JP2003193219A

JP2003193219A - 真空アーク蒸発源

Info

Publication number: JP2003193219A
Application number: JP2001398223A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Fujii; 博文藤井
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-09
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: JP4034563B2

Abstract

(57)【要約】【課題】数１００Ａ〜１０００Ａ以上の大電流放電を
行ってもアークを安定して蒸発面上の所定のエリアに閉
じ込め制御可能とする真空アーク蒸発源を提供する。【解決手段】柱状蒸発物質の蒸発面に、柱状蒸発物質
の軸方向に伸びる略長円状の放電領域にアークスポット
を閉じ込めるように、磁力線の角度とアーク電流値を設
定した磁場発生源を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切削工具、機械部
品等への耐磨耗性コーティング等に使用される真空アー
ク蒸発源に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空アーク蒸着法の致命的な欠点である
ドロップレット（溶融粒子）を低減する方法として従来
より種々提案されている。例えば、特公平５−４８２９
８号公報（従来例１）は、「陰極（蒸発物質）の表面に
平行な磁界成分を有する磁界によって、アークが無端経
路をたどるようにし、あるいはさらにその磁界を発生す
る磁気手段を陰極に対して相対的に移動すること、を特
徴とする方法及び装置。」であり、蒸発材料の溶解粒子
を低減し、。アーク消弧にともなう自動再点弧を不要と
するとしているものであった。

【０００３】また、特開平１１−３６０６３号公報（従
来例２）は、「アーク蒸発源の蒸発面に７００Ｏｅ以上
の磁界を形成し、その磁界は蒸発面前方において平行進
行ないし発散し、蒸発面法線と磁力線の成す角度が０〜
３０度であるアーク式蒸発源」であり、ドロップレット
を低減し、陰極寿命が長いアーク蒸発源を提供するもの
であった。更に、特開平１−２３４５６２号公報（従来
例３）は、「外面に陰極蒸発材料を設けた中空回転体の
内部に磁気発生装置を設置し、蒸発材料・磁気発生装置
を回転または移動させながら放電を発生させる装置。」
であり、アークパスを正確に制御し、陰極に溝状の浸食
を作らないこと目的とするものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来例１、す
なわち、通常入手可能なレベルの磁力を発生する磁場発
生源により、蒸発面に平行な磁場を与えて、アークを蒸
発面上に無端経路を描いて移動させる方法によると、ア
ーク電流が１００Ａ以下の比較的小さい値であれば軌道
は安定するが、アーク電流を増していくと軌道を外れる
割合が多くなり、２００Ａを超えると安定的に軌道を確
保することが困難となることを実験的につかんだ。

【０００５】また、２００Ａを超えるような放電電流に
対して軌道を確保するには磁力を増さなければならない
が、そうするとアークスポットの速度が上がることによ
り放電電圧が上昇し、通常２０Ｖ前後の電圧で放電可能
であるのが４０Ｖを超え、さらに磁力・電流を増すこと
により１００Ｖ近くの電圧を必要とすることも確認して
おり、極めて特殊かつ高価なアーク電源が必要となる。
また、磁気手段を移動させなければ、蒸発物質は無端経
路に沿って線状に深くえぐれるように消耗してしまい、
実質的には磁気手段の移動は必須である。

【０００６】前述した従来例の２の技術を利用した実際
の装置にて、放電電流を１５０Ａ程度として運転したと
ころ、アークスポットが蒸発面上で偏在し、蒸発面外周
部においては局所的に消耗してしまった。さらには蒸発
面一面にクラックが発生してしまうことが判明した。ま
た通常手段により７００Ｏｅもの磁界を蒸発面に発生さ
せるために、蒸発面の径を５０ｍｍ〜６０ｍｍに抑えな
ければならず、小さな蒸発面積に対しての電流負荷（熱
的負荷）が大きい。この技術による実際の放電には、窒
素あるいはアルゴン等のガスを一定量導入しなければな
らず、プロセス上の制約が大きい。

【０００７】また、蒸発物質の消耗にともなって、磁力
線と蒸発面の関係が大きく変化し、さらに上記のとおり
小さな蒸発面積のため消耗が速いため、所望の磁場形態
を実際に長時間にわたって保つことが困難である。実施
例によれば、消耗にともなって蒸発面がコイル中心より
引っ込むと蒸発面上の磁界が発散形状から収束形状とな
り、本従来技術（従来例２）成立しなくなる。さらには
蒸発面外周部の消耗によりアークスポットが飛び出し、
異常放電を引き起こす可能性がある。前述した従来例３
によれば、現実には磁石を中空蒸発材料の内側に入れた
だけでは、記述されているような放電を安定して行うに
は制約が非常に大きい。たとえば、アークスポットを図
示されたような経路に沿って移動させ、あるいは図示さ
れたような磁力線に捕捉制御することが可能なのは、放
電電流１００Ａ以下かつチャンバ圧力１Ｐａ以下の場合
に限られ、それ以上の電流・圧力条件においては、全く
制御不能であることを実際に確認している。これは、ア
ーク電流を増やすことによりアークスポットが複数発生
すること、または圧力が高くなるとアークスポットの動
きが広範囲になるという真空アーク放電での一般的な現
象により、アークスポットに対して、図示された以外に
実際に発生している磁力線が作用するようになるもの
で、必然的に起こることである。

【０００８】本発明は、真空アーク蒸着法において、生
産レベルの成膜時にも粗度の良い皮膜を得るために、数
１００Ａ〜１０００Ａ以上の大電流放電を行ってもアー
クを安定して蒸発面上所定のエリアに閉じ込め制御可能
とし、さらにドロップレットの発生を制御することがで
きる真空アーク蒸発源を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め本発明は次の技術的手段を講じている。すなわち、請
求項１に係る真空アーク蒸発源は、柱状蒸発物質の蒸発
面を含む領域に磁界を形成して放電する真空アーク蒸発
源であって、柱状蒸発物質の蒸発面に、柱状蒸発物質の
軸方向に伸びる略長円状の放電領域にアークスポットを
閉じ込めるように、磁力線の角度とアーク電流値を設定
した磁場発生源を備えていることを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、請求項２に係る真空アーク蒸発源
は、柱状蒸発物質の蒸発面を含む領域に磁界を形成して
放電する真空アーク蒸発源であって、柱状蒸発物質の蒸
発面に、柱状蒸発物質の周方向に伸びる略帯状の放電領
域にアークスポットを閉じ込めるように、磁力線の角度
とアーク電流値を設定した磁場発生源を備えていること
を特徴とするものである。更に、請求項２に記載の真空
アーク蒸発源において、永久磁石２対を同じ磁極が対向
するように配置して磁力線を反発させる磁場発生源であ
ることが推奨される（請求項３）。

【００１１】また、請求項３において、対向配置した磁
石の磁力が異なることが推奨され（請求項４）、更に、
請求項２において、対向配置した磁石が異極対向とされ
ていることが推奨される（請求項５）。また、請求項１
〜５において、蒸発面における磁界の強さが５ミリテス
ラ以上であることが推奨される（請求項６）。更に、請
求項１又は２において、アーク電流値が２００Ａ以上で
あることが推奨される（請求項７）。

【００１２】また、請求項１又は２において、蒸発面に
おける法線に対する磁力線の最大角度θがθ≧６０°で
あることが推奨される（請求項８）。更に、請求項１に
おいて、蒸発面における法線に対する磁力線の最小角度
φ部位を含む磁界を、柱状蒸発物質の軸と平行に又は当
該軸を中心として回転して移動させることが推奨される
（請求項９）。また、前述した請求項２において、蒸発
面における法線に対する磁力線の最小角度φ部位を含む
磁界を、柱状蒸発物質の軸と平行に移動させることが推
奨され（請求項１０）、更に、前述した請求項１又は２
において、アーク放電の陽極部を、柱状蒸発物質の軸と
平行に移動させることができ（請求項１１）、また、前
述した請求項１において、蒸発面における法線に対する
磁力線の最小角度φ部位を含む磁界と陽極を、柱状蒸発
物質の軸を中心として同期回転させることもでき（請求
項１２）、更に、前述した請求項１又は２において、柱
状蒸発物質に対して複数の給電部を設け、この給電部を
切り替え又は各給電部の電流値を変化させることことも
できる（請求項１３）。

【００１３】前述した請求項１又は２において、磁場発
生源は、蒸発面上における蒸発面の法線とその磁力線が
なす鋭角側の角度をα、最小角度φを０°〜２０°、最
大角度θを３０°〜９０°としたとき、φ≦α≦θに分
布し、かつα＝φの領域がα＝θの領域に囲まれている
こと、ある一定値以上のアーク電流により放電させるこ
と、α＝φ付近を中心としたα＝θの内側の領域にアー
クスポットを閉じ込めて放電させることを意味してい
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は請求項１に係る実施形
態を示し、図１（１）は蒸発物質と磁界の断面であり、
図１（２）は蒸発面における法線に対する磁力線の方向
（角度）を示し、図１（３）は、柱状蒸発物質と磁場発
生源とを示す斜視図を示し、図１（４）は図１（３）の
Ａ矢示であって柱状蒸発物質の軸方向に伸びる略長円状
の放電部位を示している。

【００１５】図１において、円筒形で例示する柱状蒸発
物質１の中空部（内部）に、Ｎ極とＳ極を有する永久磁
石で例示する磁場発生源２が配置されており、該磁場発
生源２は、柱状蒸発物質１の蒸発面１Ａに、当該柱状蒸
発物質１の軸方向に伸びる略長円状の放電領域（放電部
位）１Ｂにアークスポットを閉じ込めるように、磁力線
の角度とアーク電流値が設定されている。すなわち、蒸
発物質１が柱状である真空アーク蒸発源において、蒸発
物質１の蒸発面１Ａを含む領域にある一定強度以上の磁
界を形成したものであって、前記蒸発面１Ａ上における
蒸発面１Ａの法線Ｑとその磁力線Ｘが成す鋭角側の角度
（以下αとする）がφ≦α≦θ（φ≦２０°、θ≧３０
°）に分布し、かつα＝φの領域がα＝θの領域に囲ま
れているとともにある一定値以上のアーク電流により放
電させ、α＝φ付近を中心としたα＝θの内側の領域
（略長円状の放電部位１Ｂ）にアークスポットを閉じ込
めて放電させるようになっている。

【００１６】ここで、角度φは法線に対する最小角度で
あり、角度θは同じく最大角度である。この図１に示し
た実施形態の作用の原理を説明する。この原理は確定的
なものではないが、一応以下のようであると考えられて
いる。一般にα＝θの領域では、アーク放電を形成する
電子やイオン電流に対する磁界の作用（ローレンツ力）
が強いため、アークスポットの動きが強く拘束されて、
ランダム性がなくなりかつ移動速度が上がるために、放
電電圧が上昇する。放電電圧の上昇は、その領域での放
電を妨げる要因となる。一方、α＝φの領域ではローレ
ンツ力によるアークスポットの拘束力は弱いが、放電電
圧は通常の電圧とほとんど変わらないレベルである。こ
こで、アーク電流が小さければ放電電圧の上昇による放
電阻止力よりもローレンツ力による作用力が勝り、アー
クスポットはα＝θ近辺の領域に拘束される（従来技術
１はθ＝９０°の場合）。

【００１７】しかし、アーク電流がある一定値以上とな
った場合、ローレンツ力による拘束力よりもアーク電圧
が上昇することによる放電阻止力が勝り、α＝θ付近の
領域よりも放電電圧の低いα＝φ付近での放電に移行す
る（φ＝０°、磁力＝２０ｍＴ、放電電流＝６００Ａ、
窒素圧力＝２Ｐａで放電部位を横から観察した写真で示
す図８参照）。その結果、アークスポットはα＝θで囲
まれた領域の内側でα＝φ付近を中心としてランダムに
動き回る。したがって、アークスポットをα＝θの内側
に確実に閉じ込めることが可能となり、蒸発面の適切な
位置に放電領域を設置することができる。特に、蒸発面
の外周部にα＝θとなる部位を設けることにより、従来
技術２にて問題となる蒸発面外周部の消耗による異常放
電を防止しつつ、有効蒸発面を効果的に消費することが
できる（白線部：α＝９０°、黒線部：α＝０°で略長
円状の放電領域の例を写真で示す図９参照）。

【００１８】また、アークスポットはα＝θの内側を面
状に動き回るため、磁場発生源を移動しなくても従来技
術１の静止磁場の場合にあるような無端周回軌跡の部位
だけが線状に深くえぐれるような消耗が避けられる。更
に、その放電領域では、蒸発面付近のアーク電流の向き
が磁力線の向きに近くなり、放電を形成する電子がその
部位の磁力線に小さな半径で巻き付くことによって放電
電流密度が上がり、アークスポット１個が持ち得る電流
密度を超えるために、アークスポットは通常の個数（た
とえば２００Ａでは平均２個程度）よりも多数に分裂す
る。そのためアークスポット１個当たりの電流値が下が
り、アークスポットで発生するドロップレットの発生確
率およびドロップレットの径を大幅に小さくすることが
できる。

【００１９】さらには、α＝φを中心とする領域から伸
びる磁力線に沿ってアーク放電プラズマが活性化し、蒸
発した蒸発物質のイオン化が促進され、処理物上に緻密
な皮膜を形成することができる。本技術で窒化クロムの
厚膜を成膜したところ、従来の標準的な皮膜に比べ、膜
厚を厚くしても、良好な粗度の皮膜が得られている。す
なわち、図１０は本発明により形成したＣｒＮ皮膜表面
の顕微鏡写真であり、膜厚＝７６μｍ、Ｒａ（平均粗
度）＝０．１２μｍ、Ｒｍａｘ（最大粗度）＝２．１０
μｍである。一方、図１１は従来の標準的なＣｒＮ皮膜
表面の顕微鏡写真であり、膜厚＝３０μｍ、Ｒａ＝０．
７５μｍ、Ｒｍａｘ＝８．２μｍである。

【００２０】図１０の実験条件は、磁界強度３０ｍＴ、
アーク電流８００Ａ、電圧２５ｖであり、図１１は、磁
界強度０ｍＴ、アーク電流８００Ａ、電圧２０ｖであ
る。但し、ターゲット形状は図１０、図１１ともにφ９
０ｍｍ×Ｌ９００ｍｍの円柱状である。また、本発明で
は、アーク放電にガス導入の必要はなく、通常成膜プロ
セスに要求される圧力範囲を完全に包含する圧力範囲、
たとえばガス導入なし〜窒素圧力６Ｐａ以上の範囲で放
電が可能であることも確認している。これは放電領域前
方に非常に高密度のアークプラズマが形成されるため、
そのアークプラズマ自体が放電形態を律則し、ガス導入
等それ以外の放電環境に影響されないためと考えられ
る。

【００２１】さらに本発明では、蒸発物質が消耗しても
本手段の磁場形態を保ち得るため、常に上記効果を享受
することが可能である。図１に示した真空アーク蒸発源
において、蒸発面における磁力線方向の磁界の強さが５
ｍＴ（ミリテスラ）以上とされている。このような磁界
の強さとすることにより、α＝θ付近にアークスポット
が移動した場合の放電電圧が確実に４０ｖ以上となるた
め、アークスポットがα＝φを中心とした放電電圧の低
い領域に確実に移行し、所望の蒸発面領域により安定的
にアークスポットを拘束することができる。特に、放電
電流を増大する場合は磁界の強さを増すことが望まし
い。たとえば、４００Ａでは１０ｍＴ以上、８００Ａで
は２０ｍＴ以上が望ましい。

【００２２】また、図１に示した蒸発源を使用した真空
アーク蒸着装置を図２に示しており、この図２におい
て、ワーク３はターンテーブル４上に備えられており、
真空チャンバ５内において縦軸廻りに回転するようにな
っており、チャンバ５を陽極とした例を示している。こ
の図２に示した真空アーク蒸発源において、アーク電流
値は２００Ａ以上とされており、このように構成したこ
とによってアークスポットが複数個発生することによる
スポット相互の反発力により、α＝θを中心とした領域
にアークスポットは安定存在し得なくなるため、α＝φ
を中心とした領域へ確実にアークスポットが移行し、所
望の蒸発面領域により安定的に拘束される。

【００２３】更に、前述した真空アーク蒸発源におい
て、θ≧６０°とされており、このような構成とするこ
とによって、α＝θ付近にアークスポットがある場合の
放電電圧が４０ｖを超えるため、アークスポットがα＝
φを中心とした放電電圧の低い領域に確実に移行し、所
望の蒸発面領域により安定的にアークスポットを拘束す
ることができる。図３は前述した真空アーク蒸発源にお
いて、磁界を移動させる例を示しており、α＝φの部位
を含む磁界を、図３（１）では蒸発物質の軸と平行に、
または図３（２）で示すように軸を中心として回転して
移動するように磁場発生源を移動させるように構成され
ている。

【００２４】図４は前述した真空アーク蒸発源におい
て、アーク放電の陽極部を、蒸発物質の軸と平行に移動
させるようにしたものであり、図４（１）は陽極自体を
上下移動させた例を示し、図４（２）は陽極として働く
部位を上下移動させた例を示している。図５は、磁場発
生源と陽極を同期回転させる例を平面図と正面図で示し
ており、前述した真空アーク蒸発源において、α＝φの
部位を含む磁界と陽極を、蒸発物質の軸を中心として同
期回転させるように構成したものである。

【００２５】図６は柱状蒸発物質に対して複数（図では
２個）の給電部（アーク電源１、２）を設けたものであ
り、この給電部を切り替え又は各給電部の電流値を大小
に変化させたものであり、図６は放電電流値Ｉ₁、Ｉ₂
をＩ₁＞Ｉ₂又はＩ₁＜Ｉ₂としたものである。すなわ
ち、Ｉ₁＜Ｉ₂ならアークスポットは下方へ、Ｉ₁＞Ｉ
₂なら上方へ移動するものである。図７は、本発明の変
形例を示し、磁場発生源として磁場コイルを採用し、柱
状蒸発物質は真空チャンバのくびれ部にその軸心を横向
として備えられ、このくびれ部を磁場発生源である電磁
コイルが配置されており、その他の構成は前述した各例
と共通する。

【００２６】図３〜図６に示した実施形態によれば、蒸
発面をより均一に消耗させ蒸発物質を有効に使用でき
る。また、本発明は大電流での運転を特徴としており、
アーク電流による蒸発物質の温度上昇を蒸発物質全体に
均一化でき、発熱部位の偏在による蒸発物質の熱的スト
レスを軽減してクラックの発生を防止する。特に、大面
積の蒸発源でα＝φの部位が非常に広範囲にわたる場合
に効果的となる。アークスポットはα＝φを中心に分布
する他、その分布の中でも、陽極に近い側、あるいは蒸
発物質への給電部に近い側に寄る傾向があることを利用
することができる。

【００２７】図１２は柱状蒸発物質の他の例を示し、図
１２は内部に円形中空部を有する角柱状の蒸発物質を示
し、このように蒸発物質の形状は、円筒形、角筒形、中
実円柱（図７参照）、中実角柱、平板柱状等任意であ
る。図１３〜図１６は請求項２〜５に係る本発明の実施
形態を示している。すなわち、図１３においては、柱状
蒸発物質の蒸発面に、柱状蒸発物質の周方向に伸びる略
帯状（帯環状）の放電領域にアークスポットを閉じ込め
るように、磁力線の角度とアーク電流値を設定した磁場
発生源を備えているのである。

【００２８】図１３を参照してより具体的に説明する
と、ドーナツ状で端面が磁極となっている永久磁石２対
で示す磁場発生源２を同じ磁極が対向するように置いて
磁力線を反発させると、両磁石の中間位置にα＝０°
が、その両側（図１３では上下）にα＝９０°の部位が
それぞれ蒸発源の周方向に帯状に生じる。この場合α＝
０°を中心としα＝９０°に挟まれた帯状の部位で放電
させることができる。図１４は対向配置した磁石の磁力
が異なる（図１４では上を強くした場合で示すが下を強
くした場合も含む）ものとした例を示している。

【００２９】この図１４の実施の形態においては、図１
５で示すように、主たる磁場方向（放電部位における磁
力線のターゲット面方向成分の総和）が下を向くことに
より、アークスポット（厳密にはアークスポットから発
生する金属イオン流）に働くローレンツ力は、上からみ
て反時計の一方向に定まるため、アークスポットはその
方向にほぼ定速度で周回運動を行う。ただし、ここで働
くローレンツ力は弱いため、前述したような放電電圧の
上昇がほとんど無く、放電を阻害する要因にはならな
い。

【００３０】また、上下磁石の磁力が等しいと、主たる
磁場方向は金属イオン流の方向と等しくなり、したがっ
てローレンツ力が働かないため、アークスポットは放電
部位を左右方向にランダムに運動するが、アノード（陽
極）配置やチャンバ構造の非対称性により、蒸発物質の
ある方向に片寄って放電することがある。上下磁石を異
なる磁力とすることで、アークスポットを蒸発物質全周
にわたって確実に放電させることができる。図１６は対
向配置した磁石が異極対向とされている実施の形態であ
り、これによれば、磁石サイズ・配置を適当に選ぶと図
１６のようになり、α＝９０°が３点現れた。予想では
放電部位が２ヶ所現れるが、真ん中のα＝９０°の点の
磁力が弱いと、アークスポットは上下の放電部位を行っ
たり来たりする。

【００３１】なお、この磁場形態（図１６で示した形
態）で上下磁石を異なる磁力にした場合、上下磁力差が
大きいと、弱い側の放電部位がなくなる。図１３、図１
４においては、柱状蒸発物質の放電部位が帯状となるこ
とから、当該柱状蒸発物質と磁場発生源を図５で例示す
るように同期回転させる必要性はなくなる。但し、図４
で例示したように陽極を移動させることはできる。ま
た、図１３〜図１４において、前述した最小角度φ、最
大角度θについては前述同様であり、アーク電流値（２
００Ａ以上）および磁界の強さが５ミリテスラであるこ
と、４００Ａでは１０ｍＴ以上、８００Ａでは２０ｍＴ
等々についても前述同様である。

【００３２】更に、本発明においては、前述した各実施
形態を任意に組み合せることは自由である。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
生産レベルの成膜時にも粗度の良い皮膜を得るために、
数１００Ａ〜１０００Ａ以上の大電流放電を行ってもア
ークを安定して蒸発面上所定のエリアに閉じ込め制御可
能とし、さらにドロップレットの発生を制御することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示し、（１）は蒸発物質と
磁界の断面を示し、（２）は法線に対する磁力線の角度
を示し、（３）は蒸発源の斜視図であり、（４）はＡ矢
示図である。

【図２】図１の蒸発源を使用した真空アーク蒸着装置を
示している。

【図３】磁界を移動させる例を示し、（１）は軸方向の
平行移動（相対移動を含む）、（２）は軸廻りの回転移
動（相対回転を含む）の平面図と正面図である。

【図４】陽極を移動する例を示し、（１）は陽極自体の
上下移動（水平移動を含む）、（２）は陽極として働く
部位の上下移動（水平移動を含む）である。

【図５】磁場発生源と陽極を同期回転させる平面図と正
面図である。

【図６】蒸発物質に複数の給電部を設けた説明図であ
る。

【図７】本発明の他の例を示す構成図である。

【図８】放電部位を横から観察した写真である。

【図９】放電領域の写真である。

【図１０】本発明によるＣｒＮ皮膜表面の顕微鏡写真で
ある。

【図１１】従来の標準的なＣｒＮ皮膜表面の顕微鏡写真
である。

【図１２】角柱状の蒸発物質の断面図である。

【図１３】請求項２に係る実施形態を示し、（１）は斜
視図、（２）は平面図、（３）は正面図である。

【図１４】上下磁石を異なる磁力とした例を示し、
（１）は斜視図、（２）は平面図、（３）は正面図であ
る。

【図１５】図１４の作用説明図である。

【図１６】上下磁石を異極対向とした場合の半欠正面図
である。

【符号の説明】

１柱状蒸発物質２磁場発生源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】柱状蒸発物質の蒸発面を含む領域に磁界
を形成して放電する真空アーク蒸発源であって、柱状蒸発物質の蒸発面に、柱状蒸発物質の軸方向に伸び
る略長円状の放電領域にアークスポットを閉じ込めるよ
うに、磁力線の角度とアーク電流値を設定した磁場発生
源を備えていることを特徴とする真空アーク蒸発源。
【請求項２】柱状蒸発物質の蒸発面を含む領域に磁界
を形成して放電する真空アーク蒸発源であって、柱状蒸発物質の蒸発面に、柱状蒸発物質の周方向に伸び
る略帯状の放電領域にアークスポットを閉じ込めるよう
に、磁力線の角度とアーク電流値を設定した磁場発生源
を備えていることを特徴とする真空アーク蒸発源。
【請求項３】永久磁石２対を同じ磁極が対向するよう
に配置して磁力線を反発させる磁場発生源であることを
特徴とする請求項２に記載の真空アーク蒸発源。
【請求項４】対向配置した磁石の磁力が異なることを
特徴とする請求項３に記載の真空アーク蒸発源。
【請求項５】対向配置した磁石が異極対向とされてい
ることを特徴とする請求項２に記載の真空アーク蒸発
源。
【請求項６】蒸発面における磁界の強さが５ミリテス
ラ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
に記載の真空アーク蒸発源。
【請求項７】アーク電流値が２００Ａ以上であること
を特徴とする請求項１又は２に記載の真空アーク蒸発
源。
【請求項８】蒸発面における法線に対する磁力線の最
大角度θがθ≧６０°であることを特徴とする請求項１
又は２に記載の真空アーク蒸発源。
【請求項９】蒸発面における法線に対する磁力線の最
小角度φ部位を含む磁界を、柱状蒸発物質の軸と平行に
又は当該軸を中心として回転して移動させることを特徴
とする請求項１に記載の真空アーク蒸発源。
【請求項１０】蒸発面における法線に対する磁力線の
最小角度φ部位を含む磁界を、柱状蒸発物質の軸と平行
に移動させることを特徴とする請求項２に記載の真空ア
ーク蒸発源。
【請求項１１】アーク放電の陽極部を、柱状蒸発物質
の軸と平行に移動させることを特徴とする請求項１又は
２に記載の真空アーク蒸発源。
【請求項１２】蒸発面における法線に対する磁力線の
最小角度φ部位を含む磁界と陽極を、柱状蒸発物質の軸
を中心として同期回転させることを特徴とする請求項１
に記載の真空アーク蒸発源。
【請求項１３】柱状蒸発物質に対して複数の給電部を
設け、この給電部を切り替え又は各給電部の電流値を変
化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の真空
アーク蒸発源。