JPH01234562A

JPH01234562A - 陰極アーク放電蒸発装置

Info

Publication number: JPH01234562A
Application number: JP63063063A
Authority: JP
Inventors: Hans Veltrop; ハンス　ヘルトロープ; Harald Wesemeyer; ハラルト　ヴエーゼマイアー; Boudewijn J A M Buil; ボウデウィン　ヨハネス　アテナシウス　マリア　ブル
Original assignee: Hauzer Holding BV
Current assignee: Hauzer Holding BV
Priority date: 1987-03-16
Filing date: 1988-03-16
Publication date: 1989-09-19
Also published as: EP0284145A1; US4849088A; NL8700620A; CA1296050C

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、陰極アーク放電蒸発装置、より詳細には、中
空の回転体の表面として形成され、少なくとも１−台の
アーク制御磁場発生装置を備えた、被蒸発材のターゲッ
ト表面を含む陰極アーク放電蒸発装置に関する。

従来技術」二連のごときアーク放電蒸発装置は、英国明細書０Ｂ
−Ａ、−２１２７０４により公知である。上記英国明細
書では、蒸着材を移動させる円筒状の消耗陰極表面は、
ワークピースの説明中に記述されている。この装置の外
被は、陽極として接続されている。また、この装置の外
被を磁気コイルが囲んでいる。このコイルは、主として
、ターゲット表面からサブストレートへの材料の流れを
制御するために機能する。しかしながら、それは、ター
ゲット表面における陰極と陽極間のアークスポットの位
置にも若干影響を及ぼす。ターゲット表面は出来る限り
均一に消耗することが一般に望ましいので、このスポッ
ト位置の制御は、非常に重要である。この目的を実現す
るためには、アークスポットがターゲットの表面に沿っ
て限定された通路を走り、ターゲット表面の各点にアー
クスポットが同一回数接触することが必要である。上記
英国明細書によれば、磁場発生装置のターゲット表面ま
での距離はかなりあるので、ターゲット表面におけるア
ークパスの正確な制御を得ることば不可能である。

目　　　　　的本発明は、上述のごとき従来技術の欠点を除去し、溝ま
たは深溝状の浸食レリーフのない陰極表面を得ることを
目的としてなされたものである。

目的を達成するための手段上記本発明の目的は、上記磁場発生装置を回転体の内部
に設置し、回転体の外面に蒸発表面を含むことで実現さ
れる。

蒸発表面を構成する回転体内部に磁場発生装置を導入す
ることにより、蒸発表面に沿ったアークスポットの正確
に制御された運動が得られる。この理由は、磁場発生装
置とアークスポットからの距離が、英国明細書に記載の
装置に比べ、がなり減少するからである。

この磁場発生装置は、永久磁石のアッセンブリ又は電磁
石のアッセンブリ又はこれら組合せから成っている。

スポットを、蒸発表面の制限領域内にとじこめたい場合
は、スクリーン装置を装備することが出来る。スクリー
ン装置に対し回転体を移動させることにより、新鮮なタ
ーゲット表面を準備することが可能である。この実施例
は、ワークピースを回転体の片側にのみ配置する場合に
重要である。

さらに好ましい実施例によれば、回転体を磁場発生装置
および／またはスクリーン装置に関して回転させる手段
が設けられる。これにより、ターゲラ１〜表面は均一に
使用される。

磁場発生装置および／またはスクリーン装置に関して回
転体を移動することも、勿論、可能である。この発明で
は、回転運動と移動運動の両方を組合せることも考えら
れている。

回転体の軸に実質的に垂直な磁場発生装置を回転させる
ことも可能である。この磁場発生装置が電磁コイルであ
る場合は、回転は、電磁的意味で理解されねばならない
。本明細書において〜に関して″と言う表現は、甲また
は乙の構成部分のいずれかを移動させることが出来る、
或いは、両方の構成部分を異なる速度で同じ方向に、ま
たは、同じ速度で異なる方向に移動させることが出来る
＝４− と理解されねばならない。

実施例第１図は、陽極リング２と陰極シリンダ３が設置されて
いる外被１を含む、陰極／陽極アーク放電装置が示され
ている。陽極リング２は、従来技術において公知の手段
で冷却することが出来る。

さらに、サブストレートホルダ４が設けられている。陽
極リング２と陰極シリンダ３は、アーク直流電源５に接
続されている。サブストレートホルダ４の電圧は、高圧
電源６により、０ボルトから或は負ボルトの範囲に保た
れる。陰極シリンダ３は、絶縁材４１と二重の暗いスク
リーンシールド７により部分的に囲われている。これは
、第２図からも明らかである。陰極シリンダ３内に、磁
場発生装置８が、ロッド９により支持されている。

このロッド９は、矢印１０で図示されている様に、図示
されていない手段により上下に移動させることが出来る
。矢印１１は、ロッドが回転できることを示している。

矢印１２により、陰極シリンダ３が、図示されていない
が先行技術で公知の手段により回転出来ることが明らか
である。外被１には、ガスを導入するための入口穴１３
と、外被１を排気するために図示されていないポンプに
接続される出口穴１４が設けられている。

第１図による装置は、次の様に機能する。アーク電源５
を投入すると、アークが点火し、陽極リング２と陰極シ
リンダ３の間に保持される。このアークが陰極シリンダ
３に接触する点で、陰極シリンダ３の材質である陰極材
料が原子の流れとイオンをサブストレートホルダ４に移
動させる。負の電圧を部下して、この材料の最適な蒸着
を得る。

通常、陰極スポットは、陰極シリンダをランダムに移動
する。これは、陰極表面から、マクロな粒子と溶滴が放
出され、−様でない浸食が生じることを意味する。これ
を防止するために、磁場発生装置８が設置されている。

陰極スポットは、この装置ｉｉ　８の発生磁場により引
寄せられ制御される。

陰極シリンダ３を均一に消耗するために、ロッド９を用
い、陰極シリンダ３に対し磁場発生装置８を矢印１０で
示す様に移動させることが可能である。ロット９を回わ
して、磁場発生装置を陰極シリンダ３の表面に沿って移
動させることも可能である。これは、第４ａ図および第
４ｂ図にも示されている。陰極材料がサブストレートの
方向に蒸発する様に、陰極アークスポットが、陰極のサ
ブストレートに面した側でのみ移動させたい場合は、二
重の暗室シールドを設ける。これにより、スポットは陰
極シリンダ３の露出表面に沿ってのみ移動する。この場
合、陰極シリンダ３を一様に消耗するために、シリンダ
３を矢印１−２で示されている様に回転させることが出
来る。装置運転中に、外被１は、出口１４よりガスを排
出して真空にする。点弧中、ガスは入口１３から供給出
来る。

第３図に、陰極シリンダのもう一つの実施例が、１６と
して示されている。この実施例においては、陰極表面か
ら迷走するアークを阻止するために、２箇のセラミック
絶縁材のリング１５が取付けられている。第３図には、
陰極シリンダ３と磁場発生装置８が、第１図の様に互い
に固定される場合に追従されるスポットの軌道１７が示
されている。

装置運転中の局部的な浸食を防止するために、陰極１６
と磁場発生装置１８は、第３図に矢印で示された通り互
いに移動する。第４ｂ図には、第］。

図による陰極シリンダ３の断面が示されており、１８の
矢印で磁場発生装置の特別な実施例が示されている。装
置］８は、逆の極性を有する軟鉄の磁気導体部分２５と
２４で囲まれた中央磁極２３を持つ永久磁石を含んでい
る。

この実施例において、磁場発生装置は永久磁石であるが
、第１図による磁場発生装置もコイル装置を含み、この
場合、ロッド９を通して電源導線を設置しなければなら
ない。先行技術において公知の機械的および／または電
気的手段を用いて、第１図に示された様にアクセス１９
の回りでこの磁場発生装置を回転させることも可能であ
る。

第５図は、陰極シリンダ３の表面の投影図を示している
。アークの軌道は、２７で示されている。

この軌道を得るために、第４ａ図に示されている様に、
磁場発生装置は細長い形状で使用することが出来る。軌
道２７を得るために、磁場発生装置を、陰極シリンダに
対して固定して使用することが出来る。陰極シリンダが
磁場発生装置に対して回転させる場合、軌道２７の垂直
部分は絶えず変わり、一方、第５図において、数字２８
で示されているこの軌道の上下部分は同じで変わらない
。

軌道２８付近の浸食を防止するために、アークの移動速
動を増大させねばならない。陰極シリンダに関するアー
クスポットの速度は、正弦関数として記述される。さら
に、２８のような場所の浸食を防止するために、コイル
を用いて電気的変調をアーク軌道に供給することが出来
る。

第６図に、永久磁石３９のアッセンブリを含む磁場発生
装置３２の実施例が示されている。これらの磁石３９の
間に、軟鉄部４０が設置されている。装置３２は、ロッ
ド９により、陰極３に関して上下に移動させることが出
来る。この実施例において、アークスポットは、陰極表
面に垂直な磁場の成分がゼロで、平行成分が最大である
ような点にある。

この実施例の場合は、アークスポットが陰極の側面で回
転するので、ロッド９を回転させる必要はない。アーク
軌道のらせんパスは、ロッド９が移動する時に得られる
。

以」二には、本発明の好適な実施例が記述されているが
、多くの修正が可能であることも理解されるべきである
。電磁コイルを磁場発生装置として使用すれば、変調磁
場を得ることが可能である。

さらに、先行技術において公知のすべての磁場発生装置
を用いることが可能である。

効　　　果以上の説明から明らかなように、本発明によると、陰極
アーク放電蒸発装置において溝又は深溝状の浸食レリー
フの生じない陰極表面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による装置の部分的側断面図、第２図
は、第１図のｎ−ｎ線断面図、第３図は、第１図による
装置に使用できる陰極装置の斜視図、第４ａ図は、磁場
発生装置を内蔵した中空シリンダ装置の分解組立図、第
４ｂ図は、第４ａ図のＩＶｂ−ＩＶｂ線断面図、第５図
は、静置磁場発生装置におけるアークの移動通路の投影
図、第６図は、陰極として中空シリンダ内に配置された
磁場発生装置の一例を示す図である。１・・・外被、２・・・陽極リング、３・・・陰極シリ
ンダ。４・・・サブストレートホルダ、５・・アーク直流電源
。６・・高圧電源、７・・スクリーンシールド、８・・・
磁場発生装置、９・・・ロッド。

Claims

【特許請求の範囲】１、中空回転体の表面として形成され、最底１台のアー
ク制御磁場発生装置を装備した被蒸発材料の蒸発表面を
含み、該磁気発生装置が回転体の内部に設置され、また
、回転体の外面がターゲット表面を含んでいることを特
徴とする陰極アーク放電蒸発装置。２、磁場発生装置が永久磁石アッセンブリであることを
特徴とする請求項第１項に記載の陰極アーク放電蒸発装
置。３、磁場発生装置が電磁石アッセンブリであることを特
徴とする請求項第１項に記載の陰極アーク放電蒸発装置
。４、スクリーン装置が設置されていることを特徴とする
請求項第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の陰極ア
ーク放電蒸発装置。５、磁場発生装置および／またはスクリーン装置に関し
て回転体を回転させるための手段が設けられていること
を特徴とする請求項第１項乃至第４項のいずれか１項に
記載の陰極アーク放電蒸発装置。６、磁場発生装置および／またはスクリーン装置に関し
て回転体を移動させる手段が設けられていることを特徴
とする請求項第１項乃至第５項のいずれか１項に記載の
陰極アーク放電蒸発装置。７、磁場発生装置が回転体軸に対して本質的に直角に回
転することを特徴とする請求項第１項乃至第６項のいず
れか１項に記載の陰極アーク放電蒸発装置。