JPH0463265A - 真空アーク蒸着装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、真空アーク蒸着装置に関し、詳細には、真空
アーク蒸着室内の円板状ターゲットの裏面に配した磁場
発生手段を真空アーク蒸着室外からの操作により移動さ
せる磁場発生手段移動装置を有する真空アーク蒸着装置
に関する。

（従来の技術） 真空アーク蒸着法は、アークイオンブレーティング（Ａ
ＬＰ）法とも言われ、真空中で陰極（ターゲット）と陽
極間に電圧を加えて放電（アーク）させ、ターゲットか
らの蒸発粒子を被処理物体表面に被覆する方法である。

上記真空アーク蒸着法において、ターゲットの表面全体
を均一に消耗させて使用する事か重要であり、又、被覆
層（膜）の質の向上やターゲットの変形成いは破損の防
止のため、同一場所でのアークによる局部的なターゲッ
ト表面の温度上昇を抑える事か重要である。そのために
は、ターゲット表面に放ｔｔ流か集中して生じるアーク
スポットを、一箇所に止まらせず、移動させ、その軌跡
を制御することか必要である。かかるアークスポット移
動軌跡の制御は、円板状ターゲットの裏面に電磁コイル
や永久磁石等の磁場発生手段を配し、該磁場発生手段を
移動させる方法により行われる。尚、局部的に所定厚の
膜を形成させる等のために局所的に放電させる場合に、
上記方法か用いられる場合もある。

上記磁場発生手段を移動させる装置として、公開特許公
報（Ａ）昭６４−２６２号に記載されているものかある
。該装置を第２図〜第５図に基づいて以下に説明する。

第２図はらせん状軌道に沿って磁場発生手段を移動する
装置を示す図、第３図はその磁場発生手段の移動軌跡を
示す図、第４図は内接歯車によって磁場発生手段を半径
方向に移動させる装置の詳細を示す図、第５図はその磁
場発生手段の移動範囲を示す図である。

第２図の装置は、回転軸Ｃ３３）の先端にガイド溝（３
１）を持つガイド（３０）を横設し、該ガイド溝（３１
）に沿って摺動可能な軸（３２）で磁場発生手段（２）
を担持し、回転軸（３３）で歯車（３６Ｘ３７）を介し
て回転する円板（３４）上のらせん状軌道（３５）に上
記軸（３２）の一端を挿入してなる。回転軸（３３）を
回転させると、磁場発生手段（２）は円板状ターゲット
の周方向及び半径方向に同時に運動し、その結果第３図
に示す如きらせん状軌跡（３８）に沿って移動する。

第４図の装置は、回転軸（４６）に横設するレバー（４
５）に軸（４４）で回転可能な歯車（４２）を軸支し、
該歯車（４２）の上面に軸（４３）を介して磁場発生手
段（２）を担持し、回転軸（４６）の外に設けた２重構
造の回転軸（４０）の先端に歯車（４２）を内接させる
歯車（４１）を設け、回転軸（４０）をプーリー（４７
）（４８）を介してモータ（４９）で旋回させ、一方、
回転軸（４６）はプーリー（５０）（５１）を介してモ
ータ（５２）で旋回させる。

モータ（４９）及び（５２）の回転速度は制御器（５３
）によって任意に調整できる。すると、磁場発生手段（
２）は、第５図に示す如き半径　Ａの円及び半径　Ｂの
円の範囲内を移動し得ることになる。

（発明か解決しようとする課題） 前記従来の真空アーク蒸着装置に係る磁場発生手段移動
装置において、第２図に係るせん状軌道に沿って磁場発
生手段を移動する装置では、磁場発生手段の軌跡は予め
用意し得たらせん状軌道の溝形状で決まり、該らせん状
軌道溝をターゲット裏面の限られた空間に多数設けるに
は限界かあるので、磁場発生手段の移動範囲は制限され
、任意の位置に移動し得ないという問題点かある。その
ため、限られたアークスポットの軌跡しか得られなくな
る。

第４図に係る内接歯車によって磁場発生装置を移動する
装置では、２重構造の２つの軸か内接歯車のそれぞれを
回転させるため、２つの軸の回転移動に対して磁場発生
手段の周方向移動と半径方向移動か対応しなく、内接歯
車の歯数と移動部の半径によって予め定まる移動しか出
来ず、磁場発生手段の移動範囲か制限されるという問題
点かある。又、軸か２重構造で機構か複雑であり、保守
ガ検にも長時間を要するという問題点かある。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は従来のものかもつ以上の様な問題点を解消
し、円板状ターゲットの裏面に平行に磁場発生手段を任
意の位置に移動し得る磁場発生手段移動装置を有する真
空アーク蒸着装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明に係る真空アーク蒸
着装置は次の々Ｕき構成にしている。

即ち、請求項１に記載の真空アーク蒸着装置は、真空ア
ーク蒸着室内の円板状ターゲットの裏面に配した磁場発
生手段を真空アーク蒸着室外からの操作により移動させ
る磁場発生手段移動装置を有する真空アーク蒸着装置に
おいて、前記磁場発生手段移動装置が、磁場発生手段の
担持機構と、該担持機構を支持して磁場発生手段を円板
状ターゲットの半径方向に移動させるピストンを持つ直
動シリンダと、該シリンダへの圧力媒体供給管と、該シ
リンダの支持機構を端部に持ち、真空アーク蒸着室の内
から外へ嵌通ずると共に、前記圧力媒体供給管に接続さ
れ真空アーク蒸着室外へ貫通する流路を持つ回転軸と、
該回転軸の流路に管接続された圧力媒体供給手段とを有
してなることを特徴とする真空アーク蒸着装置である。

請求項２に記載の真空アーク蒸着装置は、前記圧力媒体
供給手段が、前記回転軸の流路に連通ずる流路を有する
回転継手を前記回転軸の外部端に周設し、駆動装置で往
復移動されるピストンを持つ直動シリンダを前記回転継
手の流路に管接続して真空アーク蒸着室外に設けてなる
請求項１に記載の真空アーク蒸着装置である。

（作用） 本発明に係る真空アーク蒸着装置は、前記の如く構成し
た磁場発生手段移動装置を有するので、円板状ターゲッ
トの裏面に平行に磁場発生手段を任意の位置に移動し得
るようになる。

即ち、上記磁場発生手段移動装置の磁場発生手段担持機
構により円板状ターゲット裏面で磁場発生手段を担持し
、回転軸を回転すると、該磁場発生手段は円板状ターゲ
ットの周方向に移動する。

このとき、圧力媒体供給手段により圧力媒体を、回転軸
の流路、シリンダへの圧力媒体供給管を介して直動シリ
ンダα３に供給し得る。そうすると、該圧力媒体の供給
量に応じて直動シリンダＧ３のピストンか円板状ターゲ
ットの半径方向に移動し、該移動に伴って磁場発生手段
か移動する。故に、円板状ターゲットの周方向又は半径
方向に、又は、周方向及び半径方向に同時に、磁場発生
手段を移動し得、そのため円板状ターゲットの裏面に平
行に磁場発生手段を任意の位置に移動し得るようになる
。

前記圧力媒体供給手段は、前記回転軸の流路に連通ずる
流路を有する回転継手を回転軸の外部端に周設し、駆動
装置て往復移動するピストンを持つ直動シリンダ（２２
）を上記回転継手の流路に管接続して真空アーク蒸着室
外に設けることにより、構成し得る。上記直動シリンダ
（２２）のピストンを駆動して該シリンダ内の圧力媒体
を加圧すると、回転軸か回転していても、回転継手の流
路を介して、回転軸の流路の圧力媒体を加圧し得、その
結果前記半径方向移動用直動シリンダ（１３内に圧力媒
体を供給し、そのピストンを半径方向に移動し得る。

（実施例） 実施例に係る真空アーク蒸着装置の磁場発生手段移動装
置部を第１図に示す。

ベース部材（３）を電気絶縁材（４）（５）で挟持し、
これをナツト（６）で真空アーク蒸着室の壁板（１０１
に固設している。該ベース部材（３）に接続したターゲ
ット支持体（Ｓ＋により円板状ターゲット（１）を支持
し、円筒状の室ｆｒｌを形成している。ターゲットＨの
上面は放電面であり、その裏面側に磁場発生手段（２）
の永久磁石を配している。

ベース部材（３）の円阿部に、貫通流路を持つ回転軸α
Ｄを嵌通し、該回転軸αυの上部のシリンダ支持機構■
により、直動シリンダα３をそのピストンα４か円板状
ターゲット（１）の半径方向に動くように取り付けてい
る。該ピストンα４の先端部に連結した担持機構ｔｃ＋
により前記磁場発生手段（２）を担持している。シリン
ダ支持機構（ＩＺには、回転軸（１１１の貫通流路及び
シリンダα３に連通ずる圧力媒体供給管ｔｐ＋を設けて
いる。

前記回転軸ＣＩ＋の下端部に、回転軸＋１１１の流路に
連通する流路を有する回転継手ｑＧを周設し、該継手α
Ｇの流路に直動シリンダ（２２）を管接続し、該シリン
ダ（２２）のピストン（２３）にラック（２４）及びピ
ニオン（２５）で駆動するモータ（２６）の軸を連結す
る。又、前記回転軸αＤの下部とモータ■の軸とをタイ
ミングへルトαｅにより連結している。

前記シリンダα３、各流路及びシリンダ（２２）には圧
力媒体を入れている。シリンダ（２２）内の圧力媒体を
加圧すると、管（２１）、回転継手αＧ、回転軸αυ内
の貫通孔を通じてシリンダα３内に更に圧力媒体か流れ
込み、ピストンα４か移動する。

上記の磁場発生手段移動装置部を有する真空アーク蒸着
装置を用いて、下記の如く真空アーク蒸着を実施した。

先ず、前記円筒状の室（ｒ）内に、ベース（３）に設け
た２つの孔（７）により冷却水α９を給排水し、ターゲ
ット（１）の裏面を冷却する。

次いて、モータ＠により回転軸αυを回転し、磁場発生
手段（２）をシリンダα３と共に円板状ターゲット（１
）の周方向に回転移動した。又、モータ（２６）によっ
てシリンダ（２２）のピストン（２３）を移動させて圧
力媒体を加圧し、直動シリンダ（１３のピストンα４を
移動させ、磁場発生手段（２）を半径方向に移動した。

このとき、ピストン（２３）の移動量を変化させた。

かかる移動状態を維持しながら、真空アーク蒸着室を真
空雰囲気にした後、ターゲットと陽極間に電圧を加えて
放電させ、被処理物体表面への真空アーク蒸着を行った
。

その結果、前記ピストン（２３）の移動量の変化により
、ピストンα４の移動量が変化し、それに伴い磁場発生
手段（２）の移動量を変化させられ、そのため円板状タ
ーゲット（１１の裏面に平行に磁場発生手段（２）を任
意の位置に移動し得る事が確認された。

又、アークスポットの移動軌跡か制限されず、ターゲッ
ト（１）の全面に渡ってアークスポットを移動じ得、そ
のためターゲットの表面全体を均一に消耗させて使用す
る事か出来た。

尚、前記圧力媒体が、油や水等のように圧縮性を持たな
いものであると、シリンダ（２２）のピストン（２３）
の移動量が、直動シリンダα３のピストン１４１の移動
量に比例する。空気等の如く圧縮性か大きい場合でも、
円笥状室ｆｒ）内の冷却水（圧力媒体）の影響で、ピス
トン（２３）の移動量はピストンα４の移動量に比例す
る。

上記の如くピストンの移動量に比例関係かある場合、ピ
ストン（２３）の移動量をセンサ（２７）で検出し、必
要な磁場発生手段（２）の半径方向の位置を、モータ■
の回転によって変化していく回転角度からｔｉｒ＃器（
２８）て求め、モータ（２６）の回転を制御するように
すると、磁場発生手段（２）を任意の位置に連続して移
動させ得るようになる。

（発明の効果） 本発明に係る真空アーク蒸着装置は、真空アーク蒸着室
内の円板状ターゲットの裏面に配した磁場発生手段を、
円板状ターゲットの周方向又は半径方向に、又は、周方
向及び半径方向に同時に、真空アーク蒸着室外からの操
作により移動し得る磁場発生手段移動装置を有している
。従って、該磁場発生手段移動装置により、円板状ター
ゲットの裏面に平行に磁場発生手段を任意の位置に移動
し得るようになる。そのため、アークスポットの移動軌
跡が制限されず、ターゲットの全面に渡ってアークスポ
ットを移動し得るようになる。

又、磁場発生手段を円板状ターゲットの周方向に移動す
るための回転軸は１本でよく、２重構造にする必要はな
く、複雑な歯車機構を使用することもないので、磁場発
生手段移動装置の機構か簡素にてき、その保守点検も容
易になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例に係る真空アーク蒸着装置の磁場発生
手段移動装置部を示す側面図、第２図は、らせん状軌道
に沿って磁場発生手段を移動する従来装置を示す側面図
、第３図は、該装置の磁場発生手段の移動軌跡を示す図
、第４図は、内接歯車によって磁場発生手段を移動させ
る従来装置を示す側面図、第５図は、該装置の磁場発生
手段の移動範囲を示す図である。 （１）−円筒形陰極装置　（２）、陰極磁場移動装置（
４）（５）−電気絶縁材　　（７）、圧力媒体孔αα　
−真空アーク蒸着装置の壁板 αυ　回転軸　　　　　α３　（２２）−直動シリンダ
α４１（２３）−ピストン　　四　圧力媒体αＧ　　一
回転継手　　　　０ｇ　タイミングヘルド（イ）（２６
）−モータ　　（２４）　（２５）　　ラックピニオン
（２７）−−センサ　　　（２８）−制御器特許出願人
　株式会社　神戸製鋼折 代　理　人　弁理士　　金欠　章− 第１図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空アーク蒸着室内の円板状ターゲットの裏面に
   配した磁場発生手段を真空アーク蒸着室外からの操作に
   より移動させる磁場発生手段移動装置を有する真空アー
   ク蒸着装置において、前記磁場発生手段移動装置が、磁
   場発生手段の担持機構と、該担持機構を支持して磁場発
   生手段を円板状ターゲットの半径方向に移動させるピス
   トンを持つ直動シリンダと、該シリンダへの圧力媒体供
   給管と、該シリンダの支持機構を端部に持ち、真空アー
   ク蒸着室の内から外へ嵌通すると共に、前記圧力媒体供
   給管に接続され真空アーク蒸着室外へ貫通する流路を持
   つ回転軸と、該回転軸の流路に管接続された圧力媒体供
   給手段とを有してなることを特徴とする真空アーク蒸着
   装置。
2. （２）前記圧力媒体供給手段が、前記回転軸の流路に連
   通する流路を有する回転継手を前記回転軸の外部端に周
   設し、駆動装置で往復移動されるピストンを持つ直動シ
   リンダを前記回転継手の流路に管接続して真空アーク蒸
   着室外に設けてなる請求項１に記載の真空アーク蒸着装
   置。