JP2007247030A - Vacuum arc evaporation source and vacuum arc deposition device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アークイオンプレーティング装置(AIP装置)等、真空アーク放電を利用したコーティング装置に採用される真空アーク蒸発源及び該真空アーク蒸発源を用いた真空アーク蒸着装置に関する。 The present invention relates to a vacuum arc evaporation source employed in a coating apparatus using vacuum arc discharge, such as an arc ion plating apparatus (AIP apparatus), and a vacuum arc vapor deposition apparatus using the vacuum arc evaporation source.
アークイオンプレーティング法(AIP法)等の真空アーク蒸着法は、真空雰囲気において、蒸発源(ターゲット)を陰極とし、陽極との間に真空アーク放電を発生させ、蒸発源の表面である蒸発面から皮膜形成材料を蒸発させると同時にイオン化し、負のバイアス電圧を印加したワーク表面にイオンを堆積させることによりワークに皮膜を形成する薄膜コーティング方法である。 A vacuum arc deposition method such as an arc ion plating method (AIP method) uses an evaporation source (target) as a cathode in a vacuum atmosphere and generates a vacuum arc discharge between the anode and an evaporation surface which is the surface of the evaporation source. Is a thin film coating method in which a film is formed on a workpiece by evaporating the film forming material from the ionization and simultaneously ionizing and depositing ions on the surface of the workpiece to which a negative bias voltage is applied.
該真空アーク蒸着法においては、アーク放電により蒸発面にアークスポットと呼ばれる溶融領域が発生する。アークスポットは、一般に蒸発面上を数10m/sで無軌道に移動する。また、該アークスポットにて皮膜形成材料が蒸発、イオン化されると共に、電気的に中性な溶滴であるドロップレット(マクロパーティクル)が発生し放出される。該ドロップレットは、形成皮膜の表面粗度を悪化させるものであり、皮膜形成においては好ましくないとされることが多い。 In the vacuum arc deposition method, a melting region called an arc spot is generated on the evaporation surface by arc discharge. In general, the arc spot moves without a track at several tens m / s on the evaporation surface. Further, the film-forming material is evaporated and ionized at the arc spot, and droplets (macroparticles) that are electrically neutral droplets are generated and released. The droplets deteriorate the surface roughness of the formed film, and are often considered undesirable in film formation.
従来、上述の如きドロップレットの発生の抑制や蒸発源の消耗の均一化を図ることを目的として、アークスポットの位置を制御する方法や装置が提案されている。
例えば特許文献1においては、円筒形の蒸発源の中心孔に磁場発生源としての永久磁石が配置され、該永久磁石は、磁力線の角度が蒸発源外周の蒸発面に形成される略長円状の放電領域にアークスポットを閉じ込め可能に設定されている真空アーク蒸発源について開示されている。
Conventionally, a method and an apparatus for controlling the position of an arc spot have been proposed for the purpose of suppressing the occurrence of droplets as described above and making the consumption of the evaporation source uniform.
For example, in
該真空アーク蒸発源においては、磁場発生源によって形成された放電領域内にアークスポットの位置が制御されることにより、ドロップレットの発生を制御すると共に、蒸発源の消耗の均一化が図られている。
また、特許文献1においては、磁場発生源によってアークスポットの移動を制御すべく、端面に磁極を有する一対の永久磁石を蒸発源の中心孔に同磁極を対向させて配備した他の真空アーク蒸発源の構成についても開示されている。
Further, in
ところで、上記真空アーク蒸発源において、磁場発生源によるアークスポットの閉じ込め効果を十分に得るためには、蒸発面での磁場を7mT以上に設定する必要があることを本願発明者らは確認している。
しかしながら、7mTの強さを有する磁場は、皮膜組成の観点からみるとやや大きなものであって、イオン化された皮膜形成材料やプロセスガスのイオン化率が磁場の影響によって過度に上昇し、従来可能であった皮膜組成を得ることができない問題があった。例えば蒸発源としてクロムCr、プロセスガスとして窒素N2を採用する場合、磁場を殆ど生じさせない状態で真空アーク蒸着を行うと、Cr+Cr2N混合相、Cr2N単相、Cr2N〜CrN混合相、CrN単相等の広範な皮膜組成を得ることができる。一方、7mT程度の強さを有する磁場を発生させた状態で真空アーク蒸着を行うと、Cr+CrN混合相若しくはCrN単相の皮膜組成しか得ることができないことを本願発明者らは実験等により知見している。
By the way, in the vacuum arc evaporation source, the inventors of the present application have confirmed that the magnetic field on the evaporation surface must be set to 7 mT or more in order to sufficiently obtain an arc spot confinement effect by the magnetic field generation source. Yes.
However, the magnetic field having a strength of 7 mT is somewhat large from the viewpoint of the film composition, and the ionization rate of the ionized film forming material and process gas is excessively increased by the influence of the magnetic field, which is conventionally possible. There was a problem that it was not possible to obtain the film composition. For example, when chromium Cr is used as the evaporation source and nitrogen N 2 is used as the process gas, if vacuum arc deposition is performed with almost no magnetic field, Cr + Cr 2 N mixed phase, Cr 2 N single phase, Cr 2 N to CrN mixed A wide range of coating compositions such as phase and CrN single phase can be obtained. On the other hand, the present inventors have found through experiments and the like that only a Cr + CrN mixed phase or CrN single-phase film composition can be obtained when vacuum arc deposition is performed with a magnetic field having a strength of about 7 mT being generated. ing.
また、上記他の真空アーク蒸発源においては、一対の永久磁石を用いるため、さらに強い磁場(10〜15mT)を形成することとなってやはり皮膜組成の観点からは好ましくない。また、該他の真空アーク蒸発源においては、この様な強い磁場よってアークスポットの移動領域が著しく制限されるため、アーク放電の電圧値が通常時より上昇する問題がある。かかる強磁場雰囲気においては、アークスポットが低電圧な領域に向けて移動しようとするため、アーク放電の均一性が損なわれてしまう問題もある。 Further, in the other vacuum arc evaporation sources, since a pair of permanent magnets are used, a stronger magnetic field (10 to 15 mT) is formed, which is also not preferable from the viewpoint of the film composition. Further, the other vacuum arc evaporation source has a problem that the arc discharge voltage value rises more than usual because the strong magnetic field limits the moving area of the arc spot. In such a strong magnetic field atmosphere, the arc spot tends to move toward a low voltage region, so that there is a problem that the uniformity of arc discharge is impaired.
そこで、本発明は、磁場の大きさを低減した場合にもアークスポットの位置を制御可能であって、且つ、該磁場の影響下においても、磁場の存在しない場合と同様の皮膜組成を構成可能な真空アーク蒸発源及び該真空アーク蒸発源を用いた真空アーク蒸着装置を提供するようにしたものである。 Therefore, according to the present invention, the position of the arc spot can be controlled even when the magnitude of the magnetic field is reduced, and even under the influence of the magnetic field, it is possible to configure the same film composition as when no magnetic field is present. A vacuum arc evaporation source and a vacuum arc vapor deposition apparatus using the vacuum arc evaporation source are provided.
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、アーク放電の陰極とされて該アーク放電により蒸発面から皮膜形成材料を蒸発させる蒸発源と、前記アーク放電により蒸発面上に発生するアークスポットの位置を制御する制御手段とを有する真空アーク蒸発源であって、
前記蒸発源は、給電部を備えると共に蒸発面にアーク放電の開始位置となる起放電部を有し、前記制御手段は、蒸発源の給電部にアーク電流を供給する電流供給源と、蒸発面の起放電部と給電部の間となる領域にアークスポットの移動を規制可能な強磁場を形成する磁場発生源とを備え、該磁場発生源は、前記給電部からみて強磁場以遠となる蒸発面上の領域に、該強磁場よりも磁場の大きさが小さい弱磁場を形成可能とされていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
That is, the technical means for solving the problems in the present invention include an evaporation source that is an arc discharge cathode and evaporates the film-forming material from the evaporation surface by the arc discharge, and an arc generated on the evaporation surface by the arc discharge. A vacuum arc evaporation source having control means for controlling the position of the spot,
The evaporation source includes a power supply unit, and has an electro-discharge unit serving as a starting position of arc discharge on the evaporation surface, the control means includes a current supply source that supplies an arc current to the power supply unit of the evaporation source, and an evaporation surface And a magnetic field generating source that forms a strong magnetic field capable of restricting the movement of the arc spot in a region between the electrodischarge section and the power feeding section, and the magnetic field generating source is vaporized beyond the strong magnetic field as viewed from the power feeding section. A weak magnetic field having a smaller magnetic field than the strong magnetic field can be formed in the region on the surface.
蒸発面の起放電部に発生したアークスポットは、蒸発源を含む回路内のジュール熱の発生を最小にすべく、即ち、該蒸発源でのジュール熱の発生を最小にすべく給電部に向けて移動する(最小ジュール熱の法則)。
これに対し、起放電部と給電部の間には磁場発生源によって蒸発面上に強磁場が形成されている。該強磁場にアークスポットが移動すると、該アークスポットは移動を拘束されるため、放電電圧が上昇してジュール熱の上昇を招くこととなる。
The arc spot generated at the electro-discharge part of the evaporation surface is directed to the power feeding part in order to minimize the generation of Joule heat in the circuit including the evaporation source, that is, to minimize the generation of Joule heat in the evaporation source. (Minimum Joule heat law).
On the other hand, a strong magnetic field is formed on the evaporation surface between the electrodischarge section and the power feeding section by the magnetic field generation source. When the arc spot moves in the strong magnetic field, the arc spot is restrained from moving, so that the discharge voltage rises and Joule heat rises.
したがって、最小ジュール熱の法則に従って移動するアークスポットは、給電部に向けて移動しようとするものの、強磁場に入り込むとジュール熱の上昇を招くため、強磁場を避けて移動することとなる。即ち、アークスポットの給電部に向けての移動は強磁場によって跳ね返され、結果的にアークスポットは給電部からみて強磁場以遠の領域内を移動することとなるのである。 Therefore, although the arc spot that moves according to the law of minimum Joule heat tries to move toward the power feeding portion, when it enters the strong magnetic field, Joule heat rises, and therefore it moves while avoiding the strong magnetic field. In other words, the movement of the arc spot toward the power supply unit is rebounded by the strong magnetic field, and as a result, the arc spot moves in a region beyond the strong magnetic field as viewed from the power supply unit.
したがって、本発明に係る真空アーク蒸発源によれば、磁場発生源を適正位置に配備することにより、蒸発面上でのアークスポットの位置を適正なものとすることができる。
また、該磁場発生源は、前記給電部からみて強磁場以遠となる蒸発面上の領域に該強磁場よりも磁場の大きさが小さい弱磁場を形成する。
ところで、強磁場下等での放電により高電圧となったアーク放電の場合、該アーク放電によってプラズマ雰囲気に投入されるエネルギーが上昇し、これによってプラズマ活性度及びイオン化率が上昇することとなる。また、弱磁場にて放出された電子は陽極に向けて略直線上に移動するが、強磁場にて放出された電子は、該強磁場を形成する磁力線に巻き付く作用を奏しながら陽極に向かうため、蒸発源から陽極までの移動距離が長くなり、これに伴って前記電子がプラズマ雰囲気内の原子やイオンに衝突する回数が増大してイオン化率が上昇することとなる。また、該電子は原子を伴ってプラズマ雰囲気内を移動するため、該原子の衝突回数も増大することとなり、これによってもイオン化率が上昇する。
Therefore, according to the vacuum arc evaporation source according to the present invention, the position of the arc spot on the evaporation surface can be made appropriate by arranging the magnetic field generation source at an appropriate position.
In addition, the magnetic field generation source forms a weak magnetic field having a smaller magnetic field than the strong magnetic field in a region on the evaporation surface that is farther than the strong magnetic field when viewed from the power supply unit.
By the way, in the case of an arc discharge that has become a high voltage due to a discharge under a strong magnetic field or the like, the energy input to the plasma atmosphere is increased by the arc discharge, thereby increasing the plasma activity and the ionization rate. Electrons emitted in a weak magnetic field move in a substantially straight line toward the anode, but electrons emitted in a strong magnetic field travel to the anode while acting on the magnetic field lines that form the strong magnetic field. For this reason, the moving distance from the evaporation source to the anode is increased, and accordingly, the number of times the electrons collide with atoms and ions in the plasma atmosphere is increased, and the ionization rate is increased. Further, since the electrons move in the plasma atmosphere together with atoms, the number of collisions of the atoms also increases, and this also increases the ionization rate.
これに対し、本願発明のアークスポットは、上述の如く強磁場を避けて上記弱磁場を移動するため、低電圧のアーク放電とすることができ、これにより、イオン化した皮膜形成材料や電子、蒸発面上の雰囲気を形成するプロセスガスによって構成されるプラズマを低活性に維持することが可能となり、該低活性としたプラズマにおいて形成可能とされる皮膜組成を構成することができる。即ち、アークスポット位置での磁場の大きさを低減してプラズマを低活性とすることにより、蒸発物質とプロセスガスの単相のみでなく、これらの複数種の混合相を形成することが可能となるのである。 On the other hand, the arc spot of the present invention avoids a strong magnetic field and moves the weak magnetic field as described above, so that it can be a low-voltage arc discharge, whereby ionized film forming materials, electrons, evaporation The plasma constituted by the process gas that forms the atmosphere on the surface can be maintained at a low activity, and a coating composition that can be formed in the low activity plasma can be constituted. That is, by reducing the magnitude of the magnetic field at the arc spot position and making the plasma less active, it is possible to form not only a single phase of evaporant and process gas, but also a plurality of these mixed phases. It becomes.
また、前記磁場発生源は、前記蒸発源の起放電部と給電部の間となる領域に蒸発面に対し平行となる磁場を形成可能に構成されていることが好ましい。
これによれば、平行となる磁場に到達したアークスポットは、該磁場からの作用力(ローレンツ力)を受け、蒸発面上を平行な磁場に対し垂直となる方向に移動することとなる。このためアークスポットは、強磁場内に入り込んだ場合にも、前記平行な磁場を超えて給電部に向けて移動することはなく、アークスポットの給電部への到達がより確実に規制され、ひいてはアークスポットの位置をより確実に規定することができる。
Moreover, it is preferable that the magnetic field generation source is configured to be able to form a magnetic field parallel to the evaporation surface in a region between the electrodischarge section and the power feeding section of the evaporation source.
According to this, the arc spot that has reached the parallel magnetic field receives an acting force (Lorentz force) from the magnetic field and moves on the evaporation surface in a direction perpendicular to the parallel magnetic field. For this reason, even when the arc spot enters the strong magnetic field, the arc spot does not move toward the power feeding unit beyond the parallel magnetic field, and the arrival of the arc spot to the power feeding unit is more reliably regulated, and consequently The position of the arc spot can be defined more reliably.
また、前記磁場発生源は、前記蒸発源の起放電部と給電部との間に両磁極を配備可能な大きさに形成されて蒸発面の後背に配備されていることが好ましい。
これによれば、上述の如き磁場を容易に形成することができる。
また、前記磁場発生源は、両磁極の中心を結ぶ直線を前記蒸発面に対し平行とした状態で配備されていることが好ましい。あるいは、前記磁場発生源は、両磁極の中心を結ぶ直線を前記蒸発面に対し垂直とした状態で配備されていることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the said magnetic field generation source is formed in the magnitude | size which can arrange | position both magnetic poles between the electromotive discharge part and electric power feeding part of the said evaporation source, and is arrange | positioned in the back of the evaporation surface.
According to this, the magnetic field as described above can be easily formed.
Moreover, it is preferable that the said magnetic field generation source is arrange | positioned in the state which made the straight line which connects the center of both magnetic poles parallel to the said evaporation surface. Or it is preferable that the said magnetic field generation source is arrange | positioned in the state which made the straight line which connects the center of both magnetic poles perpendicular | vertical with respect to the said evaporation surface.
この様に磁場発生源を配備することにより、蒸発面上に該蒸発面に平行となる磁場を容易に形成することができるのである。
また、前記制御手段は、前記磁場発生源よりも給電部側となる位置に陽極を配備していることが好ましい。
アークスポットは、磁場発生源により強磁場の手前で給電部への移動が一様に規制されるものの、基本的には給電部からみて強磁場以遠となる領域を広範囲に亘ってランダムに移動する。
By providing the magnetic field generation source in this way, a magnetic field parallel to the evaporation surface can be easily formed on the evaporation surface.
Moreover, it is preferable that the said control means has arrange | positioned the anode in the position which becomes a electric power feeding part side rather than the said magnetic field generation source.
Although the arc spot is uniformly controlled by the magnetic field generation source before the strong magnetic field, the arc spot basically moves randomly over a wide area in the region beyond the strong magnetic field when viewed from the power supply unit. .
これに対し、上述の如く陽極を配備することにより、アークスポットに陽極に向けて移動する作用が付与されることとなり、アークスポットはさらに給電部に向けて引きつけられる。この結果、アークスポットのランダムな移動が抑制されることとなり、磁場発生源によるアークスポットの移動制御をより確実なものとすることができる。
また、前記制御手段は、前記磁場発生源を前記蒸発面との距離を維持しつつ前記給電部に近接離間可能に移動させる移動機構を備えていることが好ましい。
On the other hand, by disposing the anode as described above, the arc spot is given an action of moving toward the anode, and the arc spot is further attracted toward the power feeding unit. As a result, the random movement of the arc spot is suppressed, and the movement control of the arc spot by the magnetic field generation source can be made more reliable.
Moreover, it is preferable that the said control means is provided with the moving mechanism which moves the said magnetic field generation source to the said electric power feeding part so that proximity | separation is possible, maintaining a distance with the said evaporation surface.
これにより、磁場発生源が移動自在となるため、アークスポットは、磁場発生源による磁場の影響下に置かれた状態で蒸発面上を移動可能となる。これにより、アークスポットを磁場発生源による制御下に置いた状態で蒸発面上を広範に移動させることができ、蒸発面の局所的な溶融を避けて蒸発源の歩留りの向上を図ることができる。
かかる効果に鑑みれば、前記制御手段は、前記磁場発生源よりも蒸発源の給電部側となる位置に配備された陽極と、該陽極及び前記磁場発生源を前記蒸発面との距離を維持しつつ前記給電部に近接離間可能に移動させる移動機構とを備えていることももちろん好ましい。
As a result, the magnetic field generation source can move freely, and the arc spot can move on the evaporation surface while being placed under the influence of the magnetic field by the magnetic field generation source. As a result, the arc spot can be moved over the evaporation surface in a state of being controlled by the magnetic field generation source, and the yield of the evaporation source can be improved by avoiding local melting of the evaporation surface. .
In view of such an effect, the control means maintains the distance between the anode disposed at a position closer to the power supply unit side of the evaporation source than the magnetic field generation source, and the anode and the magnetic field generation source to the evaporation surface. However, it is of course also preferable to include a moving mechanism that moves the power feeding portion so as to be able to approach and separate.
また、前記蒸発源は、軸孔を有して軸方向に長尺な筒状に形成され、該蒸発源の外周面が前記蒸発面とされ、前記制御手段の磁場発生源は、前記軸孔を長手方向に移動可能な大きさに形成されて軸孔内に配備されていることが好ましい。
これによれば、アークスポットによって溶融される領域が蒸発源の外周面に亘って形成されることとなるため、蒸発源の軸心に対して放射状にワークを配備することにより生産性を向上させることができる。
The evaporation source has an axial hole and is formed in a cylindrical shape elongated in the axial direction. The outer peripheral surface of the evaporation source is the evaporation surface. The magnetic field generation source of the control means is the axial hole. It is preferable that it is formed in the magnitude | size which can be moved to a longitudinal direction, and is arrange | positioned in the axial hole.
According to this, since the region melted by the arc spot is formed over the outer peripheral surface of the evaporation source, productivity is improved by arranging the workpieces radially with respect to the axis of the evaporation source. be able to.
また、前記蒸発源は、長尺な板状に形成され、一方の平板面を蒸発面とし、他方の平板面と対向する位置に前記制御手段の磁場発生源を配備していることももちろん好ましい。
また、上述の如きアーク放電を得るには、該アーク放電の電流値が200A以上であることが好ましい。
これにより、強磁場でのアーク放電の電圧は急激に上昇することとなり、磁場発生源によるアークスポットの位置制御がより確実なものとなる。
In addition, it is also preferable that the evaporation source is formed in a long plate shape, and one flat plate surface is an evaporation surface, and the magnetic field generation source of the control unit is disposed at a position facing the other flat plate surface. .
Moreover, in order to obtain the arc discharge as described above, the current value of the arc discharge is preferably 200 A or more.
Thereby, the voltage of the arc discharge in the strong magnetic field increases rapidly, and the position control of the arc spot by the magnetic field generation source becomes more reliable.
さらに、本発明における課題解決のための他の技術的手段は、チャンバーと、該チャンバー内に収容されてアーク放電の陰極とされて該アーク放電により蒸発面から皮膜形成材料を蒸発させる蒸発源と前記アーク放電により蒸発面上に発生するアークスポットの位置を制御する制御手段とを有する真空アーク蒸発源と、該真空アーク蒸発源の蒸発源にアーク放電を発生させる起放電装置と、皮膜形成面を有するワークとを配備して構成される真空アーク蒸着装置において、
前記真空アーク蒸発源の蒸発源は、給電部を備えると共に蒸発面にアーク放電の開始位置となる起放電部を有し、前記制御手段は、蒸発源の給電部にアーク電流を供給する電流供給源と、蒸発面の起放電部と給電部の間となる領域にアークスポットの移動を規制可能な強磁場を形成する磁場発生源とを備え、該磁場発生源は、前記給電部からみて強磁場以遠となる蒸発面上の領域に、該強磁場よりも磁場の大きさが小さい弱磁場を形成可能とされていることを特徴としている。
Furthermore, another technical means for solving the problems in the present invention includes: a chamber; and an evaporation source that is housed in the chamber and serves as a cathode for arc discharge to evaporate the film-forming material from the evaporation surface by the arc discharge. A vacuum arc evaporation source having a control means for controlling a position of an arc spot generated on the evaporation surface by the arc discharge, an electro-discharge device for generating an arc discharge in the evaporation source of the vacuum arc evaporation source, and a film forming surface In a vacuum arc deposition apparatus configured by arranging a workpiece having
The evaporation source of the vacuum arc evaporation source includes a power supply unit and an electro-discharge unit serving as an arc discharge start position on the evaporation surface, and the control unit supplies current to supply an arc current to the power supply unit of the evaporation source. And a magnetic field generation source that forms a strong magnetic field capable of restricting the movement of the arc spot in a region between the electrodischarge section and the power supply section of the evaporation surface, and the magnetic field generation source is strong when viewed from the power supply section. It is characterized in that a weak magnetic field having a smaller magnetic field than that of the strong magnetic field can be formed in a region on the evaporation surface that is beyond the magnetic field.
本発明によれば、磁場の大きさを低減した場合にもアークスポットの位置を制御可能であって、且つ、該磁場の影響下においても、磁場の存在しない場合と同様の皮膜組成を構成可能である。 According to the present invention, the position of the arc spot can be controlled even when the magnitude of the magnetic field is reduced, and even under the influence of the magnetic field, it is possible to configure the same film composition as when no magnetic field exists It is.
以下、本発明を実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明していく。
本発明に係る真空アーク蒸発源1の第1の実施の形態は、図1に示す如く、アーク放電の陰極とされて該アーク放電により蒸発面2から皮膜形成材料を蒸発させる蒸発源3と、アーク放電により蒸発面2上に発生するアークスポットの位置を制御する制御手段4とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
The first embodiment of the vacuum
該蒸発源3は、軸孔3aを有して軸方向に長尺な筒状に形成され、該蒸発源3の外周面を蒸発面2としている。また、図1及び図2に示す如く、蒸発面2には、アーク放電の開始位置となる起放電部5が設けられている。該起放電部5は、蒸発面2上であれば何れの位置に設けられていても構わないが、図1に示す如く給電部側に寄った位置に設けることが好ましい。また、該蒸発源3の一方の端部は、給電部6となっている。
The
制御手段4は、蒸発源3にアーク電流を供給する電流供給源8と、蒸発面2にアークスポットの移動を規制可能な強磁場を形成可能な磁場発生源9とを備えている。
電流供給源8は、アーク電源10と、該アーク電源10のマイナス側と蒸発源3とを接続する接続線11とを備えている。これにより、蒸発源3は陰極とされるのである。
また、該接続線11は、蒸発源3の給電部6に接続されている。
The control means 4 includes a
The
Further, the
また、電流供給源8のアーク電源10のプラス側には、揺動自在に支持された電極棒12を有する起放電装置13が接続されている。該電極棒12の先端は、揺動によって蒸発面2の起放電部5に接触可能とされている。
図3及び図4に示す如く、磁場発生源9は、軸孔3aに挿通可能な円柱状に形成された永久磁石によって構成されている。また、該磁場発生源9は、両磁極の中心を結ぶ直線を蒸発面2と平行とした状態で該蒸発面2の後背となる軸孔3a内に配備されている。また、図2に示す如く、該磁場発生源9は、蒸発源3の軸心に沿う長さlが蒸発面2の起放電部5となる位置から給電部6までの距離Lよりも小さいものとされている。
Further, on the plus side of the
As shown in FIGS. 3 and 4, the magnetic
また、図1及び図2に示す如く、磁場発生源9は、蒸発源3の軸孔3a内にて起放電部5の後背となる位置よりも給電部6となる一方の端部側に配備されている。これにより、蒸発面2には、蒸発面2の起放電部5と給電部6の間となる領域にアークスポットの移動を規制する強磁場が形成される。本実施の形態においては、強磁場とされる磁場の大きさは概ね7mT〜30mT程度とし、弱磁場の磁場の大きさをそれ以下としている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic
但し、本発明の強磁場とは、アークスポットを規制可能な磁場であればよい。この下限値はアノードの配置や磁場形状によって変わり、例えば50G(5mT)で十分な場合もある。通常の真空アーク蒸着装置においては、経験的に7mTの大きさを有する磁場であれば、アークスポットの動きを規制することができる。
さらには、上述の如く磁場発生源9を配備することにより、蒸発面2の起放電部5と給電部6の間となる領域に蒸発面2に対し平行な磁場が形成されている。本実施の形態においては、磁場発生源9の大きさを調整することにより、該平行な磁場の蒸発面上での磁力は70G(7mT)以上に設定されている。
However, the strong magnetic field of the present invention may be any magnetic field that can regulate the arc spot. This lower limit value varies depending on the anode arrangement and the magnetic field shape, and for example, 50 G (5 mT) may be sufficient. In a normal vacuum arc deposition apparatus, the movement of the arc spot can be regulated by a empirical magnetic field having a magnitude of 7 mT.
Furthermore, by providing the magnetic
本実施の形態は以上の構成からなる。
本実施の形態の真空アーク蒸発源1を用いて真空アーク蒸着を行う場合、先ず、チャンバー(図示省略)内に真空アーク蒸発源1の蒸発源3と制御手段4の磁場発生源9とを収容し、制御手段4の電流供給源8のアーク電源10のプラス側をチャンバーに接続する。
そして、真空雰囲気としたチャンバー内に窒素N2等からなるプロセスガスを導入した低圧力雰囲気下において、起放電装置13の電極棒12を揺動させ、該電極棒12の先端を蒸発源3の蒸発面2の起放電部5に接触させる。これにより、チャンバーを陽極とすると共に蒸発源3を陰極としてアーク放電が生じ、蒸発面2にアークスポットが発生する。そして、該アークスポットにおいて皮膜形成材料が蒸発してイオン化し、該イオンがワーク(図示省略)の表面に堆積することにより、該ワークがコーティングされる。本実施の形態においては、アーク放電の電流値を200A以上(例えば1000A)としている。
The present embodiment has the above configuration.
When performing vacuum arc deposition using the vacuum
Then, the
ここで、蒸発面2の起放電部5に発生したアークスポットは、蒸発源3を含む回路内のジュール熱の発生を最小にすべく、即ち、該蒸発源でのジュール熱の発生を最小にすべく給電部に向けて移動する(最小ジュール熱の法則)。
これに対し、起放電部5と給電部6の間には磁場発生源9によって蒸発面上に強磁場が形成されている。該強磁場にアークスポットが移動すると、該アークスポットは移動を拘束されるため、放電電圧が上昇してジュール熱の上昇を招くこととなる。
Here, the arc spot generated in the
On the other hand, a strong magnetic field is formed on the evaporation surface by the magnetic
したがって、最小ジュール熱の法則に従って移動するアークスポットは、蒸発面2上を給電部6に向けて移動しようとするものの、強磁場に入り込むとジュール熱の上昇を招くため、強磁場を避けて移動することとなる。即ち、アークスポットの給電部6に向けての移動は強磁場によって跳ね返され、結果的に、アークスポットは蒸発面5の内給電部6からみて強磁場以遠の領域内を移動することとなるのである。
Therefore, the arc spot that moves in accordance with the law of minimum Joule heat tries to move on the
また、該磁場発生源9は、蒸発源3の給電部6からみて強磁場以遠となる蒸発面上の領域に該強磁場よりも磁場の大きさが小さい弱磁場を形成しており、該弱磁場である領域をアークスポットは移動する。
ところで、強磁場下等での放電によりアーク放電が高電圧となった場合、該アーク放電によってプラズマ雰囲気に投入されるエネルギーが上昇し、これによってプラズマ活性度及びイオン化率が上昇することとなる。また、弱磁場にて放出された電子は陽極に向けて略直線上に移動するが、強磁場にて放出された電子は、該強磁場を形成する磁力線に巻き付く作用を奏しながら陽極に向かうため、蒸発源から陽極までの移動距離が長くなり、これに伴って前記電子がプラズマ雰囲気内の原子やイオンに衝突する回数が増大してイオン化率が上昇することとなる。また、該電子は原子を伴ってプラズマ雰囲気内を移動するため、該原子の衝突回数も増大することとなり、これによってもイオン化率が上昇する。
In addition, the magnetic
By the way, when the arc discharge becomes a high voltage due to the discharge under a strong magnetic field or the like, the energy input to the plasma atmosphere is increased by the arc discharge, thereby increasing the plasma activity and the ionization rate. Electrons emitted in a weak magnetic field move in a substantially straight line toward the anode, but electrons emitted in a strong magnetic field travel to the anode while acting on the magnetic field lines that form the strong magnetic field. For this reason, the moving distance from the evaporation source to the anode is increased, and accordingly, the number of times the electrons collide with atoms and ions in the plasma atmosphere is increased, and the ionization rate is increased. Further, since the electrons move in the plasma atmosphere together with atoms, the number of collisions of the atoms also increases, and this also increases the ionization rate.
これに対し、本実施の形態においては、アークスポットが強磁場を避けて上記弱磁場を移動するため低電圧のアーク放電となり、これにより、イオン化した皮膜形成材料や電子、蒸発面上の雰囲気を形成するプロセスガスによって構成されるプラズマが低活性に維持され、該低活性としたプラズマにおいて形成可能とされる皮膜組成が構成されるのである。 In contrast, in the present embodiment, the arc spot avoids a strong magnetic field and moves the weak magnetic field, resulting in a low-voltage arc discharge, thereby creating an ionized film forming material, electrons, and atmosphere on the evaporation surface. The plasma constituted by the process gas to be formed is maintained at a low activity, and a coating composition that can be formed in the plasma having the low activity is constituted.
また、磁場発生源9が両磁極の中心を結ぶ直線を前記蒸発面2と平行とした状態で配備されていることにより、前記蒸発面2に平行となる方向を向いた磁場が蒸発面2上の起放電部5と給電部6の間となる領域に形成される。
これによれば、平行となる磁場に到達したアークスポットは、該磁場からの作用力(ローレンツ力)を受け、蒸発面上を平行な磁場に対し垂直となる方向に移動することとなる。本実施の形態においては、蒸発源が円筒状に形成されているため、前記平行となる磁場は蒸発源に周方向に形成されることとなり、これによってアークスポットは、該平行な磁場に拘束されて蒸発面上を周回することとなる。
Further, since the magnetic
According to this, the arc spot that has reached the parallel magnetic field receives an acting force (Lorentz force) from the magnetic field and moves on the evaporation surface in a direction perpendicular to the parallel magnetic field. In the present embodiment, since the evaporation source is formed in a cylindrical shape, the parallel magnetic field is formed in the circumferential direction in the evaporation source, whereby the arc spot is constrained by the parallel magnetic field. Will circulate on the evaporation surface.
即ち、アークスポットが強磁場内に入り込んだ場合にも、平行な磁場を超えて給電部に向けて移動することはなく、アークスポットの給電部への到達がより確実に規制され、ひいてはより確実にアークスポットの位置が規定されることとなるのである。
また、アーク放電の電流値を200A以上に設定することにより、アークスポットが蒸発面2上の強磁場となる領域まで移動した場合、アーク放電の電圧は急激に上昇することとなるため、アークスポットは該領域から離間する方向に移動する。これにより、磁場発生源9によるアークスポットの位置制御がより確実なものとなる。
That is, even when the arc spot enters the strong magnetic field, the arc spot does not move toward the power feeding unit beyond the parallel magnetic field, and the arrival of the arc spot to the power feeding unit is more reliably regulated, and more reliably. Thus, the position of the arc spot is defined.
In addition, by setting the arc discharge current value to 200 A or more, when the arc spot moves to a region where the arc spot is a strong magnetic field on the
本願発明者らは、本実施の形態の有効性を確認すべく、以下の実験を行っている。
〈実験i〉
実施例として、外径100mm、内径50mm、高さ800mmとした円筒状の蒸発源3の軸孔3aに直径40mm、高さ20mmのネオジム磁石を挿入したものを採用する。また、該実施例においては、磁極の中心を結ぶ直線と蒸発源3の軸心とは一致している。
The inventors of the present application conduct the following experiment in order to confirm the effectiveness of the present embodiment.
<Experiment i>
As an embodiment, a shaft in which a neodymium magnet having a diameter of 40 mm and a height of 20 mm is inserted into the
また、比較例1として、実施例と同様の蒸発源3の軸孔3aに実施例と同様のネオジム磁石を2つ挿入したものを採用する。
また、比較例2として、実施例と同様の蒸発源3に対し、軸孔3a内に挿通可能な四角柱状のネオジム磁石(高さ100mm)を挿入したものを採用している。また、比較例2のネオジム磁石は、蒸発源3の軸心方向に二分してその一方をN極、他方をS極としている。
Further, as Comparative Example 1, one in which two neodymium magnets similar to those of the example are inserted into the
Further, as Comparative Example 2, a material in which a square columnar neodymium magnet (having a height of 100 mm) that can be inserted into the
本実験においては、実施例、比較例1及び比較例2において、蒸発面2にアーク放電を発生させ、該アーク放電の放電位置(アークスポットの位置)での磁場の大きさを測定する。そして、各ネオジム磁石による磁場によってアークスポットの位置が制御されているときの該アークスポットの位置における磁場の大きさ比較する。
なお、各蒸発源3には1000Aの電流を供給することとし、低圧雰囲気のガス圧等、その他の条件については各例とも同一として実験を行っている。
In this experiment, in Example, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, arc discharge is generated on the
In addition, it is assumed that a current of 1000 A is supplied to each
また、実施例においては、アークスポットが給電部6からみて強磁場以遠に止まる状態をアークスポットの位置制御状態とする。比較例1においては、アークスポットが2つのネオジム磁石の間に止まる状態をアークスポットの位置制御状態とする。比較例2においては、アークスポットが蒸発面2の長尺方向に形成される長円上の領域内に止まる状態をアークスポットの位置制御状態とする。
In the embodiment, a state where the arc spot stops beyond the strong magnetic field when viewed from the
かかる実験の結果、実施例において、アークスポットの位置が制御されたときの磁場の大きさは2mT〜5mT、比較例1における磁場の大きさは10mT〜15mT、比較例2における磁場の大きさは7mTとなった。
この結果から、本実施の形態がアークスポットの位置を制御すべく蒸発面2に形成する磁場の大きさを可及的小さく保つという点において優れていることが確認された。
〈実験ii〉
本実験では、蒸発面に形成される磁場の大きさとワークに形成される皮膜の構成数について着目すべく、蒸発面上に形成される磁場の大きさが異なる実施例と比較例を用意して真空アーク蒸着を行った。
As a result of such experiments, in the examples, the magnitude of the magnetic field when the position of the arc spot is controlled is 2 mT to 5 mT, the magnitude of the magnetic field in Comparative Example 1 is 10 mT to 15 mT, and the magnitude of the magnetic field in Comparative Example 2 is It became 7mT.
From this result, it was confirmed that the present embodiment is excellent in that the magnitude of the magnetic field formed on the
<Experiment ii>
In this experiment, in order to pay attention to the magnitude of the magnetic field formed on the evaporation surface and the number of coatings formed on the workpiece, examples and comparative examples having different sizes of the magnetic field formed on the evaporation surface were prepared. Vacuum arc deposition was performed.
なお、実施例の蒸発面上での磁場の大きさは1.5〜2mTであり、比較例での蒸発面上での磁場の大きさは7〜8mTである。また、これら実施例、比較例共に、アーク電流を100Aとすると共に温度を600℃とする一方、ワークに付与されるバイアス負荷及びプロセスガスである窒素の圧力を変化させ、各条件下でワークに形成された皮膜の組成を調べることとする。 In addition, the magnitude | size of the magnetic field on the evaporation surface of an Example is 1.5-2 mT, and the magnitude | size of the magnetic field on the evaporation surface in a comparative example is 7-8 mT. In both of the examples and the comparative examples, the arc current is set to 100 A and the temperature is set to 600 ° C. On the other hand, the bias load applied to the workpiece and the pressure of nitrogen as the process gas are changed, and the workpiece is subjected to each condition. The composition of the formed film will be examined.
図12には実施例の結果を示すと共に、図13には比較例の結果を示す。
これら図中において、○は、該○が位置する条件下でCrNの被膜を得ることができたことを示し、□は、該□が位置する条件下でCr2Nの被膜を得ることができたことを示している。
これらから明らかなように、実施例では皮膜としてCr2Nを得ることができるものの、比較例では皮膜としてCr2Nを得ることができない。
FIG. 12 shows the results of the example, and FIG. 13 shows the results of the comparative example.
In these figures, ◯ indicates that a CrN film could be obtained under the condition where the ◯ is located, and □ indicates that a Cr 2 N film could be obtained under the condition where the □ is located. It shows that.
As is apparent from these, Cr 2 N can be obtained as a film in the example, but Cr 2 N cannot be obtained as a film in the comparative example.
この結果、蒸発面に形成される磁場の大きさを小さくすることにより、多様な皮膜種を形成することができることが確認された。
かかる結果は、蒸発面上に形成される磁場の大きさを可及的小さく保つこととした本実施の形態が多様な皮膜種を形成することができる点において優れていることを示している。
As a result, it was confirmed that various film types can be formed by reducing the magnitude of the magnetic field formed on the evaporation surface.
This result shows that the present embodiment, in which the magnitude of the magnetic field formed on the evaporation surface is kept as small as possible, is excellent in that various film types can be formed.
図5は、本発明に係る真空アーク蒸発源の第2の実施の形態を示している。
該実施の形態においては、磁場発生源9を両磁極の中心を結ぶ直線を前記蒸発面2と垂直とした状態で配備している。
これによっても、蒸発面上の起放電部5と給電部6との間となる領域に蒸発面2に平行となる磁場を形成することができるのである。
FIG. 5 shows a second embodiment of the vacuum arc evaporation source according to the present invention.
In this embodiment, the magnetic
This also makes it possible to form a magnetic field parallel to the
図6は、本発明に係る真空アーク蒸発源の第3の実施の形態を示している。
該実施の形態において、制御手段4は、アークスポットを引き寄せる陽極15を備えており、該陽極15は、蒸発源3の軸孔3a内に配備した磁場発生源9よりも給電部側となる位置に配備されている。
アークスポットは、磁場発生源9により強磁場の手前で給電部6への移動が一様に規制されるものの、基本的には給電部9からみて強磁場以遠となる広範囲な領域をランダムに移動する。
FIG. 6 shows a third embodiment of a vacuum arc evaporation source according to the present invention.
In this embodiment, the control means 4 includes an
Although the arc spot is uniformly restricted by the magnetic
これに対し、本実施の形態の如く陽極15を配備することにより、アークスポットに陽極15に向けて移動する作用が付与されることとなり、アークスポットはさらに給電部6に向けて引きつけられる。この結果、アークスポットのランダムな移動が抑制されることとなり、磁場発生源9によるアークスポットの移動制御がより確実なものなるのである。
また、アークスポットの上述の如き性質を利用することにより、図7に示す本発明に係る真空アーク蒸発源の第4の実施の形態の如く、給電部6である蒸発源3の一方の端部とは異なる他方の端部にもアーク電流を供給する供給線16を接続し、接続線11からのみでなく供給線16からも蒸発源3に電流を供給することも可能である。
On the other hand, by providing the
Further, by utilizing the above-mentioned properties of the arc spot, one end portion of the
図8は、本発明に係る真空アーク蒸発源の第5の実施の形態を示している。
本実施の形態において、制御手段4は、蒸発源3の軸孔3a内に配備された磁場発生源9を蒸発面2との距離を維持しつつ前記給電部6に近接離間可能に移動させる移動機構17を備えている。これにより、磁場発生源9は、軸孔3a内を蒸発源3の軸心方向に移動自在となる。
FIG. 8 shows a fifth embodiment of a vacuum arc evaporation source according to the present invention.
In the present embodiment, the
本実施の形態によれば、磁場発生源9を移動させることによりアークスポットを磁場発生源9による磁場の影響下に置いた状態で蒸発面上を広範に移動させることができ、これによって、磁場発生源9の位置制御を介してアークスポットの位置制御が可能となる。これにより、蒸発源3の消耗の均質化が図られ、該蒸発源3の歩留りが向上する。
また、蒸発源3の軸心方向の長さと同程度の長さを有するワーク(図示省略)の表面を成膜する場合等においては、アークスポットの位置を適宜変更させながらワーク表面を成膜することにより、ワーク表面の膜厚分布の均一化が図られる。
According to the present embodiment, by moving the magnetic
Further, when the surface of a workpiece (not shown) having a length approximately equal to the axial length of the
また、本実施の形態においては、図9に示す如く、磁場発生源9よりも給電部側に配備した陽極15を該磁場発生源9に同期して蒸発源3の軸方向に移動可能に構成することも可能である。これによれば、陽極15とアークスポットの相対間隔を略一定に保つことができ、これによってアーク放電が安定的に行われることとなるのである。
図10は、本発明に係る真空アーク蒸発源の第6の実施の形態を示している。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the
FIG. 10 shows a sixth embodiment of a vacuum arc evaporation source according to the present invention.
本実施の形態において、蒸発源3は、長尺な板状に形成され、一方の平板面を蒸発面2とし、他方の平板面と対向する位置に制御手段4の磁場発生源9を配備している。
これによっても、蒸発面2上に該蒸発面2に平行となる磁場を容易に形成することができ、磁場発生源9によるアークスポットの位置決め精度が向上する。
図11は、図8に示した本発明に係る真空アーク蒸発源1の第5の実施の形態を用いた真空アーク蒸着装置20を示している。
In the present embodiment, the
Also by this, a magnetic field parallel to the
FIG. 11 shows a vacuum arc
該真空アーク蒸着装置20は、チャンバー21を備え、該チャンバー21の内方に、前記真空アーク蒸発源1の蒸発源3及び制御手段4の磁場発生源9と、該真空アーク蒸発源1の蒸発源3にアーク放電を発生させる起放電装置13と、皮膜形成面を有するワークWとを配備して構成されている。
チャンバー21は、真空ポンプ(図示省略)に連結される連結路22を有しており、該連結路22から空気を排出することにより内部を真空雰囲気とすることが可能である。また、該チャンバー21は、内部にプロセスガスを導入可能な導入路23を有している。
The vacuum
The
なお、電流供給源8のアーク電源10のプラス側にチャンバー21が接続されているため、真空アーク放電時においては、蒸発源3が陰極となり、チャンバー21が陽極となってこれらの間にアーク放電が発生する。
真空アーク蒸発源31の蒸発源3は、支持手段(図示省略)に支持されて前記チャンバー21内にてその軸心方向を上下方向として配備されている。また、真空アーク蒸発源1の制御手段4の内、磁場発生源9はチャンバー21内に配備される一方、電力供給源8のアーク電源10はチャンバー21の外方に配備されている。
Since the
The
また、蒸発源3の起放電部5は、蒸発源3の最上部に位置させた磁場発生源9よりも下方となる位置に設けられており、これによって、蒸発源3の上端となる給電部6からみて磁場発生源9によって蒸発面2に形成される強磁場以遠にアークスポットが発生することとなる。
また、蒸発源3の軸孔3a内に配備された磁場発生源9を移動させる移動機構17は、磁場発生源9に連結されたロッド25と、チャンバー21の内外に亘って伸びてロッド25を出退自在に収容するシリンダ26と、該ロッド25にシリンダ26から出退させる動力を付与する動力本体27とを備え、該動力本体27がチャンバー21外に配備されている。
In addition, the
Further, the moving
起放電装置13は、チャンバー21内にて蒸発源3の側方に位置している。
また、チャンバー21内には、蒸発源3の軸心を中心軸として回転可能なターンテーブル29が配備されており、前記ワークWは、蒸発源3の軸心に対し放射状に位置してターンテーブル29の上面に載置されている。また、該ターンテーブル29には、負のバイアス電圧が印加されている。
The
A
該真空アーク蒸着装置20によれば、複数のワークWを蒸発源3の取り囲んだ状態に配備することができ、生産性が向上すると共に蒸発源3の歩留りが向上する。また、皮膜形成材料が蒸発源3の軸心に対して放射状に放出され、該皮膜形成材料の放出方向にワークWが位置しているので、該ワークWによる皮膜形成材料の捕捉率の向上が図られ、処理コストの低減に寄与することとなる。
According to the vacuum arc
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、蒸発源3は、蒸発面2の後背に磁場発生源9を配備可能に構成されていれば、円柱状、角柱状、角筒状のものを採用する場合にも、本実施の形態と同様の効果が得られる。
また、磁場発生源9をコイルによって構成する場合にも、本実施の形態と同様の効果が得られる。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, as long as the
Further, when the magnetic
1 真空アーク蒸発源
2 蒸発面
3 蒸発源
4 制御手段
5 起放電部
6 給電部
8 電流供給源
9 磁場発生源
13 起放電装置
15 陽極
20 真空アーク蒸着装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記蒸発源は、給電部を備えると共に蒸発面にアーク放電の開始位置となる起放電部を有し、前記制御手段は、蒸発源の給電部にアーク電流を供給する電流供給源と、蒸発面の起放電部と給電部の間となる領域にアークスポットの移動を規制可能な強磁場を形成する磁場発生源とを備え、該磁場発生源は、前記給電部からみて強磁場以遠となる蒸発面上の領域に、該強磁場よりも磁場の大きさが小さい弱磁場を形成可能とされていることを特徴とする真空アーク蒸発源。 A vacuum arc evaporation source having an evaporation source which is a cathode for arc discharge and evaporates a film forming material from the evaporation surface by the arc discharge, and a control means for controlling the position of an arc spot generated on the evaporation surface by the arc discharge. Because
The evaporation source includes a power supply unit, and has an electro-discharge unit serving as a starting position of arc discharge on the evaporation surface, the control means includes a current supply source that supplies an arc current to the power supply unit of the evaporation source, and an evaporation surface And a magnetic field generating source that forms a strong magnetic field capable of restricting the movement of the arc spot in a region between the electrodischarge section and the power feeding section, and the magnetic field generating source is vaporized beyond the strong magnetic field as viewed from the power feeding section. A vacuum arc evaporation source characterized in that a weak magnetic field having a smaller magnetic field than the strong magnetic field can be formed in a region on the surface.
前記真空アーク蒸発源の蒸発源は、給電部を備えると共に蒸発面にアーク放電の開始位置となる起放電部を有し、前記制御手段は、蒸発源の給電部にアーク電流を供給する電流供給源と、蒸発面の起放電部と給電部の間となる領域にアークスポットの移動を規制可能な強磁場を形成する磁場発生源とを備え、該磁場発生源は、前記給電部からみて強磁場以遠となる蒸発面上の領域に、該強磁場よりも磁場の大きさが小さい弱磁場を形成可能とされていることを特徴とする真空アーク蒸着装置。 A chamber, an evaporation source accommodated in the chamber and used as a cathode for arc discharge to evaporate the film-forming material from the evaporation surface by the arc discharge, and a position of an arc spot generated on the evaporation surface by the arc discharge are controlled. In a vacuum arc evaporation apparatus configured by disposing a vacuum arc evaporation source having a control means, an electro-discharge device that generates arc discharge in the evaporation source of the vacuum arc evaporation source, and a workpiece having a film forming surface,
The evaporation source of the vacuum arc evaporation source includes a power supply unit and an electro-discharge unit serving as an arc discharge start position on the evaporation surface, and the control unit supplies current to supply an arc current to the power supply unit of the evaporation source. And a magnetic field generation source that forms a strong magnetic field capable of restricting the movement of the arc spot in a region between the electrodischarge section and the power supply section of the evaporation surface, and the magnetic field generation source is strong when viewed from the power supply section. A vacuum arc vapor deposition apparatus characterized in that a weak magnetic field having a smaller magnetic field than the strong magnetic field can be formed in a region on the evaporation surface beyond the magnetic field.
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