、プラズマダクト内壁にも大小の中性粒子が付着して
汚れるため、バッフル交換時等での汚れの除去作業が必
要であり、メンテナンス等が容易でない。
【００１５】また、前記粗大粒子に関する問題点の他
に、成膜に好ましい微小粒子であっても、基体に被覆さ
れず、成膜室内壁に付着するものもあり、以下の問題も
ある。前記した装置では、基体を収納する成膜室の内壁
の構造については記載されておらず、成膜室内壁が成膜
室を構成する材質のままであれば、成膜室内壁に一旦付
着した微小粒子が落下し、これらが薄膜中に混入し、膜
質を劣化させる恐れがある。
に、成膜に好ましい微小粒子であっても、基体に被覆さ
れず、成膜室内壁に付着するものもあり、以下の問題も
ある。前記した装置では、基体を収納する成膜室の内壁
の構造については記載されておらず、成膜室内壁が成膜
室を構成する材質のままであれば、成膜室内壁に一旦付
着した微小粒子が落下し、これらが薄膜中に混入し、膜
質を劣化させる恐れがある。
【００１６】
【発明を解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決するために考案されたもので、前記粗大粒子や微
小粒子の混入が少なく、平滑性、密着性及び膜質の優れ
た薄膜を基体に形成し、しかも、低コストでメンテナン
ス等の作業性の良い装置を提供することを目的とする。
を解決するために考案されたもので、前記粗大粒子や微
小粒子の混入が少なく、平滑性、密着性及び膜質の優れ
た薄膜を基体に形成し、しかも、低コストでメンテナン
ス等の作業性の良い装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の装置は、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、基体を収納して真空排気される成膜室と、こ
の真空アーク蒸発源によって生成したプラズマを、粗大
粒子を除去して基体近傍に導くように、その外部に偏向
磁場形成手段を有する湾曲したプラズマダクト、とを備
える薄膜形成装置において、前記プラズマダクトの内壁
に、多孔部材を配設してなることを特徴としている。さ
らに、前記プラズマダクトの内壁とともに、成膜室内壁
にも多孔部材を配設することも特徴としている。
の本発明の装置は、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、基体を収納して真空排気される成膜室と、こ
の真空アーク蒸発源によって生成したプラズマを、粗大
粒子を除去して基体近傍に導くように、その外部に偏向
磁場形成手段を有する湾曲したプラズマダクト、とを備
える薄膜形成装置において、前記プラズマダクトの内壁
に、多孔部材を配設してなることを特徴としている。さ
らに、前記プラズマダクトの内壁とともに、成膜室内壁
にも多孔部材を配設することも特徴としている。
【００１８】本発明の真空アーク蒸着装置によれば、プ
ラズマダクト内壁に吸着表面積の大きい多孔状部材を配
設しているので、前記した従来例に比べて、飛来してき
た粗大粒子は多孔状部材の孔部に入るので捕獲しやす
く、多孔部材との密着性も良いため、基体方向に反射
し、薄膜に混入する粗大粒子を抑制することができる。
成膜室内壁にも多孔部材を配設した場合には、成膜室内
壁に付着した微小粒子は落下しにくく、成膜中に薄膜に
混入する微小粒子を抑制することができる。
ラズマダクト内壁に吸着表面積の大きい多孔状部材を配
設しているので、前記した従来例に比べて、飛来してき
た粗大粒子は多孔状部材の孔部に入るので捕獲しやす
く、多孔部材との密着性も良いため、基体方向に反射
し、薄膜に混入する粗大粒子を抑制することができる。
成膜室内壁にも多孔部材を配設した場合には、成膜室内
壁に付着した微小粒子は落下しにくく、成膜中に薄膜に
混入する微小粒子を抑制することができる。
【００１９】ここで、前記粗大粒子を捕獲するための多
孔部材は、フェルト状、メッシュ状の部材で構成するす
ることができる。フェルト状の部材とは線状の部材を綿
状に圧縮加工したもので、メッシュ状の部材とは網目状
に織られたものをしめす。特に、メッシュ状の部材を複
数重ねて用いると粗大粒子の捕獲効果は高くなる。
孔部材は、フェルト状、メッシュ状の部材で構成するす
ることができる。フェルト状の部材とは線状の部材を綿
状に圧縮加工したもので、メッシュ状の部材とは網目状
に織られたものをしめす。特に、メッシュ状の部材を複
数重ねて用いると粗大粒子の捕獲効果は高くなる。
【００２０】また、前記多孔部材は不織布、金属又は非
金属の多孔体によっても構成することができる。不織布
は、できれば２００℃以上の高温に耐えられる耐熱性に
優れているものが望ましい。さらに、前記多孔部材が陰
極物質を含む材料で構成されていることが望ましい。陰
極物質を含んでいない材質よりも含んでいる材質の方
が、粗大粒子あるいは前記微小粒子とのなじみが良く、
付着力が強くなるため、捕獲能力が高くなるからであ
る。また、陰極物質を含んでいない場合であっても、あ
らかじめ陰極材料元素をを含む材料を一般に用いられる
めっきや蒸着等によって被覆しておくことによっても同
様な効果が得られる。
金属の多孔体によっても構成することができる。不織布
は、できれば２００℃以上の高温に耐えられる耐熱性に
優れているものが望ましい。さらに、前記多孔部材が陰
極物質を含む材料で構成されていることが望ましい。陰
極物質を含んでいない材質よりも含んでいる材質の方
が、粗大粒子あるいは前記微小粒子とのなじみが良く、
付着力が強くなるため、捕獲能力が高くなるからであ
る。また、陰極物質を含んでいない場合であっても、あ
らかじめ陰極材料元素をを含む材料を一般に用いられる
めっきや蒸着等によって被覆しておくことによっても同
様な効果が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る真空アーク蒸
着装置の一例を示す概略断面図である。この真空アーク
蒸着装置は、図示しない真空排気装置によって真空排気
される成膜室１を備えており、その中に、成膜しようと
する基体１１を保持するホルダ２が設けられている。こ
の成膜室１及びそれに接続された後述するプラズマダク
ト５は、この例では電気的に接地されている。ホルダ２
はこの例では支持軸３に支持されており、図示しない駆
動部によって例えばＡ方向に回転させられる。
着装置の一例を示す概略断面図である。この真空アーク
蒸着装置は、図示しない真空排気装置によって真空排気
される成膜室１を備えており、その中に、成膜しようと
する基体１１を保持するホルダ２が設けられている。こ
の成膜室１及びそれに接続された後述するプラズマダク
ト５は、この例では電気的に接地されている。ホルダ２
はこの例では支持軸３に支持されており、図示しない駆
動部によって例えばＡ方向に回転させられる。
【００２２】成膜室１には、必要に応じて、不活性ガ
ス、反応性ガス等のガスが導入される。不活性ガスは、
例えばアルゴンガスである。反応性ガスは真空アーク蒸
発源から発生する陰極物質と反応して化合物を作るガス
であり、例えば窒素ガスである。
ス、反応性ガス等のガスが導入される。不活性ガスは、
例えばアルゴンガスである。反応性ガスは真空アーク蒸
発源から発生する陰極物質と反応して化合物を作るガス
であり、例えば窒素ガスである。
【００２３】ホルダ２及びそれに保持される基体１１に
は、この例では、バイアス電源４から、例えば−数十Ｖ
〜−１０００Ｖ程度の負のバイアス電圧が印加される。
成膜される薄膜や基体が電気絶縁性物質である場合に
は、正負のパルス電圧や高周波電圧が印加される場合も
ある。
は、この例では、バイアス電源４から、例えば−数十Ｖ
〜−１０００Ｖ程度の負のバイアス電圧が印加される。
成膜される薄膜や基体が電気絶縁性物質である場合に
は、正負のパルス電圧や高周波電圧が印加される場合も
ある。
【００２４】成膜室１の壁面の開口部には、湾曲したプ
ラズマダクト５の一方の端部が、ホルダ２上の基体１１
に向くように接続されている。このプラズマダクト５内
も、成膜室１とともに真空排気される。プラズマダクト
５の他方の端部には真空アーク蒸発源６が接続されてい
る。この真空アーク蒸発源６は陰極（ターゲット）７を
有していて、陰極とこの例では陽極を兼ねるプラズマダ
クト５との間の真空アーク放電によって、陰極７を局部
的に溶解させて陰極物質を蒸発させるものである。
ラズマダクト５の一方の端部が、ホルダ２上の基体１１
に向くように接続されている。このプラズマダクト５内
も、成膜室１とともに真空排気される。プラズマダクト
５の他方の端部には真空アーク蒸発源６が接続されてい
る。この真空アーク蒸発源６は陰極（ターゲット）７を
有していて、陰極とこの例では陽極を兼ねるプラズマダ
クト５との間の真空アーク放電によって、陰極７を局部
的に溶解させて陰極物質を蒸発させるものである。
【００２５】真空アーク蒸発源６の陰極７は、成膜しよ
うとする薄膜の種類に応じた所望の材料（例えば純金
属、合金、カーボン等）からなる。より具体的には、例
えばＴｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ等の純金
属、ＴｉＡｌ等の合金、グラファイト（カーボン）から
なる。
うとする薄膜の種類に応じた所望の材料（例えば純金
属、合金、カーボン等）からなる。より具体的には、例
えばＴｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ等の純金
属、ＴｉＡｌ等の合金、グラファイト（カーボン）から
なる。
【００２６】プラズマダクト５の外周部には、当該プラ
ズマダクト５に沿って湾曲した磁界を形成し、この磁界
によって真空アーク蒸発源６で生成したプラズマを成膜
室１内のホルダ２上の基体１１の近傍に導く磁気コイル
８からなる偏向磁場形成手段が設けられている。磁気コ
イル８は図示しない直流の励磁電源によって励磁され
る。この磁気コイル８が励磁されることによって発生す
る磁力線９の一部を図１中に概略的に示すがプラズマダ
クト５の内面にほぼ沿っている。
ズマダクト５に沿って湾曲した磁界を形成し、この磁界
によって真空アーク蒸発源６で生成したプラズマを成膜
室１内のホルダ２上の基体１１の近傍に導く磁気コイル
８からなる偏向磁場形成手段が設けられている。磁気コ
イル８は図示しない直流の励磁電源によって励磁され
る。この磁気コイル８が励磁されることによって発生す
る磁力線９の一部を図１中に概略的に示すがプラズマダ
クト５の内面にほぼ沿っている。
【００２７】磁場形成手段として用いられる前記磁気コ
イル８は、この例ではソレノイドコイルであるが、その
代わりに複数のトロイダルコイルをプラズマダクト外周
部に配してもよい。また、永久磁石を配してもよい。
イル８は、この例ではソレノイドコイルであるが、その
代わりに複数のトロイダルコイルをプラズマダクト外周
部に配してもよい。また、永久磁石を配してもよい。
【００２８】プラズマダクト５の内壁に多孔部材１０が
取り付けられている。また、この例では成膜室１の内壁
にも多孔部材１０が配設されている。
取り付けられている。また、この例では成膜室１の内壁
にも多孔部材１０が配設されている。
【００２９】真空アーク放電によって陰極７から陰極物
質の粗大粒子がプラズマダクト５中に飛来するが、当該
粗大粒子は上記多孔部材１０に付着し、捕獲される。そ
して、この多孔部材１０は多孔であるため吸着表面積が
大きく、従って付着能力が高く一旦捕獲された粗大粒子
があまり基体１１方向に反射することはない。従って、
本発明の装置によれば、上記粗大粒子が除去されたプラ
ズマを磁力線に沿って、基体近傍に導くことができる。
質の粗大粒子がプラズマダクト５中に飛来するが、当該
粗大粒子は上記多孔部材１０に付着し、捕獲される。そ
して、この多孔部材１０は多孔であるため吸着表面積が
大きく、従って付着能力が高く一旦捕獲された粗大粒子
があまり基体１１方向に反射することはない。従って、
本発明の装置によれば、上記粗大粒子が除去されたプラ
ズマを磁力線に沿って、基体近傍に導くことができる。
【００３０】前記多孔部材１０は粗大粒子を捕獲するも
のであるため、吸着表面積が大きく、孔径が粗大粒子以
上あり、しかも湾曲したプラズマダクトの内壁に取り付
けられるものであるため加工性の良いものであったらよ
い。具体的には、フェルト状、メッシュ状の部材、不織
布及び金属又は非金属の多孔体が挙げられる。特に、フ
ェルト状、メッシュ状の部材、及び不織布は上記特性の
他に弾力性があり、飛来する粗大粒子の運動エネルギー
を吸収するので、反射するエネルギーを減ずる効果があ
り、最も好ましい。
のであるため、吸着表面積が大きく、孔径が粗大粒子以
上あり、しかも湾曲したプラズマダクトの内壁に取り付
けられるものであるため加工性の良いものであったらよ
い。具体的には、フェルト状、メッシュ状の部材、不織
布及び金属又は非金属の多孔体が挙げられる。特に、フ
ェルト状、メッシュ状の部材、及び不織布は上記特性の
他に弾力性があり、飛来する粗大粒子の運動エネルギー
を吸収するので、反射するエネルギーを減ずる効果があ
り、最も好ましい。
【００３１】また、多孔部材１０は飛来する粗大粒子の
捕獲後に双方のなじみが良く、密着性が良いものであっ
てもよく、従って真空アーク放電によって蒸発する陰極
物質を含む材料で、あるいは陰極物質を含む材料がめっ
きや蒸着で被覆されている部材で構成することもでき
る。
捕獲後に双方のなじみが良く、密着性が良いものであっ
てもよく、従って真空アーク放電によって蒸発する陰極
物質を含む材料で、あるいは陰極物質を含む材料がめっ
きや蒸着で被覆されている部材で構成することもでき
る。
【００３２】例えば、真空アーク蒸発源６にグラファイ
トからなる陰極７を取り付け、陰極を蒸発させて基体１
１にカーボン膜を形成する場合には、多孔部材１０とし
て、炭素含有フェルト材（カーボンフェルト）、多孔質
カーボン材（カーボンフォーム）、カーボンメッシュ材
（カーボン線材を網目状に縫い合わせたもの）等を用い
ることができる。多孔部材１０がカーボン以外の材質の
場合にはあらかじめ多孔部材１０にカーボンコーティン
グを施すことも有効である。
トからなる陰極７を取り付け、陰極を蒸発させて基体１
１にカーボン膜を形成する場合には、多孔部材１０とし
て、炭素含有フェルト材（カーボンフェルト）、多孔質
カーボン材（カーボンフォーム）、カーボンメッシュ材
（カーボン線材を網目状に縫い合わせたもの）等を用い
ることができる。多孔部材１０がカーボン以外の材質の
場合にはあらかじめ多孔部材１０にカーボンコーティン
グを施すことも有効である。
【００３３】多孔部材は一体ものでもよいし、分割して
プラズマダクト内壁へ取り付けてもよい。取り付けは、
多孔部材の両端のネジ止め等で簡単にでき、従って、取
り替え等のメンテナンスが短時間に簡単にできる。な
お、多孔部材を分割してプラズマダクト内壁に取り付け
る場合、複数種の多孔部材を用いてもよい。
プラズマダクト内壁へ取り付けてもよい。取り付けは、
多孔部材の両端のネジ止め等で簡単にでき、従って、取
り替え等のメンテナンスが短時間に簡単にできる。な
お、多孔部材を分割してプラズマダクト内壁に取り付け
る場合、複数種の多孔部材を用いてもよい。
【００３４】また、図１の例では、成膜室１の内壁にも
多孔部材１０を配設しているが、この場合は、成膜室１
の内壁に付着した微小粒子が落下して、基体１１に付
着、あるいは薄膜中に混入することがなく、さらに平滑
性及び密着性の良い、良質の薄膜を形成することができ
る。
多孔部材１０を配設しているが、この場合は、成膜室１
の内壁に付着した微小粒子が落下して、基体１１に付
着、あるいは薄膜中に混入することがなく、さらに平滑
性及び密着性の良い、良質の薄膜を形成することができ
る。
【００３５】さらに、図１の例では、プラズマダクト内
壁のほぼ全体に多孔部材を配設しているが、粗大粒子の
飛来する割合の多い部分等プラズマダクトの一部に、あ
るいは複数部に多孔部材を配設してもよいのはもちろん
である。
壁のほぼ全体に多孔部材を配設しているが、粗大粒子の
飛来する割合の多い部分等プラズマダクトの一部に、あ
るいは複数部に多孔部材を配設してもよいのはもちろん
である。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、湾曲
したプラズマダクトの内壁に多孔部材を配設したので、
従来のプラズマダクトのバッフルの場合より製作コスト
が安く、メンテナンス等の作業性の良い真空アーク蒸着
装置を提供できる。
したプラズマダクトの内壁に多孔部材を配設したので、
従来のプラズマダクトのバッフルの場合より製作コスト
が安く、メンテナンス等の作業性の良い真空アーク蒸着
装置を提供できる。
【００３７】そして、真空アーク放電によって生成する
粗大粒子を確実に捕獲することができ、粗大粒子を除去
したプラズマを成膜する基体近傍に導くことができるの
で、表面平滑性及び基体との密着性の良い良質の薄膜を
形成することができる。
粗大粒子を確実に捕獲することができ、粗大粒子を除去
したプラズマを成膜する基体近傍に導くことができるの
で、表面平滑性及び基体との密着性の良い良質の薄膜を
形成することができる。
【００３８】また、成膜室の内壁にも多孔部材を配設す
ると、成膜室の内壁に付着する微小粒子の落下を防ぎ、
基体へ付着や薄膜への混入を防ぐことができるので、さ
らに良質の薄膜を形成することができる。
ると、成膜室の内壁に付着する微小粒子の落下を防ぎ、
基体へ付着や薄膜への混入を防ぐことができるので、さ
らに良質の薄膜を形成することができる。
【図１】この発明に係る真空アーク蒸着装置の一例を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図２】従来の真空アークプラズマ輸送装置の一例を示
す断面図である。
す断面図である。
１ 成膜室 ２ ホルダ ３ 支持軸 ４ バイアス電源 ５ プラズマダクト ６ 真空アーク蒸発源 ７ 陰極 ８ 磁気コイル ９ 磁力線 １０ 多孔部材 １１ 基体
Claims (8)
- 【請求項１】 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、基体を収納して真空排気される成膜室と、この真
空アーク蒸発源によって生成したプラズマを、粗大粒子
を除去して基体近傍に導くように、その外部に偏向磁場
形成手段を有する湾曲したプラズマダクト、とを備える
薄膜形成装置において、前記プラズマダクトの内壁に、
多孔部材を配設してなることを特徴とする真空アーク蒸
着装置。 - 【請求項２】 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、基体を収納して真空排気される成膜室と、この真
空アーク蒸発源によって生成したプラズマを、粗大粒子
を除去して基体近傍に導くように、その外部に偏向磁場
形成手段を有する湾曲したプラズマダクト、とを備える
薄膜形成装置において、前記プラズマダクト及び成膜室
双方の内壁に多孔部材を配設してなることを特徴とする
真空アーク蒸着装置。 - 【請求項３】 前記多孔部材が、フェルト状の部材であ
る請求項１又は２記載の真空アーク蒸着装置。 - 【請求項４】 前記多孔部材が、メッシュ状の部材であ
る請求項１又は２記載の真空アーク蒸着装置。 - 【請求項５】 前記多孔部材が、不織布である請求項１
又は２記載の真空アーク蒸着装置。 - 【請求項６】 前記多孔部材が、金属又は非金属の多孔
体である請求項１又は２記載の真空アーク蒸着装置。 - 【請求項７】 前記多孔部材が、陰極物質を含む材料で
構成されている請求項１から６のいずれかに記載の真空
アーク蒸着装置。 - 【請求項８】 前記多孔部材が、陰極物質を含む材料で
被覆されている部材で構成されている請求項１から６の
いずれかに記載の真空アーク蒸着装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000303266A JP2002105628A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | 真空アーク蒸着装置 |
| KR1020010060317A KR100610412B1 (ko) | 2000-10-03 | 2001-09-28 | 박막형성장치 |
| US09/968,016 US6506292B2 (en) | 2000-10-03 | 2001-10-02 | Film forming apparatus |
| EP01123260A EP1195792A3 (en) | 2000-10-03 | 2001-10-02 | Film forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000303266A JP2002105628A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | 真空アーク蒸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002105628A true JP2002105628A (ja) | 2002-04-10 |
Family
ID=18784486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000303266A Pending JP2002105628A (ja) | 2000-10-03 | 2000-10-03 | 真空アーク蒸着装置 |
Country Status (4)
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|---|---|
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| EP (1) | EP1195792A3 (ja) |
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| KR101616855B1 (ko) * | 2014-11-11 | 2016-04-29 | 한국기계연구원 | 플라즈마 덕트부를 포함하는 진공 아크 증착 장치 |
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| CN108085640A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-05-29 | 东莞市汇成真空科技有限公司 | 大型罐体内壁镀膜用真空阴极电弧镀膜机 |
| JP2022542530A (ja) * | 2020-07-02 | 2022-10-05 | 安徽純源鍍膜科技有限公司 | プラズマ移送用の伝送チャネル装置及びコーティング機器 |
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| US5637199A (en) * | 1992-06-26 | 1997-06-10 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Sputtering shields and method of manufacture |
| US5279723A (en) | 1992-07-30 | 1994-01-18 | As Represented By The United States Department Of Energy | Filtered cathodic arc source |
| US5480527A (en) | 1994-04-25 | 1996-01-02 | Vapor Technologies, Inc. | Rectangular vacuum-arc plasma source |
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-
2000
- 2000-10-03 JP JP2000303266A patent/JP2002105628A/ja active Pending
-
2001
- 2001-09-28 KR KR1020010060317A patent/KR100610412B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-10-02 EP EP01123260A patent/EP1195792A3/en not_active Withdrawn
- 2001-10-02 US US09/968,016 patent/US6506292B2/en not_active Expired - Fee Related
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| A521 | Written amendment |
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| A02 | Decision of refusal |
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