JPH01262A - 陰極アーク放電蒸発装置内の磁場発生装置を機械的に移動させる方法及び装置 - Google Patents

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】 １帆立乱 本発明は、ベース回転を含む、磁場発生装置を陰極プレ
ート附近の通路に沿って機械的に移動させるための方法
及び装置に関する。

災米遺透 機械的に回転させる磁場発生装置を有する装置は、国際
出願ＷＯ−Ａ−８５／０３９５４により公知である。前
記磁場発生装置の軸は回転軸に一致しないが、この磁場
発生装置により制御されたアークは，実質的に環状であ
る通路を進む。このため、上記の環状路を沿ってのみ，
ターゲット陰極の材料がサブストレートに蒸着される。

このことは、陰極が上記環状路に沿って費消（浸食）さ
れ、他方、該陰極の他の点には十分な材料が残ることを
意味する．言い換えれば，ターゲット表面が極めて不均
等に使用されることを意味する。

１−一腹 本発明は，上述のごとき従来技術の欠点を解決するため
になされたもので，特に、ターゲット表面をより均等に
使用することが可能な方法及び装置を提供することを目
的としてなされたものである。

目的を゛　するための 本発明の上記目的は、ベースとなる回転に、他の運動を
追加することで実現される。この運動は、当技術分野に
おいて公知のすべての運動を含むことが出来るが、この
運動は、上述のベース回転の振幅よりも小さい振幅を持
つ他の回転運動であることが望ましい。磁場発生装置が
らせん状の軌道を進む様な運動を加えるのもよい。

英国出願ＱＢ−Ａ−２，１６３，４５Ｂにより。

らせん状の軌道を描く磁場を持つことは公知であること
が指摘されている。しかしながら、このらせん状の軌道
は、いかなる機械的な手段をも用いずに実現されている
。前記英国出願明細書による実施例では、コイルだけが
使用されている。上記のコイルを制御することにより、
先ず、第一に、らせん状の運動が得られねばならず、さ
らに、磁場が、アークスポットの運動を制御する点で最
適でなければならないため、これはかなりの欠点である
。１台の磁場発生装置のみを用いて両方の要求を満たす
ことは勿論不可能である０本発明による機械的に制御さ
れる磁場発生装置を用いることにより、両機能は分離さ
れ、磁場発生装置の運動制御とターゲット表面上のアー
クスポットの制御の両方において、最大の効果が得られ
る様に、各々の機能を最適にすることが出来る。

らせん運動を描く際に、らせん上の１点の半径ベクトル
が、半径ベクトル角の平方根にほぼ比例していれば、言
い換えれば、ρ−ａ　（下＋ｂであれば、同一の長い周
期が得られることが分った。

この式において、ρは中心に対する半径長で、Φは角度
である。ターゲットの浸食が、陰極の端附近より中心で
より著しくなるのを防止するためには、ｐ＝ａΦ１／ｘ
　＋　ｂ　＜　２≦ｘ≦２．５）の場合に最適の結果が
得られる。陰極の中央がへりよりもかなり多く浸食され
るのを防止するためには、磁場を、陰極のへりより中心
附近でより早く移動させなければならない、アーク長時
間を出来るだけ一定に保持し、中心からの距離で移動速
度を変えるために、ρはより高い等数のゴニオメータ関
数。

即ち、ρ＝ｆ（Φ）ｔとなる。このらせん運動の他に、
磁場は、さらに、ターゲット表面に実質的に垂直な周期
運動も描くことが出来る。これは、回転対称でない磁場
中の回転を含むことが出来る。

本発明は、また、上述の様に、より詳しく言えば、ベー
スとなる回転を実行し、より小さい振幅の運動を加える
ことが出来る方法を実行する装置に関する。この装置は
、歯車の中心に対し偏心配置された陰極アーク蒸発装置
の陰極プレートに対し可動な磁場発生装置と、歯車リン
グと噛合っていてベース回転を実行出来、さらに上記の
追加回転運動を実行出来る歯車を含んでいる。独立して
駆動出来る両歯車を持つことにより、陰極表面上のすべ
ての場所にアークが接触し、該陰極を一様に消費するこ
とが出来る。両歯車の駆動を制御するための好適な手段
は、マイクロプロセッサ装置を含んでいる。磁場発生装
置によりらせん状の軌道が描かれる上記方法を実行する
ための装置は、好適な実施例によれば、らせん状の溝を
有するベースプレートと、その溝にはまり上記の磁場発
生装置と接続している滑りピン手段を有するサポートメ
ンバーを含んでいる。このベースプレートも、又、回転
出来る。好適実施例によれば、このベースプレートは、
サポートメンバーの運動方向を逆の方向に回転出来る様
に配置されている。これにより、アークスポットに、数
回、らせん状の軌跡を、陰極の表面全体に、描かせるこ
とが可能である。このらせん状軌跡は、毎回具なる。

磁場発生装置は、マイクロプロセッサ装置により制御可
能な電磁コイルを含むことが出来、これらのコイルは、
アーク軌跡の変調運動を実行することが出来る。

去−」Ｌ−匹 以下に、図面を参照しながら本発明の実施例に基づいて
説明する。

第１図は、磁場発生装置１３を機械的に移動させるため
の装置を示している。この装置はＪ国際出願明細書ＷＯ
−Ａ−８５１０３９５４による装置にも組み入れること
が出来る。第１図において、陰極プレートは、符号１１
で示され、該プレート１１は被蒸発材料を含んでいる。

材料が蒸着するサブストレートまたは陽極に関しては、
上記の国際出願刊行物に記載されている。（示されてい
ない）陽極と陰極プレート１１の間のアークは、陰極プ
レート１１の全面に、プレートが出来るだけ均等に消費
される様に、軌跡を描くことが肝要である。この目的の
ために、処理されるサブストレートから離れた場所の陰
極プレートの下に、磁場発生装置１３とその磁場発生装
置のためのらせん状軌道を描く手段を含む装置を符号１
２で示す。

この手段１２は、磁場発生装置１１を矢印１６で示す方
向に、スロット１５（第３図に示す）を通り移動出来る
、回転スライドレール１４を含んでいる。磁場発生メン
バーのピン１７は、ベースプレート１９のらせん状の溝
１８にはまる。このベースプレートは定置式でありうる
が、但し、図示の実施例の場合は、歯車２０を介し駆動
装置２９に接続させている０回転スライドレール１４と
ベースプレート１９の相対運動により、例えば、第３図
に示す軌道３０の様に、異なる軌道を得ることが出来る
。陰極１１の表面が出来る限り一様に費消される様に、
らせん状の動きが描かれることは当然である。ベースプ
レート１９とスライドレール１４の相対回転運動を変化
させ、磁場発生メンバーを内側および外側に移動させる
ことにより。

陰極表面の全面を種々異なる種類のらせ・ん状の軌道で
走査することが出来る。

第２図には、磁場発生メンバーの例が示されている。こ
のメンバーは、軟鉄部２２と、一体的なリングボール２
４と、永久磁石２３を含んでいる。

磁石２３とポール２４は、互いに反対の極性を有してい
る。磁石２３は、異なる極のアッセンブリを含むことが
出来る。これは単に一例にすぎず、磁場発生装置を電磁
石または電磁石と永久磁石の組合せとして実施すること
も可能である。

第４図は、磁石発生装置１３が陰極プレート１１の中心
をこえて移動することが出来ないと言う欠点を取り除い
た実施例を示す。第１図より明らかな様に、シャフト２
５が、磁場発生装置１３が陰極プレート１１の中心へ移
動するのを妨げている。第４図の実施例の場合は、回転
スライドレールは、第３図に示されているようなスロッ
トをつけた回転円筒スリーブ２６として実施されている
。ベースプレート１９に、該プレート１９を突切って伸
びる溝１８をつけることが可能である。

この実施例では、磁場発生装置１３用に、従来技術にお
いて公知のすべての磁石（永久磁石と電磁石）および磁
石アッセンブリを使用することも可能である。゛電磁石
が使用される場合は、それらの電磁石を制御するための
従来技術において公知のすべての手段、より具体的には
マイクロプロセッサを使用することが出来る。

第５図には、符号３１で示されている磁場発生装置を移
動させるために、別の装置が示されている。第５図の実
施例の装置の場合、磁場発生装置３１は、歯車３２の軸
３３に関して偏心して取り付けられている。歯車３２は
、シャフト３４の回りを回転出来、リング歯車３５と噛
合っている。

リング歯車３５は、スリーブ３６、プーリ３７゜３８お
よびベルト３９を介し、モータドライブ４０と接続され
ている。歯車３２は、アーム４１゜シャフト４２．プー
リ４３，４４およびベルト４５を介して゛モータ４６と
接続されている。モータ４６がブロックされ、モータ４
０がリング歯車３５を駆動すると、磁場発生装置は、軸
３３の回りを回転する。リング歯車３５がブロックされ
。

モータ４６が駆動されると、磁場発生装置は、（軸３３
で描かれる）ベース回転と軸３３回りのそれ以上の回転
の組合せを含む運動を行う０両方のモータ４６と４０を
同時または間欠的に同一または異なる方向に駆動すると
、多くの種類の運動が可能である。モータの制御は、符
号４８で対称的に示されているマイクロプロセッサ装置
を用いて行うのが望ましい、第５図の磁場発生装Ｗ１３
１は、軟鉄ピース３を囲む１箇の電磁コイル５を含んで
いる。軟鉄ピースの中心には１図示の様にＮ極を有する
永久磁石が配置されている。

上記実施例の１つを用い、磁場発生装置でアークを制御
すると、アークは単に環状の軌跡を描くだけでなく、こ
の運動に追加された軌跡も描く。

これにより、陰極プレート１１上の限られた部分が溝状
に浸食されることはなくなる。なお、以上には、本発明
の好適な実施例が例示されているが、当技術分野におい
て熟練した人にとって、多くの変形例と他の実施例が、
環状運動にさらに運動を追加することにより実現される
ことは明らかであろう。

倭−一一艮 以上の説明から明らかなように、本発明によると、陰極
のアーク放電蒸発装置におけるターゲットの表面を均等
に使用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、らせん状軌道に沿って可動である磁場発生手
段を備えた陰極アーク蒸発装置の詳細を示す図、第２図
は、第１図中の磁場発生装置の詳細図を示す図、第３図
は、本発明による方法を実行するための磁場発生装置に
より描かれた軌道を示す図、第４図は、第１図に示され
た装置の詳細実施例の断面を示す図、第５図は、磁場発
生装置のために他の種類の運動を実現する実施例を示す
図である。 １１・・・陰極プレート、１３・・・磁場発生装置、１
４・・・スライドレール、１７・・・ピン、１８・・・
溝、１９・・・ベースプレート、２２・・・軟鉄部、２
３・・・磁石。 ２４・・・リングポール、３２・・・歯車、３３・・・
軸。 ３５・・・リング歯車、４０・・・モータ、４１・・・
アーム。 ４２・・・シャフト、４５・・・ベルト。 特許出願人　ハウザー　ホールディングビー、ヴイ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、陰極プレート附近の通路に沿って磁場発生装置を機
   械的に移動させるための方法であって、該移動は、ベー
   ス回転を含み、該ベース回転にさらに別の運動を追加す
   ることを特徴とする陰極アーク放電蒸発装置内の磁場発
   生装置を機械的に移動させる方法。 ２、上記の追加運動が上記ベース回転の振幅より小さい
   振幅の回転運動を含む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内の磁場発生装置を機械
   的に移動させる方法。 ３、上記の追加運動が、らせん状運転が得られるように
   前記ベース回転の振幅を直線的に変える運動を含んでい
   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
   電蒸発装置内の磁場発生装置を機械的に移動させる方法
   。 ４、らせん上の半径ベクトルが半径ベクトル角度に本質
   的に比例することを特徴とする請求項第３項に記載の陰
   極アーク放電蒸発装置内の磁場発生装置を機械的に移動
   させる方法。 ５、上記のらせんが、２≦ｘ≦２．５、ρおよびΦが各
   々多座標と時間関数である時に、ρ＝ａΦ＾１＾／＾ｘ
   の条件を満足することを特徴とする請求項第３項または
   第４項に記載の陰極アーク放電蒸発装置内の磁場発生装
   置を機械的に移動させる方法。 ６、らせんの中心附近における磁場の移動速度が該らせ
   んの外端における移動速度より大きいことを特徴とする
   請求項第３項乃至第５項のいずれか１項に記載の陰極ア
   ーク放電蒸発装置内の磁場発生装置を機械的に移動させ
   る方法。 ７、ゴニオメータ・ファンクションによって運動速度が
   決定されることを特徴とする請求項第６項に記載の陰極
   アーク放電蒸発装置内の磁場発生装置を機械的に移動さ
   せる方法。８、磁場の垂直成分が、アーク軌道の形に変
   化をもたらす表面に本質的に垂直な間欠的な追加運動を
   描くことを特徴とする請求項第１項乃至第７項のいずれ
   か１項に記載の陰極アーク放電蒸発装置内の磁場発生装
   置を機械的に移動させる方法。 ９、運動速度がより高い等級のファンクションによって
   決定されることを特徴とする請求項第５項または第６項
   に記載の陰極アーク放電蒸発装置内の磁場発生装置を機
   械的に移動させる方法。 １０、磁場が該磁場の軸の回りに回転することを特徴と
   する請求項第１項乃至第９項のいずれか１項に記載の陰
   極アーク放電蒸発装置内の磁場発生装置を機械的に移動
   させる方法。 １１、前記請求項中の１つを前記請求項第２項と組合せ
   て実施するための装置であって、前記ベース回転を実行
   しうる歯車リングと噛み合い上記の追加運動を実行しう
   る歯車の軸に関して偏心配置された陰極アーク蒸発装置
   の陰極プレートに関して可動である磁場発生装置を含む
   ことを特徴とする陰極アーク放電蒸発装置内の磁場発生
   装置を機械的に移動させる装置。 １２、上記歯車が独立して駆動出来ることを特徴とする
   請求項第１１項に記載の陰極アーク放電蒸発装置内の磁
   場発生装置を機械的に移動させる装置。 １３、歯車の駆動を制御するためのマイクロプロセッサ
   装置を含むことを特徴とする請求項第１１項または第１
   ２項に記載の陰極アーク放電蒸発装置内の磁場発生装置
   を機械的に移動させる装置。 １４、らせん状の溝を有するベース・プレートをその溝
   にはまり磁場発生装置と接続しているピン手段を有しか
   つベースプレートに関して回転しうる支持メンバーを含
   むことを特徴とする請求項第３項乃至第８項のいずれか
   １項の方法を実行するための陰極アーク放電蒸発装置内
   の磁場発生装置を機械的に移動させる装置。 １５、上記支持メンバーの運動方向と逆の方向にベース
   プレートが回転しうることを特徴とする請求項第１４項
   に記載の陰極アーク放電蒸発装置内の磁場発生装置を機
   械的に移動させる装置。 １６、磁場発生装置が電磁コイルと制御回路を含み、前
   記請求項第１４項又は第１５項と組合せうることを特徴
   とする前記請求項のうちの１つによる方法を実行するた
   めの陰極アーク放電蒸発装置内の磁場発生装置を機械的
   に移動させる装置。 １７、上記コイルが変調出来ることを特徴とする請求項
   第１６項に記載の陰極アーク放電蒸発装置内の磁場発生
   装置を機械的に移動させる装置。 １８、上記制御回路をマイクロプロセッサに含めたこと
   を特徴とする請求項第１６項又は第１７項に記載の陰極
   アーク放電蒸発装置内の磁場発生装置を機械的に移動さ
   せる装置。