JP3243357B2 - 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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- JP3243357B2 JP3243357B2 JP32276393A JP32276393A JP3243357B2 JP 3243357 B2 JP3243357 B2 JP 3243357B2 JP 32276393 A JP32276393 A JP 32276393A JP 32276393 A JP32276393 A JP 32276393A JP 3243357 B2 JP3243357 B2 JP 3243357B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空アーク蒸着装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】真空中で皮膜を形成する方法の中で、真
空アーク蒸着法は皮膜を効率的に形成できる方法として
工業的に多く利用されている。この真空アーク蒸着法と
は、真空容器中に配した陰極と陽極の間でいわゆる真空
陰極アーク放電を発生させ、固体の陰極表面に発生する
アークスポットから陰極の材料を蒸発させ、この蒸気を
真空容器中に配した基板上に堆積させ、皮膜を形成する
方法である。この真空アーク蒸着法を実現する装置とし
て、例えば、特開平５−１０６０２５号公報に記載のも
のが公知である。
空アーク蒸着法は皮膜を効率的に形成できる方法として
工業的に多く利用されている。この真空アーク蒸着法と
は、真空容器中に配した陰極と陽極の間でいわゆる真空
陰極アーク放電を発生させ、固体の陰極表面に発生する
アークスポットから陰極の材料を蒸発させ、この蒸気を
真空容器中に配した基板上に堆積させ、皮膜を形成する
方法である。この真空アーク蒸着法を実現する装置とし
て、例えば、特開平５−１０６０２５号公報に記載のも
のが公知である。
【０００３】この従来のものは、蒸発源表面上に形成し
た軸方向の磁場（これはロッド状蒸発源の周囲に配置し
た螺旋状のコイルにより形成される）と、蒸発源表面上
の少なくとも１部分に形成した周方向磁場（これはロッ
ド状蒸発源を流れるアーク電流により励磁される）とを
形成することを特徴とするものであって、これら２つの
磁場の組み合わせにおいてアークスポットの速度と方向
を制御するものであった。
た軸方向の磁場（これはロッド状蒸発源の周囲に配置し
た螺旋状のコイルにより形成される）と、蒸発源表面上
の少なくとも１部分に形成した周方向磁場（これはロッ
ド状蒸発源を流れるアーク電流により励磁される）とを
形成することを特徴とするものであって、これら２つの
磁場の組み合わせにおいてアークスポットの速度と方向
を制御するものであった。
【０００４】前記公報には、色々な形での実施例が開示
されており、その中にはアーク蒸発源の両端からアーク
電流を供給した事例も示されている。これはロッド状の
蒸発源のある程度連続的な放電を意図したものであり、
蒸発源の両端から供給する電流のバランスによって蒸発
源の軸方向にアークスポットを往復動させながら、連続
かつ軸方向にわたって均一な放電を実現できるとしてい
る。
されており、その中にはアーク蒸発源の両端からアーク
電流を供給した事例も示されている。これはロッド状の
蒸発源のある程度連続的な放電を意図したものであり、
蒸発源の両端から供給する電流のバランスによって蒸発
源の軸方向にアークスポットを往復動させながら、連続
かつ軸方向にわたって均一な放電を実現できるとしてい
る。
【０００５】そして、蒸発源（ターゲット）の両端部に
アークスポットの存在を検出するセンサーを設け、この
センサーの信号によって、アークスポットの正確な往復
移動を制御し、ターゲットの均一な消耗を図るようにし
た技術が開示されている。
アークスポットの存在を検出するセンサーを設け、この
センサーの信号によって、アークスポットの正確な往復
移動を制御し、ターゲットの均一な消耗を図るようにし
た技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記セ
ンサーを設けた従来のものでは、センサーの信号によっ
てアークスポットを制御するための複雑な制御を必要と
し、その制御装置が複雑且つ高価なものになるという問
題があった。また、アーク放電電流の増加やターゲット
長の延長により、この様な制御装置によってもなお、タ
ーゲット端部にアークスポットが偏在する傾向を防止す
ることが困難になっていた。
ンサーを設けた従来のものでは、センサーの信号によっ
てアークスポットを制御するための複雑な制御を必要と
し、その制御装置が複雑且つ高価なものになるという問
題があった。また、アーク放電電流の増加やターゲット
長の延長により、この様な制御装置によってもなお、タ
ーゲット端部にアークスポットが偏在する傾向を防止す
ることが困難になっていた。
【０００７】そこで、本発明は、特に複雑な制御を行う
ことなく、蒸発源端部にアークスポットが片寄る傾向を
防止し、均一な膜厚分布の実現と蒸発源の局部消耗を防
止した真空アーク蒸着装置を提供することを目的とす
る。
ことなく、蒸発源端部にアークスポットが片寄る傾向を
防止し、均一な膜厚分布の実現と蒸発源の局部消耗を防
止した真空アーク蒸着装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、次の手段を講じた。即ち、請求項１記載
の本発明の特徴とするところは、円筒状の蒸発源の端部
にアーク電源の陰極を接続した真空アーク蒸着装置にお
いて、前記蒸発源の両端部から軸方向外方に離れた位置
に、それぞれ磁場形成手段が前記蒸発源と同心状に配置
され、前記磁場形成手段により形成される磁力線は、前
記蒸発源の端部から中央部に向かい、且つ蒸発面の内側
から外側に向かうものである点にある。
め、本発明は、次の手段を講じた。即ち、請求項１記載
の本発明の特徴とするところは、円筒状の蒸発源の端部
にアーク電源の陰極を接続した真空アーク蒸着装置にお
いて、前記蒸発源の両端部から軸方向外方に離れた位置
に、それぞれ磁場形成手段が前記蒸発源と同心状に配置
され、前記磁場形成手段により形成される磁力線は、前
記蒸発源の端部から中央部に向かい、且つ蒸発面の内側
から外側に向かうものである点にある。
【０００９】請求項２記載の本発明の特徴とするところ
は、前記請求項１記載の構成に加えて、前記磁場成形手
段が励磁コイルからなり、該励磁コイルへ励磁電流を供
給するコイル電源が、その電流値を膜厚及び蒸発源の消
耗が所望の分布となるように制御可能に設けられている
点にある。請求項３記載の本発明の特徴とするところ
は、前記請求項１記載の構成に加えて、前記磁場成形手
段が軸方向に移動自在に設けられている点にあある。
は、前記請求項１記載の構成に加えて、前記磁場成形手
段が励磁コイルからなり、該励磁コイルへ励磁電流を供
給するコイル電源が、その電流値を膜厚及び蒸発源の消
耗が所望の分布となるように制御可能に設けられている
点にある。請求項３記載の本発明の特徴とするところ
は、前記請求項１記載の構成に加えて、前記磁場成形手
段が軸方向に移動自在に設けられている点にあある。
【００１０】請求項４記載の本発明の特徴とするところ
は、前記請求項１記載の構成に加えて、各磁場成形手段
はその成形磁場の強さを制御可能とされている点にあ
る。請求項５記載の本発明の特徴とするところは、蒸発
源の両端部にアーク電源の陰極が接続され、該蒸発源の
両端部から軸方向外方に離れた位置にそれぞれ励磁コイ
ルが同心状に配置され、該各励磁コイルにそれぞれ独立
してコイル電源が接続され、該各コイル電源はその励磁
電流を被膜及び蒸発源の消耗が所望の分布となるように
制御可能とされており、前記各励磁コイルにより形成さ
れる磁力線は、前記蒸発源の端部から中央部に向かい、
且つ蒸発面の内側から外側に向かうものとされている点
にある。
は、前記請求項１記載の構成に加えて、各磁場成形手段
はその成形磁場の強さを制御可能とされている点にあ
る。請求項５記載の本発明の特徴とするところは、蒸発
源の両端部にアーク電源の陰極が接続され、該蒸発源の
両端部から軸方向外方に離れた位置にそれぞれ励磁コイ
ルが同心状に配置され、該各励磁コイルにそれぞれ独立
してコイル電源が接続され、該各コイル電源はその励磁
電流を被膜及び蒸発源の消耗が所望の分布となるように
制御可能とされており、前記各励磁コイルにより形成さ
れる磁力線は、前記蒸発源の端部から中央部に向かい、
且つ蒸発面の内側から外側に向かうものとされている点
にある。
【００１１】請求項６記載の本発明の特徴とするところ
は、前記請求項５記載の構成に加えて、アーク電源とコ
イル電源とが共用されている点にある。
は、前記請求項５記載の構成に加えて、アーク電源とコ
イル電源とが共用されている点にある。
【００１２】
【作用】請求項１記載の本発明によると、蒸発源端部へ
のアークスポットの片寄りを防止でき、端部に発生しや
すい局部的なターゲット消耗を抑制できる。即ち、図８
に示すように、蒸発源2 の端部から軸方向外方に離れた
位置に、磁場形成手段8 を同心状に配置すると、円筒状
蒸発源2 の端部付近に磁場が形状される。
のアークスポットの片寄りを防止でき、端部に発生しや
すい局部的なターゲット消耗を抑制できる。即ち、図８
に示すように、蒸発源2 の端部から軸方向外方に離れた
位置に、磁場形成手段8 を同心状に配置すると、円筒状
蒸発源2 の端部付近に磁場が形状される。
【００１３】この磁場形成手段8 の形成する磁力線は、
その内部で最も集束しており、該手段8 から離れるにし
たがって発散する形状を示す。したがって、この磁力線
は蒸発源2 端部から中央部に向かうとき蒸発面を内側か
ら外側に貫く形状を示す。図９に示すように、前記蒸発
源2 の蒸発面と磁力線とが交差関係にある場合には、真
空アークスポットの性質として、先ず第１に磁力線とア
ーク電流の相互作用により蒸発面の円周方向に力を受け
ると同時に、第２の力として、蒸発源2 と磁力線の交差
する角度が鋭角である方向に力を受ける。第１の力はア
ークスポットにターゲット上での周回運動を与えるだけ
であるが、第２の力はアークスポットを蒸発源2 の蒸発
面の端部から中央部へと押しやる作用を示す。
その内部で最も集束しており、該手段8 から離れるにし
たがって発散する形状を示す。したがって、この磁力線
は蒸発源2 端部から中央部に向かうとき蒸発面を内側か
ら外側に貫く形状を示す。図９に示すように、前記蒸発
源2 の蒸発面と磁力線とが交差関係にある場合には、真
空アークスポットの性質として、先ず第１に磁力線とア
ーク電流の相互作用により蒸発面の円周方向に力を受け
ると同時に、第２の力として、蒸発源2 と磁力線の交差
する角度が鋭角である方向に力を受ける。第１の力はア
ークスポットにターゲット上での周回運動を与えるだけ
であるが、第２の力はアークスポットを蒸発源2 の蒸発
面の端部から中央部へと押しやる作用を示す。
【００１４】従って、従来技術の問題点として示したと
おり、円筒状蒸発源を大電流で連続放電させた場合、ア
ークスポットが蒸発源の端部に片寄る傾向があったが、
本発明の如く、この第２の力を利用するとこの傾向を打
ち消し、端部に片寄ったターゲット消耗と不均一な膜厚
分布を防止できる。また、請求項２記載の発明によれ
ば、前記磁場形成手段を励磁コイルで形成し、該励磁コ
イルへの励磁電流を制御可能としているので、磁場の強
度を適切に制御することができ、ターゲットの均一な消
耗と均一な膜厚の分布を実現できる。
おり、円筒状蒸発源を大電流で連続放電させた場合、ア
ークスポットが蒸発源の端部に片寄る傾向があったが、
本発明の如く、この第２の力を利用するとこの傾向を打
ち消し、端部に片寄ったターゲット消耗と不均一な膜厚
分布を防止できる。また、請求項２記載の発明によれ
ば、前記磁場形成手段を励磁コイルで形成し、該励磁コ
イルへの励磁電流を制御可能としているので、磁場の強
度を適切に制御することができ、ターゲットの均一な消
耗と均一な膜厚の分布を実現できる。
【００１５】請求項３記載の本発明においても、磁場形
成手段が軸方向に移動自在に設けられているので、蒸発
源に作用する磁場の強度を適切に制御することができ、
ターゲットの均一な消耗と均一な膜厚の分布を実現でき
る。請求項４記載の本発明においても、磁場形成手段を
複数設け、各磁場形成手段の磁場の強さを制御可能とし
ているので、蒸発源に作用する磁場の強度を適切に制御
することができ、ターゲットの均一な消耗と均一な膜厚
の分布を実現できる。
成手段が軸方向に移動自在に設けられているので、蒸発
源に作用する磁場の強度を適切に制御することができ、
ターゲットの均一な消耗と均一な膜厚の分布を実現でき
る。請求項４記載の本発明においても、磁場形成手段を
複数設け、各磁場形成手段の磁場の強さを制御可能とし
ているので、蒸発源に作用する磁場の強度を適切に制御
することができ、ターゲットの均一な消耗と均一な膜厚
の分布を実現できる。
【００１６】請求項５記載の本発明によれば、蒸発源の
両端部にそれぞれ励磁コイルが配置されているので、ア
ークスポットは、蒸発源の両端部から内方に押しやられ
るので、両端部での片寄ったターゲット消耗と不均一な
膜厚分布が防止できる。請求項６記載の本発明によれ
ば、アーク電源とコイル電源とが共用されているので、
装置が簡単になる。
両端部にそれぞれ励磁コイルが配置されているので、ア
ークスポットは、蒸発源の両端部から内方に押しやられ
るので、両端部での片寄ったターゲット消耗と不均一な
膜厚分布が防止できる。請求項６記載の本発明によれ
ば、アーク電源とコイル電源とが共用されているので、
装置が簡単になる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１に示すものは、真空アーク蒸着装置の全体構成
であり、真空容器1 の内部に円筒状蒸発源2 が配置され
ている。この蒸発源2 の両端部は、前記真空容器1の左
右側壁に絶縁体3 を介して支持された保持器4 に保持さ
れ、この保持器4 と前記蒸発源2 とは電気的に接続され
ている。この保持器4 の外周域に、該保持器4 と蒸発源
2 との境界部を覆うアーク閉じ込めリング5 が設けられ
ている。前記蒸発源2 を取り囲むようにワークとしての
基板6 が設置されている。前記蒸発源2 の少なくとも最
外周部は、蒸発させて前記基板6 上に皮膜を形成する材
料で構成されており、該蒸発源2 はターゲットと呼ばれ
る。
る。図１に示すものは、真空アーク蒸着装置の全体構成
であり、真空容器1 の内部に円筒状蒸発源2 が配置され
ている。この蒸発源2 の両端部は、前記真空容器1の左
右側壁に絶縁体3 を介して支持された保持器4 に保持さ
れ、この保持器4 と前記蒸発源2 とは電気的に接続され
ている。この保持器4 の外周域に、該保持器4 と蒸発源
2 との境界部を覆うアーク閉じ込めリング5 が設けられ
ている。前記蒸発源2 を取り囲むようにワークとしての
基板6 が設置されている。前記蒸発源2 の少なくとも最
外周部は、蒸発させて前記基板6 上に皮膜を形成する材
料で構成されており、該蒸発源2 はターゲットと呼ばれ
る。
【００１８】前記左右の保持器にアーク電源7 の陰極が
接続されている。このアーク電源7の陽極は前記真空容
器1 に接続されている。この実施例では真空容器１自体
を陽極としているが、必要により独立した陽極電極を真
空容器1 内に設置することも可能である。前記アーク電
源7 は、各保持器4 に対応して左右一対設けられてい
る。
接続されている。このアーク電源7の陽極は前記真空容
器1 に接続されている。この実施例では真空容器１自体
を陽極としているが、必要により独立した陽極電極を真
空容器1 内に設置することも可能である。前記アーク電
源7 は、各保持器4 に対応して左右一対設けられてい
る。
【００１９】前記蒸発源2 の両端部から軸方向外方に離
れた位置にそれぞれ磁場形成手段8が設けられている。
この磁場形成手段8 は、筒状に形成された励磁コイルか
らなる。そして、この励磁コイル8 が、該蒸発源2 と同
心状に配置されている。この実施例では、前記励磁コイ
ル8 は真空容器1 の外部に配置されている。そして、各
励磁コイル8 にそれぞれ独立してコイル電源9 が接続さ
れている。この各コイル電源9 はその励磁電流を制御可
能とされている。
れた位置にそれぞれ磁場形成手段8が設けられている。
この磁場形成手段8 は、筒状に形成された励磁コイルか
らなる。そして、この励磁コイル8 が、該蒸発源2 と同
心状に配置されている。この実施例では、前記励磁コイ
ル8 は真空容器1 の外部に配置されている。そして、各
励磁コイル8 にそれぞれ独立してコイル電源9 が接続さ
れている。この各コイル電源9 はその励磁電流を制御可
能とされている。
【００２０】前記真空容器1 の内面に点火装置のストラ
イカ10が設けられている。この真空容器1 は、図示省略
の排気装置によって所定の圧力に保持可能としている。
前記真空アーク蒸着装置により前記基板6 上に皮膜を形
成させるには、まず、図示省略の排気装置により真空容
器1 内を排気して所定圧の真空状態を保つ。そして、ス
トライカ10により前記蒸発源2 から真空アーク放電を発
生させると、該蒸発源2 の表面にアーク電流が集中した
アークスポットが現れ、蒸発源材料（ターゲット材料）
を蒸発させる。
イカ10が設けられている。この真空容器1 は、図示省略
の排気装置によって所定の圧力に保持可能としている。
前記真空アーク蒸着装置により前記基板6 上に皮膜を形
成させるには、まず、図示省略の排気装置により真空容
器1 内を排気して所定圧の真空状態を保つ。そして、ス
トライカ10により前記蒸発源2 から真空アーク放電を発
生させると、該蒸発源2 の表面にアーク電流が集中した
アークスポットが現れ、蒸発源材料（ターゲット材料）
を蒸発させる。
【００２１】蒸発したターゲット材料の蒸気は、真空容
器1 内に設置した基板6 に向かって移動し、該基板6 上
に皮膜を形成する。基板6 には、必要に応じて図示しな
い電源によって負の電圧（バイアス電圧）が印加され、
前記蒸気の中のイオンを加速しながら皮膜成形が行われ
る。また、必要に応じて真空容器1 内には窒素等の反応
性のガスが導入され、ターゲット材料との化合物の皮膜
を形成することもある。
器1 内に設置した基板6 に向かって移動し、該基板6 上
に皮膜を形成する。基板6 には、必要に応じて図示しな
い電源によって負の電圧（バイアス電圧）が印加され、
前記蒸気の中のイオンを加速しながら皮膜成形が行われ
る。また、必要に応じて真空容器1 内には窒素等の反応
性のガスが導入され、ターゲット材料との化合物の皮膜
を形成することもある。
【００２２】前記皮膜成形に際し、前記蒸発源2 の表面
に発生したアークスポットを、蒸発源2 の軸端部の一方
から他方にわたって往復移動させ、蒸発源2 の表面から
均一にターゲット材料を蒸発させるよう制御する。以
下、この制御に付き説明する。本実施例では、蒸発源2
の長さ800mm 、蒸発源2 の直径90mmであり、励磁コイル
8 はその巻線の中心位置で直径315 mmで蒸発源2 から20
0 mmの位置に配置した。
に発生したアークスポットを、蒸発源2 の軸端部の一方
から他方にわたって往復移動させ、蒸発源2 の表面から
均一にターゲット材料を蒸発させるよう制御する。以
下、この制御に付き説明する。本実施例では、蒸発源2
の長さ800mm 、蒸発源2 の直径90mmであり、励磁コイル
8 はその巻線の中心位置で直径315 mmで蒸発源2 から20
0 mmの位置に配置した。
【００２３】まず、本実施例制御の説明の前に、比較例
として、前記励磁コイル8 に電流を流さない場合につい
て説明する。まず比較例として励磁コイル8 に電流を流
さぬ状態で、蒸発源2 の両端からアーク電源7 により各
５００Ａ、合計１０００Ａの電流を供給し、真空アーク
放電を発生させたところ、目視でもアークスポットが蒸
発源2 の端部に片寄りがちになるのが観察された。この
状態で合計４時間の放電を行ったところ、蒸発源2 の両
端に蒸発消耗によるくびれが目視でわかるレベルで発生
し、基板6 に形成した皮膜の膜厚分布も図２の線図
（ａ）に示したように両端での成膜速度が特に速かっ
た。
として、前記励磁コイル8 に電流を流さない場合につい
て説明する。まず比較例として励磁コイル8 に電流を流
さぬ状態で、蒸発源2 の両端からアーク電源7 により各
５００Ａ、合計１０００Ａの電流を供給し、真空アーク
放電を発生させたところ、目視でもアークスポットが蒸
発源2 の端部に片寄りがちになるのが観察された。この
状態で合計４時間の放電を行ったところ、蒸発源2 の両
端に蒸発消耗によるくびれが目視でわかるレベルで発生
し、基板6 に形成した皮膜の膜厚分布も図２の線図
（ａ）に示したように両端での成膜速度が特に速かっ
た。
【００２４】一方、本実施例においては、両端の励磁コ
イル8 をそれぞれコイル電源9 で5000ATで励磁した状態
で、前記比較例と同様の放電を蒸発源2 の表面から発生
させたところ、アークスポットが蒸発源2 の中央部に集
まっている様子が目視された。このアークスポットの動
きは、蒸発源2 の端部近傍では螺旋状に旋回しており、
励磁コイル8 の磁場の軸方向成分影響が観察されるが、
中央部付近での動きはランダムで特に磁場の影響を受け
た様子はなかった。また、両端のコイル8 の励磁方向に
関しては、同方向、逆方向であってもアークスポットを
蒸発源2 中央部に押しやる作用に関しては変化はなく、
いずれの極性でも使用可能である。この状態で約２０時
間の放電後に蒸発源2 の消耗状況を観察したが、蒸発源
2 の端部の目立った消耗は観察されなかった。
イル8 をそれぞれコイル電源9 で5000ATで励磁した状態
で、前記比較例と同様の放電を蒸発源2 の表面から発生
させたところ、アークスポットが蒸発源2 の中央部に集
まっている様子が目視された。このアークスポットの動
きは、蒸発源2 の端部近傍では螺旋状に旋回しており、
励磁コイル8 の磁場の軸方向成分影響が観察されるが、
中央部付近での動きはランダムで特に磁場の影響を受け
た様子はなかった。また、両端のコイル8 の励磁方向に
関しては、同方向、逆方向であってもアークスポットを
蒸発源2 中央部に押しやる作用に関しては変化はなく、
いずれの極性でも使用可能である。この状態で約２０時
間の放電後に蒸発源2 の消耗状況を観察したが、蒸発源
2 の端部の目立った消耗は観察されなかった。
【００２５】この状態で、前記比較例と同様にして基板
6 上の成膜試験を実施したところ、図２の（ｂ）に示す
線図の様な膜厚分布が得られ、蒸発源2 の中央部付近の
成膜速度が上昇していた。さらに、励磁コイル8 の励磁
電流を変化させて2000ATとして、同様に成膜したところ
図２の（ｃ）の線図に示す様に、蒸発源2 の略全長にわ
たり、ほぼ均一な成膜速度分布が得られた。即ち、励磁
コイル8 の電流値を適切に調節することで容易に均一な
膜厚分布が得られることが判明した。
6 上の成膜試験を実施したところ、図２の（ｂ）に示す
線図の様な膜厚分布が得られ、蒸発源2 の中央部付近の
成膜速度が上昇していた。さらに、励磁コイル8 の励磁
電流を変化させて2000ATとして、同様に成膜したところ
図２の（ｃ）の線図に示す様に、蒸発源2 の略全長にわ
たり、ほぼ均一な成膜速度分布が得られた。即ち、励磁
コイル8 の電流値を適切に調節することで容易に均一な
膜厚分布が得られることが判明した。
【００２６】以上の如く、本実施例によれば、従来見ら
れた長さの長い円筒状蒸発源における大電流放電時の両
端へのアークスポットの片寄りが解消され、両端部の消
耗が抑制でき、また結果として良好なターゲット軸方向
での成膜速度分布が得られる。また、均一な膜厚分布を
得るのみならず、図３に示すように、両端の励磁コイル
8 の電流の調整で膜厚分布を調整することができる。
れた長さの長い円筒状蒸発源における大電流放電時の両
端へのアークスポットの片寄りが解消され、両端部の消
耗が抑制でき、また結果として良好なターゲット軸方向
での成膜速度分布が得られる。また、均一な膜厚分布を
得るのみならず、図３に示すように、両端の励磁コイル
8 の電流の調整で膜厚分布を調整することができる。
【００２７】例えば片方のコイル電流Ｉ1 を他方のコイ
ル電流Ｉ2 より強くすることで、アークスポットを励磁
電流の少ない側に追いやり、膜厚分布を調節することが
できる。また、図４に示すように、この励磁コイルの電
流Ｉ1,Ｉ2 を時間的に変化させることで、より均一な膜
厚分布を得ることができる。例えば、励磁コイル8 への
供給電流値を強弱周期的に繰り返して、中央部に片寄っ
た分布と両端に片寄った分布を交互に発生させて、その
合成で均一な膜厚分布とターゲット消耗が実現できる。
ル電流Ｉ2 より強くすることで、アークスポットを励磁
電流の少ない側に追いやり、膜厚分布を調節することが
できる。また、図４に示すように、この励磁コイルの電
流Ｉ1,Ｉ2 を時間的に変化させることで、より均一な膜
厚分布を得ることができる。例えば、励磁コイル8 への
供給電流値を強弱周期的に繰り返して、中央部に片寄っ
た分布と両端に片寄った分布を交互に発生させて、その
合成で均一な膜厚分布とターゲット消耗が実現できる。
【００２８】図５に示すものは本発明の他の実施例であ
り、両端の励磁コイル8 を複数に分割して、使用するコ
イル8 を使い分けるようにしている。即ち、励磁コイル
8 を同心状に配置した内コイル8aと外コイル8bに分割
し、それぞれに電源9a,9b を接続している。そして、各
コイル8a,8b への供給電流を独立して制御可能としてい
る。
り、両端の励磁コイル8 を複数に分割して、使用するコ
イル8 を使い分けるようにしている。即ち、励磁コイル
8 を同心状に配置した内コイル8aと外コイル8bに分割
し、それぞれに電源9a,9b を接続している。そして、各
コイル8a,8b への供給電流を独立して制御可能としてい
る。
【００２９】励磁コイル8 の直径と蒸発源2 の端部から
の距離は、コイル8 が発生する磁場の形状に影響を与
え、コイルのアークスポットへの影響度に変化を与え
る。例えば励磁コイル8 の直径が小さいと、コイル8 か
ら離れるにしたがって急速にその影響が弱くなるため、
コイル8 の発生する磁場の影響はコイル8 付近に限定さ
れる。したがって、コイル8 の作用を蒸発源2 端部の極
所消耗の防止に限定したい場合にはコイル8 の直径を小
さく設計する。逆に、蒸発源2 端部から離れた位置にあ
るアークスポットにも影響を与えたければ、直径の小さ
なコイル8aと大きなコイル8bを複合して配置して、その
励磁電流の組み合わせによって、アークスポットに与え
る影響を制御することができる。
の距離は、コイル8 が発生する磁場の形状に影響を与
え、コイルのアークスポットへの影響度に変化を与え
る。例えば励磁コイル8 の直径が小さいと、コイル8 か
ら離れるにしたがって急速にその影響が弱くなるため、
コイル8 の発生する磁場の影響はコイル8 付近に限定さ
れる。したがって、コイル8 の作用を蒸発源2 端部の極
所消耗の防止に限定したい場合にはコイル8 の直径を小
さく設計する。逆に、蒸発源2 端部から離れた位置にあ
るアークスポットにも影響を与えたければ、直径の小さ
なコイル8aと大きなコイル8bを複合して配置して、その
励磁電流の組み合わせによって、アークスポットに与え
る影響を制御することができる。
【００３０】図６に示すものは、本発明の他の実施例で
あり、励磁コイル8 の設置位置を変更自在としている。
即ち、励磁コイル8 を軸方向に移動自在に設け、図示省
略の移動装置によりコイル8 の位置制御をすることによ
り、該コイル8 による蒸発源2 に対する磁場の強さを制
御可能としている。このような構成によっても、アーク
スポットに与える作用の程度を可変にすることができ
る。
あり、励磁コイル8 の設置位置を変更自在としている。
即ち、励磁コイル8 を軸方向に移動自在に設け、図示省
略の移動装置によりコイル8 の位置制御をすることによ
り、該コイル8 による蒸発源2 に対する磁場の強さを制
御可能としている。このような構成によっても、アーク
スポットに与える作用の程度を可変にすることができ
る。
【００３１】尚、図７に示すように、アーク電源とコイ
ル電源とを共用した電源11により、両端の励磁コイル8
の励磁電流の少なくとも一部分をアーク放電電流自身で
供給すると経済性の観点から有効である。なお、本発明
は、前記各実施例に限定されるものではなく、磁場形成
手段は励磁コイルに限らず、蒸発源の端部において蒸発
源の端から中央に向かうにつれて、中心線から外側に向
け発散する磁場を形成するものであれば良い。また、磁
場形成手段は、は真空容器内に設けられていてもよく、
蒸発源の一方の端部にのみ設けられていてもよい。
ル電源とを共用した電源11により、両端の励磁コイル8
の励磁電流の少なくとも一部分をアーク放電電流自身で
供給すると経済性の観点から有効である。なお、本発明
は、前記各実施例に限定されるものではなく、磁場形成
手段は励磁コイルに限らず、蒸発源の端部において蒸発
源の端から中央に向かうにつれて、中心線から外側に向
け発散する磁場を形成するものであれば良い。また、磁
場形成手段は、は真空容器内に設けられていてもよく、
蒸発源の一方の端部にのみ設けられていてもよい。
【００３２】
【発明の効果】請求項１記載の本発明によると、蒸発源
端部へのアークスポットの片寄りを防止でき、端部に発
生しやすい局部的なターゲット消耗を抑制できる。ま
た、請求項２記載の発明によれば、励磁コイルへの励磁
電流を制御可能としているので、磁場の強度を適切に制
御することができ、ターゲットの均一な消耗と均一な膜
厚の分布を実現できる。
端部へのアークスポットの片寄りを防止でき、端部に発
生しやすい局部的なターゲット消耗を抑制できる。ま
た、請求項２記載の発明によれば、励磁コイルへの励磁
電流を制御可能としているので、磁場の強度を適切に制
御することができ、ターゲットの均一な消耗と均一な膜
厚の分布を実現できる。
【００３３】請求項３記載の本発明においても、磁場形
成手段が軸方向に移動自在に設けられているので、蒸発
源に作用する磁場の強度を適切に制御することができ、
ターゲットの均一な消耗と均一な膜厚の分布を実現でき
る。請求項４記載の本発明においても、複数の磁場形成
手段の磁場の強さを制御可能としているので、蒸発源に
作用する磁場の強度を適切に制御することができ、ター
ゲットの均一な消耗と均一な膜厚の分布を実現できる。
成手段が軸方向に移動自在に設けられているので、蒸発
源に作用する磁場の強度を適切に制御することができ、
ターゲットの均一な消耗と均一な膜厚の分布を実現でき
る。請求項４記載の本発明においても、複数の磁場形成
手段の磁場の強さを制御可能としているので、蒸発源に
作用する磁場の強度を適切に制御することができ、ター
ゲットの均一な消耗と均一な膜厚の分布を実現できる。
【００３４】請求項５記載の本発明によれば、蒸発源の
両端部にそれぞれ励磁コイルが配置されているので、ア
ークスポットは、蒸発源の両端部から内方に押しやられ
るので、両端部での片寄ったターゲット消耗と不均一な
膜厚分布が防止できる。請求項６記載の本発明によれ
ば、アーク電源とコイル電源とが共用されているので、
装置が簡単になる。
両端部にそれぞれ励磁コイルが配置されているので、ア
ークスポットは、蒸発源の両端部から内方に押しやられ
るので、両端部での片寄ったターゲット消耗と不均一な
膜厚分布が防止できる。請求項６記載の本発明によれ
ば、アーク電源とコイル電源とが共用されているので、
装置が簡単になる。
【図１】本発明の実施例を示す構成図である。
【図２】前記実施例の作用を説明する説明図である。
【図３】前記実施例の作用を説明する説明図である。
【図４】前記実施例の作用を説明する説明図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す要部の構成図であ
る。
る。
【図６】本発明の他の実施例を示す要部の構成図であ
る。
る。
【図７】本発明の他の実施例を示す要部の構成図であ
る。
る。
【図８】本発明の作用説明図である。
【図９】本発明の作用説明図である。
２ 蒸発源 ７ アーク電源 ８ 励磁コイル ９ コイル電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−106025（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−221064（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−236770（ＪＰ，Ａ) 米国特許2972695（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58
Claims (6)
- 【請求項１】 円筒状の蒸発源の端部にアーク電源の陰
極を接続した真空アーク蒸着装置において、 前記蒸発源の両端部から軸方向外方に離れた位置に、そ
れぞれ磁場形成手段が前記蒸発源と同心状に配置され、
前記磁場形成手段により形成される磁力線は、前記蒸発
源の端部から中央部に向かい、且つ蒸発面の内側から外
側に向かうものであることを特徴とする真空アーク蒸着
装置。 - 【請求項２】 各磁場形成手段が励磁コイルからなり、
該励磁コイルへ励磁電流を供給するコイル電源が、その
電流値を膜厚及び蒸発源の消耗が所望の分布となるよう
に制御可能に設けられていることを特徴とする請求項１
記載の真空アーク蒸着装置。 - 【請求項３】 各磁場形成手段が軸方向に移動自在に設
けられていることを特徴とする請求項１記載の真空アー
ク蒸着装置。 - 【請求項４】 各磁場成形手段はその成形磁場の強さを
制御可能とされていることを特徴とする請求項１記載の
真空アーク蒸着装置。 - 【請求項５】 蒸発源の両端部にアーク電源の陰極が接
続され、該蒸発源の両端部から軸方向外方に離れた位置
にそれぞれ励磁コイルが同心状に配置され、該各励磁コ
イルにそれぞれ独立してコイル電源が接続され、該各コ
イル電源はその励磁電流を被膜及び蒸発源の消耗が所望
の分布となるように制御可能とされており、前記各励磁
コイルにより形成される磁力線は、前記蒸発源の端部か
ら中央部に向かい、且つ蒸発面の内側から外側に向かう
ものとされていることを特徴とする真空アーク蒸着装
置。 - 【請求項６】 アーク電源とコイル電源とが共用されて
いることを特徴とする請求項５記載の真空アーク蒸着装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32276393A JP3243357B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 真空アーク蒸着装置 |
| DE69416963T DE69416963T2 (de) | 1993-12-17 | 1994-12-16 | Vorrichtung zur Bogenbeschichtung im Vakuum |
| EP94119960A EP0658634B1 (en) | 1993-12-17 | 1994-12-16 | Vacuum arc deposition apparatus |
| US08/357,752 US5744017A (en) | 1993-12-17 | 1994-12-16 | Vacuum arc deposition apparatus |
| KR1019940034833A KR0162921B1 (ko) | 1993-12-17 | 1994-12-17 | 진공아크 증착장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32276393A JP3243357B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 真空アーク蒸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07173618A JPH07173618A (ja) | 1995-07-11 |
| JP3243357B2 true JP3243357B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=18147375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32276393A Expired - Lifetime JP3243357B2 (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-21 | 真空アーク蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3243357B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100701267B1 (ko) * | 2005-11-18 | 2007-03-29 | 한국생산기술연구원 | 저전류 구동형 펄스 아크 발생장치 |
| JP4684141B2 (ja) * | 2006-03-17 | 2011-05-18 | 株式会社神戸製鋼所 | 真空アーク蒸発源及び真空アーク蒸着装置 |
| TWI411696B (zh) * | 2006-07-19 | 2013-10-11 | Oerlikon Trading Ag | 沉積電絕緣層之方法 |
| WO2009150997A1 (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | 株式会社アルバック | スパッタリング装置 |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32276393A patent/JP3243357B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07173618A (ja) | 1995-07-11 |
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