JPS6187865A - アーク蒸発装置 - Google Patents
アーク蒸発装置Info
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- JPS6187865A JPS6187865A JP60178479A JP17847985A JPS6187865A JP S6187865 A JPS6187865 A JP S6187865A JP 60178479 A JP60178479 A JP 60178479A JP 17847985 A JP17847985 A JP 17847985A JP S6187865 A JPS6187865 A JP S6187865A
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- magnetic field
- cathode spot
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32055—Arc discharge
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
- C23C14/325—Electric arc evaporation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32623—Mechanical discharge control means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/3266—Magnetic control means
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/48—Generating plasma using an arc
- H05H1/50—Generating plasma using an arc and using applied magnetic fields, e.g. for focusing or rotating the arc
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- Organic Chemistry (AREA)
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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。
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）
本発明はアーク蒸発を行なうための方法およびその装置
に関し、とくに蒸発されるべきターゲットとして広い表
面積を有するものを使用するアーク蒸発方法およびその
装置に関するものである。
に関し、とくに蒸発されるべきターゲットとして広い表
面積を有するものを使用するアーク蒸発方法およびその
装置に関するものである。
（従来技術）
アークコーティングシステムに使用されるアーク蒸発方
法としては、Ａｌｖｉｎ Ａ、５ｎａｐｐｅｒにより
開示されたアメリカ合衆国特許明細書箱３，６２５，８
４８号、３，８３６．４５１号あるいはり、Ｓａｂ ｌ
ｅｖ等により開示されたアメリカ合衆国特許明細書箱
３，７８３，２３１号、第３．７９３．１９７号等に記
載された技術が知られている。これらの技術は高い付着
率を得るため、あるいはその他の種々の便宜のためアー
クガンを用いる。アーク電流は６０Ａ以上であり、それ
が極めて小さなカソードスポットに集中するのでその際
の電流密度は１平方インチあたり１０３〜１０６ｅＶに
なり、またこのアークを構成している粒子の平均エネル
ギーは通常２０〜１００ｅＶである。また電圧は１５〜
４５Ｖである。このためこの小さな、カソードスポット
における電力密度は１平方インチあたりメガワットのオ
ーダーになる。このカソードスポットはターゲット表面
をランダムに動き回り、そのカソードスポットの直下の
ターゲット表面を高温にして蒸発せしめる。そしてこの
蒸発されたターゲット材料は基台上にコーティングされ
る。
法としては、Ａｌｖｉｎ Ａ、５ｎａｐｐｅｒにより
開示されたアメリカ合衆国特許明細書箱３，６２５，８
４８号、３，８３６．４５１号あるいはり、Ｓａｂ ｌ
ｅｖ等により開示されたアメリカ合衆国特許明細書箱
３，７８３，２３１号、第３．７９３．１９７号等に記
載された技術が知られている。これらの技術は高い付着
率を得るため、あるいはその他の種々の便宜のためアー
クガンを用いる。アーク電流は６０Ａ以上であり、それ
が極めて小さなカソードスポットに集中するのでその際
の電流密度は１平方インチあたり１０３〜１０６ｅＶに
なり、またこのアークを構成している粒子の平均エネル
ギーは通常２０〜１００ｅＶである。また電圧は１５〜
４５Ｖである。このためこの小さな、カソードスポット
における電力密度は１平方インチあたりメガワットのオ
ーダーになる。このカソードスポットはターゲット表面
をランダムに動き回り、そのカソードスポットの直下の
ターゲット表面を高温にして蒸発せしめる。そしてこの
蒸発されたターゲット材料は基台上にコーティングされ
る。
このようにカソードスポットがランダムに動き回ること
により比較的小さいターゲットはある程度一様に浸食さ
れるため小さい基台をコーティングするにはこのような
方法を利用することができる。
により比較的小さいターゲットはある程度一様に浸食さ
れるため小さい基台をコーティングするにはこのような
方法を利用することができる。
しかしながら、基台のサイズが大きくなると上記方法の
欠点が顕著になるため利用し難くなる。
欠点が顕著になるため利用し難くなる。
すなわら、例えば基台が２０平方インチ以上になるとタ
ーゲットの一様な浸食は長続きしないのである。とくに
ターゲットが矩形である場合にはその欠点がより顕著に
なる。このため、大きな基台を用いる必要がある場合に
は、複数個の小さなターゲットを使用するようにしてタ
ーゲット全体の表面積をかせぐと共に、それぞれのター
ゲット上に少なくとも１つ以上のカソードスポットを形
成づるためそれぞれのターゲットについて、６０Ａ程度
の電流を必要とするアークガンを配設する。しかしなが
ら、スポットの数の増加に比例して基台に対する加熱も
大きくなる。すなわち、コーティングされるべき基台の
サイズが大きくなる程アークガンの加熱による基台の損
傷が激しくなる。このため上述したような方法は電力消
費の面からも、またメンテナンスの而からも問題があっ
た。
ーゲットの一様な浸食は長続きしないのである。とくに
ターゲットが矩形である場合にはその欠点がより顕著に
なる。このため、大きな基台を用いる必要がある場合に
は、複数個の小さなターゲットを使用するようにしてタ
ーゲット全体の表面積をかせぐと共に、それぞれのター
ゲット上に少なくとも１つ以上のカソードスポットを形
成づるためそれぞれのターゲットについて、６０Ａ程度
の電流を必要とするアークガンを配設する。しかしなが
ら、スポットの数の増加に比例して基台に対する加熱も
大きくなる。すなわち、コーティングされるべき基台の
サイズが大きくなる程アークガンの加熱による基台の損
傷が激しくなる。このため上述したような方法は電力消
費の面からも、またメンテナンスの而からも問題があっ
た。
・ （発明の目的）
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり
、本発明の第１の目的は広い面積を有する表面をコーテ
ィングする際、消費電力が小さくメンテナンスの必要性
が少ないアーク蒸発方法Ｊ３よびその装置を提供するこ
とを目的とするものである。
、本発明の第１の目的は広い面積を有する表面をコーテ
ィングする際、消費電力が小さくメンテナンスの必要性
が少ないアーク蒸発方法Ｊ３よびその装置を提供するこ
とを目的とするものである。
本発明の第２の目的は２０平方インチ以上のターゲット
表面を有するターゲットを有効に使用し得るアーク蒸発
方法およびその装置を提供することを目的とするもので
ある。
表面を有するターゲットを有効に使用し得るアーク蒸発
方法およびその装置を提供することを目的とするもので
ある。
さらに、本発明の第３の目的は、プラスチック基台上に
金属を］−ティングし得るアーク蒸発方法およびその装
置を提供することを目的とするものである。
金属を］−ティングし得るアーク蒸発方法およびその装
置を提供することを目的とするものである。
（発明の構成）
本発明のアーク蒸発方法はまず蒸発されるべき材料表面
を有するターゲットを形成し、この後このターゲット表
面上にアークを発生せしめ磁場方向が所定方向に定めら
れた磁場をこのターゲット表面上方に発生せしめ、カソ
ードスポットをターゲット表面上においてこの磁場の方
向に対して略垂直な方向に誘導することによりアークに
よるターゲットの蒸発を略一様になさしめたことを特徴
とするものである。
を有するターゲットを形成し、この後このターゲット表
面上にアークを発生せしめ磁場方向が所定方向に定めら
れた磁場をこのターゲット表面上方に発生せしめ、カソ
ードスポットをターゲット表面上においてこの磁場の方
向に対して略垂直な方向に誘導することによりアークに
よるターゲットの蒸発を略一様になさしめたことを特徴
とするものである。
また、本発明のアーク蒸発装置は蒸発されるべき材料表
面を有するターゲットと、このターゲット表面上にアー
クを発生させるためのアーク発生手段と、所定方向に磁
場方向を定められた磁場をターゲット表面上方に発生さ
せる磁場発生手段を有してなるカソードスポット誘導手
段とを備えたもので、上述した磁場発生手段により、カ
ソードスポットを磁場方向に対して略垂直な方向に誘導
してアークによるターゲットの蒸発が略一様になるよう
にしたことを特徴とするものである。
面を有するターゲットと、このターゲット表面上にアー
クを発生させるためのアーク発生手段と、所定方向に磁
場方向を定められた磁場をターゲット表面上方に発生さ
せる磁場発生手段を有してなるカソードスポット誘導手
段とを備えたもので、上述した磁場発生手段により、カ
ソードスポットを磁場方向に対して略垂直な方向に誘導
してアークによるターゲットの蒸発が略一様になるよう
にしたことを特徴とするものである。
（発明の効果）
本発明のアーク蒸発方法およびその装置によれば、ター
ゲット表面上方に磁場を発生せしめてカソードスポット
を誘導するようにしており、磁界の強さ等を調節するこ
とによりカソードスポットを所望の位置に移動させるこ
とができる。これにより広い面積を有するターゲットで
あってもその蒸発による浸食を略一様なものとすること
ができる。したがって従来技術のように広い面積に亘っ
てコーティングする際に多くのアークガンを使用する必
要がないから消費電力を小さくすることができ、またコ
ーティングされるべき基台の、加熱による損傷を防ぐこ
とができる。
ゲット表面上方に磁場を発生せしめてカソードスポット
を誘導するようにしており、磁界の強さ等を調節するこ
とによりカソードスポットを所望の位置に移動させるこ
とができる。これにより広い面積を有するターゲットで
あってもその蒸発による浸食を略一様なものとすること
ができる。したがって従来技術のように広い面積に亘っ
てコーティングする際に多くのアークガンを使用する必
要がないから消費電力を小さくすることができ、またコ
ーティングされるべき基台の、加熱による損傷を防ぐこ
とができる。
〈実 施 例）
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
づる。
づる。
第１図および第２Ａ図は本発明をパルス式マグネトロン
アークカソード１０に応用した場合の実施例について示
すものである。ターゲット１２は蒸発源となるべき物質
で金属等の伝導体物質でなければならない。このターゲ
ット１２はアーク閉込手段１４により周囲を囲まれてお
り、またこのアーク閉込手段１４は外部レールを形成す
るもので、例えばアメリカ合衆国特許明細８第４，４３
０，１８４号に開示されている窒化ボロン、窒化チタン
等の窒化物あるいは１９８４年１月１９日に出願された
アメリカ合衆国特許出願用５７２，００７号に開示され
ている高透磁率物質等が使用される。さらに、このアー
ク閉込手段１４はアメリカ合衆国特許明細書簡３，７９
３．１７９号に開示されているように電気的シールド部
材として用いたり、アメリカ合衆国特許明細書簡３，６
２５，８４８号に開示されているようにアノードとして
用いることも可能である。なお、本実施例においては第
１図に示すようにターゲット１２の内部に内部レール１
５を設けている。
アークカソード１０に応用した場合の実施例について示
すものである。ターゲット１２は蒸発源となるべき物質
で金属等の伝導体物質でなければならない。このターゲ
ット１２はアーク閉込手段１４により周囲を囲まれてお
り、またこのアーク閉込手段１４は外部レールを形成す
るもので、例えばアメリカ合衆国特許明細８第４，４３
０，１８４号に開示されている窒化ボロン、窒化チタン
等の窒化物あるいは１９８４年１月１９日に出願された
アメリカ合衆国特許出願用５７２，００７号に開示され
ている高透磁率物質等が使用される。さらに、このアー
ク閉込手段１４はアメリカ合衆国特許明細書簡３，７９
３．１７９号に開示されているように電気的シールド部
材として用いたり、アメリカ合衆国特許明細書簡３，６
２５，８４８号に開示されているようにアノードとして
用いることも可能である。なお、本実施例においては第
１図に示すようにターゲット１２の内部に内部レール１
５を設けている。
ターゲット１２の直下にはマグネティックコイル等の磁
場形成部材１６が配されており、第１図にはコイルのセ
ンターラインが仮想線により描かれている。このコイル
は高透１１′＄のカプラー１８内に配されており、これ
により第２Ａ図に示すようにターゲット１７上に互いに
反対方向を向く２つの磁界が形成される。パルス発生器
２０は第２Ｂ図に示すようなパルス電流をコイル１６に
印加するためのものである。ターゲット１２とコイル１
６の間には例えば水等の冷Ｗ媒を通すための空間が形成
されている。アノード２１とカソードとしてのターゲッ
ト１２の間には電流源２３が接続されている。さらに、
分離したカンード上にターゲット１２を配することによ
り電流源２３にそれぞれ接続された分離カソードを形成
することができる。基台２５は通常大きい基台で形成さ
れており、アノードと同一の材料で形成されてもよい。
場形成部材１６が配されており、第１図にはコイルのセ
ンターラインが仮想線により描かれている。このコイル
は高透１１′＄のカプラー１８内に配されており、これ
により第２Ａ図に示すようにターゲット１７上に互いに
反対方向を向く２つの磁界が形成される。パルス発生器
２０は第２Ｂ図に示すようなパルス電流をコイル１６に
印加するためのものである。ターゲット１２とコイル１
６の間には例えば水等の冷Ｗ媒を通すための空間が形成
されている。アノード２１とカソードとしてのターゲッ
ト１２の間には電流源２３が接続されている。さらに、
分離したカンード上にターゲット１２を配することによ
り電流源２３にそれぞれ接続された分離カソードを形成
することができる。基台２５は通常大きい基台で形成さ
れており、アノードと同一の材料で形成されてもよい。
前述したように、従来このような基台はその全体をコー
ティングするのに複数のアーク源を必要としていた。
ティングするのに複数のアーク源を必要としていた。
しかしながら、本発明によれば広い表面をコーティング
する場合においても１つの大きなターゲットを利用する
ことができる。
する場合においても１つの大きなターゲットを利用する
ことができる。
すなわち、このアークターゲットは約２０平方インチ以
上の面積を有しており、ターゲット周囲のカソードスポ
ットの作用を直接的なものとするために使用される交ｗ
１１１３９により影響を受け、この磁界がパルス的ある
いは連続的いずれの場合であってもこの大面積のターゲ
ットは全面積に亘り一様に浸食を受ける。
上の面積を有しており、ターゲット周囲のカソードスポ
ットの作用を直接的なものとするために使用される交ｗ
１１１３９により影響を受け、この磁界がパルス的ある
いは連続的いずれの場合であってもこの大面積のターゲ
ットは全面積に亘り一様に浸食を受ける。
操作段階においては、ターゲットの初期清浄化の後にこ
のターゲットに対していわゆる第２段アークが行なわれ
る。上記初期清浄化期間中Ｇ−第１段アークが行なわれ
るが、この第１段アークはターゲット上部を極めて高速
に動くものである。ターゲットが清浄化されると、第２
段アークがターゲット上を極めて低速、例えば１ｍ／秒
程度の低速で動くようになる。このアークの動きはラン
ダムであって、一方向に１回動くと次に他方向に動くと
いうような行動をとる。第２Ｂ図は、第２段アークが開
始されるとマグネティックコイル１６に電流パルスが印
加されることを示している。電流パルスが入力されない
期間において、アークはアーク閉込手段内あるいは外部
レール１４と内部レール１５との間をランダムに初き回
る。すなわち、アークの動きは極めて局部的であり規則
性を有ざない。電流パルスを印加される期間ｔ１におい
ては、第１にコイル１６の中央線１９上にカソードスポ
ットを集中させるように、また第２にこのカソードスポ
ットが第１図に示す矢印ａの方向に動くように交番磁界
が発生する。通常磁場は極めて短い期間ｔ１＋ｔ２の間
だけ存在する。すなわち、多くの期間はカソードスポッ
トが外部レール１４から内部レール１５に向かってラン
ダムな移動をする間に費やされる。以上の説明からもわ
かるように、この！ｉ場はアークをターゲット上に拘束
するためのものではなく上記矢印の方向に瞬間的にカソ
ードスポットを移動させるためのものである。そしてタ
ーゲット上には必要とされる多くのカソードスポットが
存在し、そのスポット数は電流源２３から供給される電
流量が大きくなるに従って多くなる。
のターゲットに対していわゆる第２段アークが行なわれ
る。上記初期清浄化期間中Ｇ−第１段アークが行なわれ
るが、この第１段アークはターゲット上部を極めて高速
に動くものである。ターゲットが清浄化されると、第２
段アークがターゲット上を極めて低速、例えば１ｍ／秒
程度の低速で動くようになる。このアークの動きはラン
ダムであって、一方向に１回動くと次に他方向に動くと
いうような行動をとる。第２Ｂ図は、第２段アークが開
始されるとマグネティックコイル１６に電流パルスが印
加されることを示している。電流パルスが入力されない
期間において、アークはアーク閉込手段内あるいは外部
レール１４と内部レール１５との間をランダムに初き回
る。すなわち、アークの動きは極めて局部的であり規則
性を有ざない。電流パルスを印加される期間ｔ１におい
ては、第１にコイル１６の中央線１９上にカソードスポ
ットを集中させるように、また第２にこのカソードスポ
ットが第１図に示す矢印ａの方向に動くように交番磁界
が発生する。通常磁場は極めて短い期間ｔ１＋ｔ２の間
だけ存在する。すなわち、多くの期間はカソードスポッ
トが外部レール１４から内部レール１５に向かってラン
ダムな移動をする間に費やされる。以上の説明からもわ
かるように、この！ｉ場はアークをターゲット上に拘束
するためのものではなく上記矢印の方向に瞬間的にカソ
ードスポットを移動させるためのものである。そしてタ
ーゲット上には必要とされる多くのカソードスポットが
存在し、そのスポット数は電流源２３から供給される電
流量が大きくなるに従って多くなる。
スポットが複数個存在する場合には期間ｔ１の間に発生
するパルス磁場によりそれぞれのスポットについて類似
した移動が与えられる。そしてこのアークは基台のコー
ティング・が全面に亘って一様となる程度に十分動き回
る必要がある。
するパルス磁場によりそれぞれのスポットについて類似
した移動が与えられる。そしてこのアークは基台のコー
ティング・が全面に亘って一様となる程度に十分動き回
る必要がある。
前述したように、複数個のスポットを使用しない場合に
はカソード１０が長尺であることが問題となる。多くの
場合、要求されるコーティング速度を１ｑるためには広
いターゲット全面に亘り平均電流密度を維持する必要が
ある。一般に、パルス幅ｔ１と電流の大きさの積により
上述したスポットの移動ｍＳ決定される。これらの要素
はターゲットの形状、とくに長さにより影響を受ける。
はカソード１０が長尺であることが問題となる。多くの
場合、要求されるコーティング速度を１ｑるためには広
いターゲット全面に亘り平均電流密度を維持する必要が
ある。一般に、パルス幅ｔ１と電流の大きさの積により
上述したスポットの移動ｍＳ決定される。これらの要素
はターゲットの形状、とくに長さにより影響を受ける。
電磁石１６は閉路１９を形成するがこの閉路１９は確定
的なものではない。すなわち、アークのランダムな動き
と、一つのスポットが他のスポットを遠ざける動きとの
双方により、閉路１９のまわりのア−りを移動せしめる
メカニズムが与えられる。磁場源１６としては例えばパ
ルス発生器２０の出力極性を反転させることによりスポ
ットの移動方向を逆にするようなものも使用することが
できる。これにより例えば、ターゲット中央部に螺線状
に侵入せしめた後、移動方向を反転させ螺線状に戻るよ
うにすることも可能となる。
的なものではない。すなわち、アークのランダムな動き
と、一つのスポットが他のスポットを遠ざける動きとの
双方により、閉路１９のまわりのア−りを移動せしめる
メカニズムが与えられる。磁場源１６としては例えばパ
ルス発生器２０の出力極性を反転させることによりスポ
ットの移動方向を逆にするようなものも使用することが
できる。これにより例えば、ターゲット中央部に螺線状
に侵入せしめた後、移動方向を反転させ螺線状に戻るよ
うにすることも可能となる。
前述したように、内部レール１５は付加的なものである
。内部レール１５を使用する際には、このレール１５（
もしくは壁部）は極めて細いものとなる。
。内部レール１５を使用する際には、このレール１５（
もしくは壁部）は極めて細いものとなる。
すなわち例えば１７１６インチ程度のものであって、タ
ーゲット１２において、切削により形成された浅い溝部
内に保持される。これにより、この内部レールの専有す
る領域はターゲット全体に対して（セめて小さいものと
なる。内部レール１５が使用されない場合においても、
はとんど突発的なりロスオーバは生じない。ずなわら、
カソードの終端まで行かずに途中で中央線をアークが横
切るような状態はまれにしか生じない。しかしながら、
ターゲットの中央部も他部分と同様に浸食される。すな
わら、磁場が再び形成される際、アークが偏向しながら
もどるような速度およびモーメントを有しているかのよ
うにふるまう。
ーゲット１２において、切削により形成された浅い溝部
内に保持される。これにより、この内部レールの専有す
る領域はターゲット全体に対して（セめて小さいものと
なる。内部レール１５が使用されない場合においても、
はとんど突発的なりロスオーバは生じない。ずなわら、
カソードの終端まで行かずに途中で中央線をアークが横
切るような状態はまれにしか生じない。しかしながら、
ターゲットの中央部も他部分と同様に浸食される。すな
わら、磁場が再び形成される際、アークが偏向しながら
もどるような速度およびモーメントを有しているかのよ
うにふるまう。
第３図および第４図は、パルス式マグネトロンのアーク
カソードとして使用される場合の実施例を示すものであ
り、本実施例においては第１図に示す内部レール１５は
使用されていない。外部アーク閉込手段１４は図示する
ようなねじ２６を含んでおり、このねじ２６により外部
レール１４あるいはターゲット１２が構造内に組み込ま
れる。この磁場源は鉄板等の高透磁率のカブラ２８によ
り形成されており、またこのカプラ２８にはコイル３２
を配設する楕円形状の溝３０が形成されており、さらに
、このコイルは例えば銅線を５０から２００回巻回して
形成したものである。第３図に示すように、コイル３２
の各端部に電流を供給する手段はＡＣ電源３４を備えて
おりトランス３６に接続されている。なお、フィラメン
トトランス３６の出力電圧は６．３ｖである。
カソードとして使用される場合の実施例を示すものであ
り、本実施例においては第１図に示す内部レール１５は
使用されていない。外部アーク閉込手段１４は図示する
ようなねじ２６を含んでおり、このねじ２６により外部
レール１４あるいはターゲット１２が構造内に組み込ま
れる。この磁場源は鉄板等の高透磁率のカブラ２８によ
り形成されており、またこのカプラ２８にはコイル３２
を配設する楕円形状の溝３０が形成されており、さらに
、このコイルは例えば銅線を５０から２００回巻回して
形成したものである。第３図に示すように、コイル３２
の各端部に電流を供給する手段はＡＣ電源３４を備えて
おりトランス３６に接続されている。なお、フィラメン
トトランス３６の出力電圧は６．３ｖである。
整流器３７がトランス３６の２次側に接続されており２
次側コイルの各端部はコイル３２の各端部に接続されて
いる。これにより第３図に示す、ように単波整流された
サイン波がコイルに印加される。この波形は第２Ｂ図に
示すパルス波形と略同様の効果を与えるものである。コ
イル３２に印加される電流は第２Ａ図に示す電流源２３
から供給される電流と同様にその大きさを調整すること
によりカソードスポットの移動速度を変化せしめること
ができる。
次側コイルの各端部はコイル３２の各端部に接続されて
いる。これにより第３図に示す、ように単波整流された
サイン波がコイルに印加される。この波形は第２Ｂ図に
示すパルス波形と略同様の効果を与えるものである。コ
イル３２に印加される電流は第２Ａ図に示す電流源２３
から供給される電流と同様にその大きさを調整すること
によりカソードスポットの移動速度を変化せしめること
ができる。
操作段階において、交流型＃１３４はターゲットの初期
清浄化の後に出力されるようになっている。
清浄化の後に出力されるようになっている。
整流化された交流入力がｏｆｆ状態のときにはカソード
スポットのランダム運動が引き起こされるのに対しＯＮ
状態のときにはターゲット上を間欠的に回るような運動
を引き起こされる。この楕円軌道を描くような運動は第
１図の実施例において説明したものと類似している。ま
た、ターゲットの浸食形状は大略第４図２４に示すよう
なものとなる。やや大きな浸食がコイル上方の領域２４
ａにおいて形成されているが、このより深い浸食領域２
４ａは電流ＯＮ状態のとき、その状態が長すぎるために
コイル３２上の中央線付近にスポットがもどされること
により生ずる。りなわら、第２Ｂ図に示される期間ｔｌ
が長すぎるために生ずる。この場合、コイル３２を中央
線から十分遠く、例えばレール１４の内部エツジから１
／４インチ離れた位置に配すれば上述したサイン波によ
り引き起こされる深い浸食が最小限に押さえられ、ター
ゲットを一様に浸食することができる。
スポットのランダム運動が引き起こされるのに対しＯＮ
状態のときにはターゲット上を間欠的に回るような運動
を引き起こされる。この楕円軌道を描くような運動は第
１図の実施例において説明したものと類似している。ま
た、ターゲットの浸食形状は大略第４図２４に示すよう
なものとなる。やや大きな浸食がコイル上方の領域２４
ａにおいて形成されているが、このより深い浸食領域２
４ａは電流ＯＮ状態のとき、その状態が長すぎるために
コイル３２上の中央線付近にスポットがもどされること
により生ずる。りなわら、第２Ｂ図に示される期間ｔｌ
が長すぎるために生ずる。この場合、コイル３２を中央
線から十分遠く、例えばレール１４の内部エツジから１
／４インチ離れた位置に配すれば上述したサイン波によ
り引き起こされる深い浸食が最小限に押さえられ、ター
ゲットを一様に浸食することができる。
上述した実施例がパルス式マグネトロンアークカソード
１０についてのものであるのに対し、第５Ａ図、５Ｂ図
に示す実施例はフルモーションコントロールアークカソ
ードについてのものである。
１０についてのものであるのに対し、第５Ａ図、５Ｂ図
に示す実施例はフルモーションコントロールアークカソ
ードについてのものである。
パルスマグネトロンアークカソード１０における磁場が
間欠的に形成されるのに対し、このフルモーションコン
トロールアークカソードにおける磁場は連続的に形成さ
れる。そしてこのターゲット１２はアーク閉込手段１４
を備えており、これによりアークをターゲット表面上に
保持することができる。
間欠的に形成されるのに対し、このフルモーションコン
トロールアークカソードにおける磁場は連続的に形成さ
れる。そしてこのターゲット１２はアーク閉込手段１４
を備えており、これによりアークをターゲット表面上に
保持することができる。
ターゲット１２の下方には磁気コイル４２．４４からな
る磁場源が配されている。なお、コイル４２は円周上に
配されるコイル４４の略中央に位置している。
る磁場源が配されている。なお、コイル４２は円周上に
配されるコイル４４の略中央に位置している。
各コイル４２．４４はそれぞれコイル線を５０から２０
０回巻くことにより形成される。第５Ｂ図にはコイル４
２．４４に電流を供給する回路が示されている。
０回巻くことにより形成される。第５Ｂ図にはコイル４
２．４４に電流を供給する回路が示されている。
この回路は交流あるいは方形波を出力する信号発生源５
０を備えている。この信号発生８！５０により発生され
た信号は、２次側にセンタータップ５２を備えたトラン
ス４８に印加される。もし信号発生源５０が交流信号を
出力するのであればトランス４Ｂの２次側多出力端子に
整流器５４．５６を接続する。そしてコイル４２の各終
端はセンタータップ５２と整流器５６のカソードに、ま
たコイル４４の各終端はセンタータップ５２と整流器５
４のカソードに接続される。
０を備えている。この信号発生８！５０により発生され
た信号は、２次側にセンタータップ５２を備えたトラン
ス４８に印加される。もし信号発生源５０が交流信号を
出力するのであればトランス４Ｂの２次側多出力端子に
整流器５４．５６を接続する。そしてコイル４２の各終
端はセンタータップ５２と整流器５６のカソードに、ま
たコイル４４の各終端はセンタータップ５２と整流器５
４のカソードに接続される。
本実施例においてはこれら２つの整流器が図示するよう
な極性を有するように配されているが、要求に応じてそ
の極性を逆にして使用してもかまわない。
な極性を有するように配されているが、要求に応じてそ
の極性を逆にして使用してもかまわない。
ところで前述したパルス式マグネトロンアークカソード
の実施例においてはトラックの回りにカソードスポット
をランダム走行さけるようにしている。さらに、このカ
ソードスポットを駆動コイル上に集中させ、トラックの
回りを回転させるようにしている。この理論は第５△、
５Ｂ図に示すフルモーションコントロールア−クカソー
ドいても応用されている。すなわち内部コイル４２およ
び外部コイル４４のいずれのコイルが励磁されるかによ
ってマグネットセンター（カソードスポット）が内方に
移動したり外方に移動したりする。
の実施例においてはトラックの回りにカソードスポット
をランダム走行さけるようにしている。さらに、このカ
ソードスポットを駆動コイル上に集中させ、トラックの
回りを回転させるようにしている。この理論は第５△、
５Ｂ図に示すフルモーションコントロールア−クカソー
ドいても応用されている。すなわち内部コイル４２およ
び外部コイル４４のいずれのコイルが励磁されるかによ
ってマグネットセンター（カソードスポット）が内方に
移動したり外方に移動したりする。
内部コイルおよび外部コイルは交互に、信号Ｒ１［５０
により印加される信号の各半周期の間ｖ１遇される。こ
れによりアークはパルス的にトラックの回りを回転する
と共に第５Ｃ図の波形５８で示すように内部コイル４２
ａと外部コイル４４ａの間を往復する。ここで、アーク
を往復させるマグネットセンターは横方向よりも前方向
に強い動きをする。
により印加される信号の各半周期の間ｖ１遇される。こ
れによりアークはパルス的にトラックの回りを回転する
と共に第５Ｃ図の波形５８で示すように内部コイル４２
ａと外部コイル４４ａの間を往復する。ここで、アーク
を往復させるマグネットセンターは横方向よりも前方向
に強い動きをする。
これにより自由走行による影胃は走行パターンの横方向
の幅を広げる程度にとどまる。
の幅を広げる程度にとどまる。
各コイル４２ａ 、 ４２ｂに対する駆動時間はアーク
が磁場内のコイル間を移動するのにちょうど十分な時間
とすべきである。この時間が長すぎるとターゲットのコ
イルの直上部分が過度に浸食される。
が磁場内のコイル間を移動するのにちょうど十分な時間
とすべきである。この時間が長すぎるとターゲットのコ
イルの直上部分が過度に浸食される。
なお、アークが常に磁気ドームの下で発生するように各
コイルによる磁場がターゲット全域をカバーしているこ
とが望ましい。また、コイル励磁とアーク／ターゲット
の回転位置間の完全な同期がとられていないため、トラ
ック周囲において一様な浸食が行なわれる。さらに、第
５Ｃ図に示すようにターゲットの大きさと励磁パラメー
タの値により、アークは一方の６ｔｉ場センターから使
方の磁場センターへ移動する間にトラック方向にも移９
ｊ）する。
コイルによる磁場がターゲット全域をカバーしているこ
とが望ましい。また、コイル励磁とアーク／ターゲット
の回転位置間の完全な同期がとられていないため、トラ
ック周囲において一様な浸食が行なわれる。さらに、第
５Ｃ図に示すようにターゲットの大きさと励磁パラメー
タの値により、アークは一方の６ｔｉ場センターから使
方の磁場センターへ移動する間にトラック方向にも移９
ｊ）する。
本実施例においては駆動電流信号としてサイン波が使用
されている。このダブルコイルシステムにおいて、サイ
ン波、方形波いずれの信号が使用される場合でも最良の
状態を得るためにタイミング上のいくつかの制約がある
。このアークは一方のトラック上に留まっていてはなら
ず両トラック間を往復しなければならない。また、フル
コントロールシステムは両コイルのうち必ずいずれか一
方のコイルをＯＮ状態にしておくことにより達成される
。そして種々の特別の信号波形を形成することにより浸
食の一様性をさらに高めることができる。上記特別の信
号波形の一つとして三角波を用いることもでき、第６図
には両コイル４２． ４４に三角波信号電流を印加した
場合のタイミングチャートが示されている。第６図によ
ればコイル４２に印加される電流が最大のとき、コイル
４４に印加される電流は０となる。コイル４２に印加さ
れる電流が減少し始めるとコイル４４に印加される電流
が増加し始めるというように両コイル内において、印加
電流の増加減少の関係が逆の関係となっている。これに
より磁場センターが両コイル間をスムーズに往復する。
されている。このダブルコイルシステムにおいて、サイ
ン波、方形波いずれの信号が使用される場合でも最良の
状態を得るためにタイミング上のいくつかの制約がある
。このアークは一方のトラック上に留まっていてはなら
ず両トラック間を往復しなければならない。また、フル
コントロールシステムは両コイルのうち必ずいずれか一
方のコイルをＯＮ状態にしておくことにより達成される
。そして種々の特別の信号波形を形成することにより浸
食の一様性をさらに高めることができる。上記特別の信
号波形の一つとして三角波を用いることもでき、第６図
には両コイル４２． ４４に三角波信号電流を印加した
場合のタイミングチャートが示されている。第６図によ
ればコイル４２に印加される電流が最大のとき、コイル
４４に印加される電流は０となる。コイル４２に印加さ
れる電流が減少し始めるとコイル４４に印加される電流
が増加し始めるというように両コイル内において、印加
電流の増加減少の関係が逆の関係となっている。これに
より磁場センターが両コイル間をスムーズに往復する。
アーク（あるいはカソードスポット）がこのフィールド
センターを追従するような形となり、これによりアーク
もトラック上を回りながら両コイル間を往復する。以上
述べたように第５Ａ．５８図に示す実施例ではアークが
トラックの回りを回りながら両コイル間を往復するので
ある。そしてアークは常にコントロールされている。こ
の実施例においては、ターゲット１２上の両コイル４２
． ４４間全てに亘る浸食の一様性を保証するためにア
ークの前方向への走行にランダム走行を加える必要がな
いのでアークの移動速度を速くすることができる。
センターを追従するような形となり、これによりアーク
もトラック上を回りながら両コイル間を往復する。以上
述べたように第５Ａ．５８図に示す実施例ではアークが
トラックの回りを回りながら両コイル間を往復するので
ある。そしてアークは常にコントロールされている。こ
の実施例においては、ターゲット１２上の両コイル４２
． ４４間全てに亘る浸食の一様性を保証するためにア
ークの前方向への走行にランダム走行を加える必要がな
いのでアークの移動速度を速くすることができる。
第７図はフルモーションコントロールアークカソードに
使用される磁場源を示したものである。
使用される磁場源を示したものである。
特に、連続する前方向への移動は側部と中央との磁気勾
配の発振により引き起こされる。第７図に示すコイルは
このコイルの長手方向に延びる第１のコイル６０を備え
ており、この第１のコイル６０は第５Ａ．５８図に示す
実施例におけるコイル４２。
配の発振により引き起こされる。第７図に示すコイルは
このコイルの長手方向に延びる第１のコイル６０を備え
ており、この第１のコイル６０は第５Ａ．５８図に示す
実施例におけるコイル４２。
４４あるいは第４図に示す実施例にお１プるコイル３２
に対応するものである。また、第２のコイル６２は第１
のコイル６８の回りに巻回されたもので発振する電流が
印加される。第１のコイル６０には連続する直流電流が
印加され、この点からこのアークカソードはアークマグ
ネトロンとして考慮される。
に対応するものである。また、第２のコイル６２は第１
のコイル６８の回りに巻回されたもので発振する電流が
印加される。第１のコイル６０には連続する直流電流が
印加され、この点からこのアークカソードはアークマグ
ネトロンとして考慮される。
発振プる側部・中央間の磁気勾配はコイル６２により形
成される。この実施例においては、アーク移動量の総量
が両コイル６０． ６２の相互作用により定まるので第
５Ａ図、５Ｂ図の実施例に比べてより制約が課される。
成される。この実施例においては、アーク移動量の総量
が両コイル６０． ６２の相互作用により定まるので第
５Ａ図、５Ｂ図の実施例に比べてより制約が課される。
ところで第１．３図の実施例においては広い領域のカソ
ードは、カソードあるいはターゲットの回りの間欠的な
アークにより浸食される。第５Ａ。
ードは、カソードあるいはターゲットの回りの間欠的な
アークにより浸食される。第５Ａ。
５Ｂ図の実施例においては、連続的なアークの移動は交
互に反転して表われる両磁場間を往復するようになって
いる。第７図の実施例においては、連続的に前進する磁
場はコイル６０を継続的に励磁することにより形成され
、これによりこの実施例はアークマグネトロンとして機
能すると考えてよい。なお、本発明の実施例としてはそ
の他種々のタイプのフルモーションコントロールア−ク
カソード 従来、交番磁界中における真空放電の挙動について記載
した参考文献は多い。これらのうちの１つにＫｅＳｅａ
ｖとＰａｓｈａｋｏｖａにより発表された’Ｔｈｅ
ＥＩｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ＡｎＣｈＯｒｉｎ
ｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｓｐｏｔ”
（Ｓｏｖｉｅｔ Ｐｈｙｓｆｃｓ−Ｔｅｃｈｎｉｃａ
ｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ。
互に反転して表われる両磁場間を往復するようになって
いる。第７図の実施例においては、連続的に前進する磁
場はコイル６０を継続的に励磁することにより形成され
、これによりこの実施例はアークマグネトロンとして機
能すると考えてよい。なお、本発明の実施例としてはそ
の他種々のタイプのフルモーションコントロールア−ク
カソード 従来、交番磁界中における真空放電の挙動について記載
した参考文献は多い。これらのうちの１つにＫｅＳｅａ
ｖとＰａｓｈａｋｏｖａにより発表された’Ｔｈｅ
ＥＩｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ＡｎＣｈＯｒｉｎ
ｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｓｐｏｔ”
（Ｓｏｖｉｅｔ Ｐｈｙｓｆｃｓ−Ｔｅｃｈｎｉｃａ
ｌ Ｐｈｙｓｉｃｓ。
Ｖｏｌｏｍｅ４，Ｐａｇｅ２５４） （１９５９）と
いう論文がある。しかし、彼らの研究は水銀陰極を用い
たものであるため浸食形状あるいは浸食の一様性等は問
題とならないのである。これに対し、本発明においては
このようなことを問題としているのである。さらに、従
来の数多くの研究においてはＦ４ｉ場は一瞬形成され，
放電の寿命は極めて短い。さらに、継続的な磁場をアー
クＲ発による真空コーティングに効果的に応用した研究
もない。ただ、アメリカ合衆国特許３，８３６，４５１
号に開示されているようにターゲット領域の外部に磁気
コイルが配されているものが知られているのみである。
いう論文がある。しかし、彼らの研究は水銀陰極を用い
たものであるため浸食形状あるいは浸食の一様性等は問
題とならないのである。これに対し、本発明においては
このようなことを問題としているのである。さらに、従
来の数多くの研究においてはＦ４ｉ場は一瞬形成され，
放電の寿命は極めて短い。さらに、継続的な磁場をアー
クＲ発による真空コーティングに効果的に応用した研究
もない。ただ、アメリカ合衆国特許３，８３６，４５１
号に開示されているようにターゲット領域の外部に磁気
コイルが配されているものが知られているのみである。
すなわちコイル上に形成される磁場はターゲット上に形
成されないのである。
成されないのである。
もし、第２アークの最大保証値程度の強い磁場が形成さ
れれば浸食部分の幅は狭くなる。しかしながら、実際に
はこの磁場はその磁界の強さが最低レベル程度まで下げ
られること．により弱いものとなり、浸食部分の幅は広
くなり、より大きなＶ字型浸食パターンが認められた。
れれば浸食部分の幅は狭くなる。しかしながら、実際に
はこの磁場はその磁界の強さが最低レベル程度まで下げ
られること．により弱いものとなり、浸食部分の幅は広
くなり、より大きなＶ字型浸食パターンが認められた。
パルス式磁場あるいは［続的な弱い磁場の挙動について
の研究に基づいて本出願人はレール１４を高透磁率金属
とした結果磁場の方向速度が約２０〜３０インチ／秒に
上昇することを発見した。この速度が約２０インチ／秒
以下になると不安定状態となり、ターゲット上を一方向
に回るような傾向ははっきりしなくなる。
の研究に基づいて本出願人はレール１４を高透磁率金属
とした結果磁場の方向速度が約２０〜３０インチ／秒に
上昇することを発見した。この速度が約２０インチ／秒
以下になると不安定状態となり、ターゲット上を一方向
に回るような傾向ははっきりしなくなる。
一般に、ターゲットに表面の磁界の強さはレール１４が
高透磁率物質の場合３ガウス以上である。これに対し高
透磁率物質でない場合１ガウス程度であるが、上述した
値以下の磁界の強さであっても種々のタイプのｍｉｓを
用いることによりその状況に応じた浸食の一様性を得る
ことができる。
高透磁率物質の場合３ガウス以上である。これに対し高
透磁率物質でない場合１ガウス程度であるが、上述した
値以下の磁界の強さであっても種々のタイプのｍｉｓを
用いることによりその状況に応じた浸食の一様性を得る
ことができる。
本発明の他の実施例として隣接する磁場が逆極性となる
ように形成してより高度な構造のものとしたものがある
。
ように形成してより高度な構造のものとしたものがある
。
第８．９図にはコイル６４が描かれているが、このコイ
ル６４はＵ型形状をなすと共に４つの直線部分６４ａ〜
６４ｄを備えている。これらの直線部分６４８〜６４ｄ
のうち隣接する部分には逆方向の電流が流れており、こ
れにより隣接する部分に逆極性の磁場を発生せしめる。
ル６４はＵ型形状をなすと共に４つの直線部分６４ａ〜
６４ｄを備えている。これらの直線部分６４８〜６４ｄ
のうち隣接する部分には逆方向の電流が流れており、こ
れにより隣接する部分に逆極性の磁場を発生せしめる。
各部分により形成される浸食パターンは丸底のＶ字形状
であり、その幅は磁界の強さが弱いときであってもやや
狭い。この直線部分は、隣接するＶ字形状の浸食パター
ンが互いに重なる程度に十分近接して配される。これに
より、全体としてターゲットの浸食は一様に行なわれる
ことになる。すなわち、各直線部分６４ａ〜６４ｄの配
置を調整すること、およびコイル電流を十分低い値とす
ることにより実験的に略一様な浸食が得られる。コイル
６４に全波整流された電流を印加すると１０時間に亘る
アークの迷走が生じるがカソードスポットは所定のトラ
ック上に保持される。第８，９図に示すコイルは５×１
２インチ大のターゲット内に形成されている。また、コ
イル６４には一定の直流電流を印加してもよい。この場
合、システムはスパッタリングマグネトロンに類似した
固定磁石システムとなる。ただしスパッタリングマグネ
トロンの場合と比べて、強度は弱い。
であり、その幅は磁界の強さが弱いときであってもやや
狭い。この直線部分は、隣接するＶ字形状の浸食パター
ンが互いに重なる程度に十分近接して配される。これに
より、全体としてターゲットの浸食は一様に行なわれる
ことになる。すなわち、各直線部分６４ａ〜６４ｄの配
置を調整すること、およびコイル電流を十分低い値とす
ることにより実験的に略一様な浸食が得られる。コイル
６４に全波整流された電流を印加すると１０時間に亘る
アークの迷走が生じるがカソードスポットは所定のトラ
ック上に保持される。第８，９図に示すコイルは５×１
２インチ大のターゲット内に形成されている。また、コ
イル６４には一定の直流電流を印加してもよい。この場
合、システムはスパッタリングマグネトロンに類似した
固定磁石システムとなる。ただしスパッタリングマグネ
トロンの場合と比べて、強度は弱い。
固定磁石をアークカソードに用いたものが第１０図に描
かれている。この実施例は高透磁率の基板６６と４石６
８ａ〜６８ｄを備えており、この磁石６８ａ〜６８ｄの
うち隣接する磁石は図中矢印で示すように互いに逆極性
となるよう配されている。隣接する磁場１０は交Ｕに逆
極性となるように配される。
かれている。この実施例は高透磁率の基板６６と４石６
８ａ〜６８ｄを備えており、この磁石６８ａ〜６８ｄの
うち隣接する磁石は図中矢印で示すように互いに逆極性
となるよう配されている。隣接する磁場１０は交Ｕに逆
極性となるように配される。
要求される磁界の強さは数ガウスにすぎない。しかしタ
ーゲットの取り替えをせずに長い時間の使用に耐え得る
よう肉厚のターゲット１２を用いる場合、磁場はある程
度の高さまで突き出るように形成されなければならない
。これは第１１図の実施例により達成される。すなわち
第１１図の実施例は第１０図の実施例に磁石８０ａ 、
８０ｂを付加したものであり、これにより磁場が上方
に高く突出するように形成される。永久磁石７６ａ 〜
７６ｃ 、 ８０ａ 、 ８０ｂは従来から使用されて
いる材料により、またはアメリカ合衆国特許第４，２６
５，７２９号に開示されているフレキシブル永久磁石材
料により形成されている。
ーゲットの取り替えをせずに長い時間の使用に耐え得る
よう肉厚のターゲット１２を用いる場合、磁場はある程
度の高さまで突き出るように形成されなければならない
。これは第１１図の実施例により達成される。すなわち
第１１図の実施例は第１０図の実施例に磁石８０ａ 、
８０ｂを付加したものであり、これにより磁場が上方
に高く突出するように形成される。永久磁石７６ａ 〜
７６ｃ 、 ８０ａ 、 ８０ｂは従来から使用されて
いる材料により、またはアメリカ合衆国特許第４，２６
５，７２９号に開示されているフレキシブル永久磁石材
料により形成されている。
ところで従来、Ｋｅｓｅａｖによりマグネトロン場を真
空放電に利用したものが知られている。
空放電に利用したものが知られている。
しかしながらこのマグネトロン場はコーティングに利用
する際放電をターゲット上に保持する目的で使用されて
いる。これはターゲットの背後にある１巻きの電力線を
用いることにより達成される。
する際放電をターゲット上に保持する目的で使用されて
いる。これはターゲットの背後にある１巻きの電力線を
用いることにより達成される。
しかしながら、Ｋｅｓｅａｖにより開発された上記方法
は大きなターゲットの浸食を一様にすることについて何
ら示唆するものではない。さらに、カソードスポットを
ターゲット表面上において誘導するため分割手段に付加
されたアーク閉込手段を使用するものでもない。
は大きなターゲットの浸食を一様にすることについて何
ら示唆するものではない。さらに、カソードスポットを
ターゲット表面上において誘導するため分割手段に付加
されたアーク閉込手段を使用するものでもない。
以下、前述した実施例について若干の補足を行なう。
１、第８，１１図に示した実施例について電磁石あるい
は永久磁石を用いて微弱ではあるが複雑なマグネトロン
場を形成し、大きなターゲット表面の浸食を一様にする
。すなわち、このマグネトロン場により形成された単な
る７字形状の浸食溝は隣同士互いに重なり合うことによ
り上記一様な浸食を達成する。
は永久磁石を用いて微弱ではあるが複雑なマグネトロン
場を形成し、大きなターゲット表面の浸食を一様にする
。すなわち、このマグネトロン場により形成された単な
る７字形状の浸食溝は隣同士互いに重なり合うことによ
り上記一様な浸食を達成する。
２、第１図から第７図に示す実施例について、トラック
が１本であるか複数本であるかにかかわらずパルス式マ
グネトロンシステムを使用する。
が１本であるか複数本であるかにかかわらずパルス式マ
グネトロンシステムを使用する。
３、マルヂブルコイルもしくは永久磁石プラスコイルシ
ステムをターゲット表面上の磁場中心を移動させるため
に使用する。スパッタコーティングのコントロールに使
用した類似タイプのものとしてはアメリカ合衆国特許第
３．９５６．０９３号明細書に開示された技術がある。
ステムをターゲット表面上の磁場中心を移動させるため
に使用する。スパッタコーティングのコントロールに使
用した類似タイプのものとしてはアメリカ合衆国特許第
３．９５６．０９３号明細書に開示された技術がある。
４、アークターゲットの磁場に影響を与えるコイルある
いは固定磁石を機械的に移動させる。スパッタコーティ
ングのコントロールに使用した類似タイプのものとして
はアメリカ合衆国特許第３゜８７８．０８５号明細書に
開示された技術がある。
いは固定磁石を機械的に移動させる。スパッタコーティ
ングのコントロールに使用した類似タイプのものとして
はアメリカ合衆国特許第３゜８７８．０８５号明細書に
開示された技術がある。
５、磁石システムに対してアークターゲットを橢械的に
移動させる。スパッタコーティングのコントロールに使
用した類似タイプのものとしてはアメリカ合衆国特許第
４．３５６．０７３号明細ｍに開示された技術がある。
移動させる。スパッタコーティングのコントロールに使
用した類似タイプのものとしてはアメリカ合衆国特許第
４．３５６．０７３号明細ｍに開示された技術がある。
以上、本発明に係るいくつかの実施例について詳細に説
明したが、本発明の実施例としては上述した実施例以外
にも種々のものが考えられる。
明したが、本発明の実施例としては上述した実施例以外
にも種々のものが考えられる。
第１図は本発明をパルス式マグネトロンアークカソード
に応用した場合の実施例について示す斜視図、第２Ａ図
は第１図２Ａ−２Ａ線にお（ブる断面図、第２Ｂ図は第
１図の実施例で使用されるパルス電流を示すグラフ、第
３図および第４図は本発明をフルモーションコントロー
ルアークカソードに応用した場合の実施例について示す
ものであって第３図は磁場源に電流を供給するための回
路を示す概略図、第４図は第３図４−４線における断面
図、第５Ａ図、第５Ｂ図および第５Ｃ図は本発明をフル
モーションコントロールアークカソードに応用した場合
の他の実施例について示ずものであって、第５Ａ図は第
５Ｂ図５Ａ−５Ａ線における断面図、第５Ｂ図は磁場源
に適当な信号を供給するための回路を示す回路図、第５
Ｃ図は第５Ａ図および第５Ｂ図に示す実施例におけるカ
ソードスポットの移動経路を示す概略図、第６図は第５
Ａ図および第５Ｂ図に示す実施例で使用される信号波形
を示すグラフ、第７図は本発明に係る）ルモーションコ
ントロールアークカソードにおいて使用される磁場源の
一例を示す概略図、第８図および第９図は本発明をフル
モーションコントロー畢レアークカソードに応用した場
合の実施例について示すものであって、第８図はターゲ
ットに対する磁場源の配設位置を示す平面図、第９図は
第８図９−９線における断面図、第１０図および第１１
図は本発明に係るフルモーションコントロールアークカ
ソードとして使用される他の実施例をそれぞれ示す断面
図である。 １０・・・カソード １２・・・ターゲット
１４・・・アーク閉込手段（外部レール）１５・・・内
部レール １６、３２．４２．４４．６０．６２．６４・・・磁場
源（コイル）１７、３３．４６．７０．７８・・・磁場
２１・・・アノード ２３・・・電流源２５
・・・基 台 ５０・・・信号源６８、８
０・・・磁 石 （自 発）手続ン甫正書 特許庁長官 殿 昭和６０年１０月２
１日１、事件の表示 特願昭６０−１７８４７９号 ２、発明の名称 アーク蒸発方法およびその装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国 コロラド州 ８０３０１ボウ
ルダー セントラル アベニュー ２５９０名 称
ヴアック チック システムズインコーポレーテッド ４、代理人 ６、補正により増加する発明の数 な し７、Ｍ
正の対象 明細内および図面 ８、補正の内容 １）手書き明細書をタイプ浄書に補正
します。 （内容に変更なし）
に応用した場合の実施例について示す斜視図、第２Ａ図
は第１図２Ａ−２Ａ線にお（ブる断面図、第２Ｂ図は第
１図の実施例で使用されるパルス電流を示すグラフ、第
３図および第４図は本発明をフルモーションコントロー
ルアークカソードに応用した場合の実施例について示す
ものであって第３図は磁場源に電流を供給するための回
路を示す概略図、第４図は第３図４−４線における断面
図、第５Ａ図、第５Ｂ図および第５Ｃ図は本発明をフル
モーションコントロールアークカソードに応用した場合
の他の実施例について示ずものであって、第５Ａ図は第
５Ｂ図５Ａ−５Ａ線における断面図、第５Ｂ図は磁場源
に適当な信号を供給するための回路を示す回路図、第５
Ｃ図は第５Ａ図および第５Ｂ図に示す実施例におけるカ
ソードスポットの移動経路を示す概略図、第６図は第５
Ａ図および第５Ｂ図に示す実施例で使用される信号波形
を示すグラフ、第７図は本発明に係る）ルモーションコ
ントロールアークカソードにおいて使用される磁場源の
一例を示す概略図、第８図および第９図は本発明をフル
モーションコントロー畢レアークカソードに応用した場
合の実施例について示すものであって、第８図はターゲ
ットに対する磁場源の配設位置を示す平面図、第９図は
第８図９−９線における断面図、第１０図および第１１
図は本発明に係るフルモーションコントロールアークカ
ソードとして使用される他の実施例をそれぞれ示す断面
図である。 １０・・・カソード １２・・・ターゲット
１４・・・アーク閉込手段（外部レール）１５・・・内
部レール １６、３２．４２．４４．６０．６２．６４・・・磁場
源（コイル）１７、３３．４６．７０．７８・・・磁場
２１・・・アノード ２３・・・電流源２５
・・・基 台 ５０・・・信号源６８、８
０・・・磁 石 （自 発）手続ン甫正書 特許庁長官 殿 昭和６０年１０月２
１日１、事件の表示 特願昭６０−１７８４７９号 ２、発明の名称 アーク蒸発方法およびその装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国 コロラド州 ８０３０１ボウ
ルダー セントラル アベニュー ２５９０名 称
ヴアック チック システムズインコーポレーテッド ４、代理人 ６、補正により増加する発明の数 な し７、Ｍ
正の対象 明細内および図面 ８、補正の内容 １）手書き明細書をタイプ浄書に補正
します。 （内容に変更なし）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）少なくとも２０平方インチ以上の蒸発されるべき材
料表面を有するターゲットと、 このターゲットを蒸発させるため前記表面上にアークを
発生させるためのアーク発生手段と、所定方向に磁力線
の方向を定められた少なくとも１つの磁場を少なくとも
間欠的に前記ターゲット表面上方において発生せしめる
磁場発生手段を有するカソードスポット誘導手段とを備
えてなり、前記アークが前記ターゲット表面上をランダ
ムに動き回るカソードスポットと荷電粒子の存在により
発生されるものであり、 前記磁場発生手段が、前記カソードスポットを前記磁力
線の方向に対して略垂直な方向に誘導して前記アークに
よる前記ターゲットの蒸発を略一様になさしめるもので
あることを特徴とするアーク蒸発装置。 ２）前記ターゲットがこのターゲット表面に発生するア
ークを閉じ込めるためのアーク閉込手段を備えてなるこ
とを特徴とする特許請求範囲第１項記載のアーク蒸発装
置。 ３）前記カソードスポット誘導手段が前記ターゲット表
面上の閉路内において前記カソードスポットを移動せし
める手段を備えてなることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のアーク蒸発装置。 ４）前記アーク閉込手段が前記ターゲット表面の周囲に
配されたレールであり、このレールが透磁率の高い材料
で形成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載のアーク蒸発装置。 ５）前記ターゲット表面上の磁界の強さが約３ガウスで
あることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のアー
ク蒸発装置。 ６）前記ターゲットがその中央部分に内部レールを備え
、これにより前記磁場の方向に対して垂直な平面内にお
いて当該内部レールの回りにカソードスポットを移動せ
しめる閉路を形成したことを特徴とする特許請求の範囲
第４項記載のアーク蒸発装置。 ７）前記アーク閉込手段が前記ターゲット表面の周囲に
配されたレールであり、このレールが窒化硼素もしくは
窒化チタニウムにより形成されてなることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載のアーク蒸発装置。 ８）前記ターゲット表面上の磁界の強さが少なくとも約
１ガウス以上であることを特徴とする特許請求の範囲第
７項記載のアーク蒸発装置。 ９）前記ターゲットがその中央部分に内部レールを備え
、これにより前記磁場の方向に対して垂直な平面内にお
いて当該内部レールの回りにカソードスポットを移動せ
しめる閉路を形成したことを特徴とする特許請求の範囲
第７項記載のアーク蒸発装置。 １０）前記ターゲット表面上の磁界の強さが少なくとも
約１ガウス以上であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のアーク蒸発装置。 １１）前記カソードスポット誘導手段が間欠的に前記磁
場の発生と消滅の切換えを行なう切換手段を備えてなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアーク蒸
発装置。 １２）前記カソードスポット誘導手段が前記ターゲット
表面と反対側のターゲット端部に電磁石手段を配設して
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアー
ク蒸発装置。 １３）前記電磁石手段に印加するべき電流を発生するた
めの電流源を備えてなることを特徴とする特許請求の範
囲第１２項記載のアーク蒸発装置。 １４）前記電流源が半波整流電流を前記電磁石に供給す
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第１３項
記載のアーク蒸発装置。 １５）前記電流源が前記電磁石にパルス電流を供給する
ものであり、当該パルス電流が実際に印加されている各
期間において前記カソードスポットを所定の方向に誘導
せしめ、前記各期間の間の期間において前記カソードス
ポットをランダムに動き回らせるようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１２項記載のアーク蒸発装置。 １６）前記電磁石手段が、複数回巻回された導線よりな
るコイルを備え、このコイルの両端に電流源を接続して
なることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載のア
ーク蒸発装置。 １７）前記電流源が前記コイルの両端に半波整流電流を
供給してなることを特徴とする特許請求の範囲第１６項
記載のアーク蒸発装置。 １８）前記導線の巻回数が５０〜２００であることを特
徴とする特許請求の範囲第１６項記載のアーク蒸発装置
。 １９）前記電磁石手段が、導線を複数回巻回してなるコ
イルを複数個同心状に配設してなるものであることを特
徴とする特許請求の範囲第１２項記載のアーク蒸発装置
。 ２０）前記コイルの数が２個であり、それぞれのコイル
に対して位相の異なる信号を供給する手段を備えており
、これにより前記それぞれのコイルを交互に励磁せしめ
前記カソードスポットを一方のコイル上の中央線から他
方のコイル上の中央線の間で連続的に往復せしめると共
にこのカソードスポットが前記ターゲット表面上のトラ
ックを回るように連続的にコントロールしてなることを
特徴とする特許請求の範囲第１９項記載のアーク蒸発装
置。 ２１）前記２つのコイルのそれぞれに印加される信号波
形が三角波であり、一方のコイルに印加される電流が増
加するときには他方のコイルに印加される電流が減少し
、一方のコイルに印加される電流が減少するときには他
方のコイルに印加される電流が増加するように形成する
と共にこれら両コイルに少なくともいくらかの電流を常
に印加せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第２０
項記載のアーク蒸発装置。 ２２）前記位相の異なる２つの信号が１つの交流信号を
互いに半波長ずらして形成した信号であることを特徴と
する特許請求の範囲第２０項記載のアーク蒸発装置。 ２３）前記電磁石手段が、少なくとも、前記カソードス
ポットの誘導方向と同一方向に複数回巻回された第１の
コイルと、この第１のコイルの導線巻回方向に対して垂
直方向かつこの第１のコイル上に導線を複数回巻回され
てなる第２のコイルとを備えてなることを特徴とする特
許請求の範囲第１２項記載のアーク蒸発装置。 ２４）前記第１のコイルに印加される電流が連続的な直
流電流であり、前記第２のコイルに印加される電流が発
振する電流であり、前記直流電流が前記カソードスポッ
トをターゲット表面のトラック上において連続的に回転
せしめるためのものであるのに対し、前記発振する電流
が前記カソードスポットを前記回転方向において前後に
発振せしめる磁場を形成するものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第２３項記載のアーク蒸発装置。 ２５）前記電磁石手段が略Ｕ字を描くように配設されて
なると共に互いに近接する複数の平行な直線部分を備え
てなり、この複数の直線部分のうち互いに隣接する直線
部分に印加する電流の向きを互いに反対方向となし、こ
れによりターゲット上の磁場を前記隣接する直線部分に
おいて互いに逆極性となるように形成したことを特徴と
する特許請求の範囲第１２項記載のアーク蒸発装置。 ２６）前記各直線部分により形成されるターゲットの各
浸食溝がＶ字形状をなし、互いに隣接するこの浸食溝を
重なり合うように形成し、これによりターゲットを一様
に蒸発せしめるようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第２５項記載のアーク蒸発装置。 ２７）前記カソードスポット誘導手段が、前記ターゲッ
ト表面上の複数の磁場のうち隣接する磁場が互いに逆極
性となるように形成せしめる手段を備えてなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のアーク蒸発装置。 ２８）前記複数の磁場のうち隣接する磁場が逆極性とな
るように形成せしめる手段が、複数個の永久磁石および
／または電磁石を含んでなることを特徴とする特許請求
の範囲第２７項記載のアーク蒸発装置。 ２９）前記複数個の磁石のうち少なくともいくつかがタ
ーゲット表面に対して垂直に配されてなることを特徴と
する特許請求の範囲第２８項記載のアーク蒸発装置。 ３０）前記複数個の磁石の間に少なくともいくつかの他
の磁石を挿入するとともに当該他の磁石の極性方向が最
初に配されていた前記磁石の極性方向に対して垂直とな
るように配設し、前記ターゲット表面上の磁場がより上
方に突出するように形成したことを特徴とする特許請求
の範囲第２９項記載のアーク蒸発装置。 ３１）前記複数個の磁石を透磁率の高い材料で形成され
てなる基板上に結合せしめたことを特徴とする特許請求
の範囲第２８項記載のアーク蒸発装置。 ３２）前記永久磁石がフェライト磁石もしくはフレキシ
ブル永久磁石材料の積層片からなることを特徴とする特
許請求の範囲第２８項記載のアーク蒸発装置。 ３３）前記ターゲット表面上の磁場を移動せしめる磁石
手段を備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のアーク蒸発装置。 ３４）前記磁石手段が電磁石であることを特徴とする特
許請求の範囲第３３項記載のアーク蒸発装置。 ３５）前記ターゲット表面上方の磁場を移動するため前
記カソードスポット誘導手段を移動せしめる手段を備え
てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のア
ーク蒸発装置。 ３６）前記ターゲット表面上方の磁場を移動せしめるた
め、前記ターゲットを前記カソードスポット誘導手段に
対して移動せしめる手段を備えてなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のアーク蒸発装置。 ３７）蒸発されるべき材料表面を有するターゲットと、
このターゲットを蒸発させるため前記表面上にアークを
発生させるためのアーク発生手段と、前記アークを前記
ターゲット表面上に拘束するためのアーク拘束手段と、 所定方向に磁力線の方向を定められた少なくとも１つの
磁場を少なくとも間欠的に前記ターゲット表面上方にお
いて発生せしめる磁場発生手段を有するカソードスポッ
ト誘導手段とを備えてなり、前記アークが前記ターゲッ
ト表面上をランダムに動き回るカソードスポットと荷電
粒子の存在により発生されるものであり、 前記磁場発生手段が、前記カソードスポットを前記磁力
線の方向に対して略垂直な方向に誘導して前記アークに
よる前記ターゲットの蒸発を略一様になさしめるもので
あることを特徴とするアーク蒸発装置。 ３８）前記ターゲット表面が少なくとも２０平方インチ
以上の面積を有してなることを特徴とする特許請求の範
囲第３７項記載のアーク蒸発装置。 ３９）前記カソードスポット誘導手段が前記ターゲット
表面上の閉路内において前記カソードスポットを移動せ
しめる手段を備えてなることを特徴とする特許請求の範
囲第３７項記載のアーク蒸発装置。 ４０）前記アーク閉込手段が前記ターゲット表面の周囲
に配されたレールであり、このレールが透磁率の高い材
料で形成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第
３７項記載のアーク蒸発装置。 ４１）前記ターゲット表面上の磁界の強さが約３ガウス
であることを特徴とする特許請求の範囲第４０項記載の
アーク蒸発装置。 ４２）前記ターゲットがその中央部分に内部レールを備
え、これにより前記磁場の方向に対して垂直な平面内に
おいて当該内部レールの回りにカソードスポットを移動
せしめる閉路を形成したことを特徴とする特許請求の範
囲第４０項記載のアーク蒸発装置。 ４３）前記アーク閉込手段が前記ターゲット表面の周囲
に配されたレールであり、このレールが窒化硼素もしく
は窒化チタニウムにより形成されてなることを特徴とす
る特許請求の範囲第３７項記載のアーク蒸発装置。 ４４）前記ターゲット表面上の磁界の強さが少なくとも
約１ガウス以上であることを特徴とする特許請求の範囲
第４３項記載のアーク蒸発装置。 ４５）前記ターゲットがその中央部分に内部レールを備
え、これにより前記磁場の方向に対して垂直な平面内に
おいて当該内部レールの回りにカソードスポットを移動
せしめる閉路を形成したことを特徴とする特許請求の範
囲第４３項記載のアーク蒸発装置。 ４６）前記ターゲット表面上の磁界の強さが少なくとも
約１ガウス以上であることを特徴とする特許請求の範囲
第３７項記載のアーク蒸発装置。 ４７）前記カソードスポット誘導手段が間欠的に前記磁
場の発生と消滅の切換えを行なう切換手段を備えてなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第３７項記載のアーク
蒸発装置。 ４８）前記カソードスポット誘導手段が前記ターゲット
表面と反対側のターゲット端部に電磁石手段を配設して
なることを特徴とする特許請求の範囲第３７項記載のア
ーク蒸発装置。 ４９）前記電磁石手段に印加するべき電流を発生するた
めの電流源を備えてなることを特徴とする特許請求の範
囲第４８項記載のアーク蒸発装置。 ５０）前記電流源が半波整流電流を前記電磁石に供給す
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第４９項
記載のアーク蒸発装置。 ５１）前記電流源が前記電磁石にパルス電流を供給する
ものであり、当該パルス電流が実際に印加されている各
期間において前記カソードスポットを所定の方向に誘導
せしめ、前記各期間の間の期間において前記カソードス
ポットをランダムに動き回らせるようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第４８項記載のアーク蒸発装置。 ５２）前記電磁石手段が、複数回巻回された導線よりな
るコイルを備え、このコイルの両端に電流源を接続して
なることを特徴とする特許請求の範囲第４８項記載のア
ーク蒸発装置。 ５３）前記電流源が前記コイルの両端に半波整流電流を
供給してなることを特徴とする特許請求の範囲第５２項
記載のアーク蒸発装置。 ５４）前記導線の巻回数が５０〜２００であることを特
徴とする特許請求の範囲第５２項記載のアーク蒸発装置
。 ５５）前記電磁石手段が、導線を複数回巻回してなるコ
イルを複数個同心状に配設してなるものであることを特
徴とする特許請求の範囲第４８項記載のアーク蒸発装置
。 ５６）前記コイルの数が２個であり、それぞれのコイル
に対して位相の異なる信号を供給する手段を備えており
、これにより前記それぞれのコイルを交互に励磁せしめ
前記カソードスポットを一方のコイル上の中央線から他
方のコイル上の中央線の間で連続的に往復せしめると共
にこのカソードスポットが前記ターゲット表面上のトラ
ックを回るように連続的にコントロールしてなることを
特徴とする特許請求の範囲第５５項記載のアーク蒸発装
置。 ５７）前記２つのコイルのそれぞれに印加される信号波
形が三角波であり、一方のコイルに印加される電流が増
加するときには他方のコイルに印加される電流が減少し
、一方のコイルに印加される電流が減少するときには他
方のコイルに印加される電流が増加するように形成する
と共にこれら両コイルに少なくともいくらかの電流を常
に印加せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第５６
項記載のアーク蒸発装置。 ５８）前記位相の異なる２つの信号が１つの交流信号を
互いに半波長ずらして形成した信号であることを特徴と
する特許請求の範囲第５６項記載のアーク蒸発装置。 ５９）前記電磁石手段が、少なくとも、前記カソードス
ポットの誘導方向と同一方向に複数回巻回された第１の
コイルと、この第１のコイルの導線巻回方向に対して垂
直方向かつこの第１のコイル上に導線を複数回巻回され
てなる第２のコイルとを備えてなることを特徴とする特
許請求の範囲第４８項記載のアーク蒸発装置。 ６０）前記第１のコイルに印加される電流が連続的な直
流電流であり、前記第２のコイルに印加される電流が発
振する電流であり、前記直流電流が前記カソードスポッ
トをターゲット表面のトラック上において連続的に回転
せしめるためのものであるのに対し、前記発振する電流
が前記カソードスポットを前記回転方向において前後に
発振せしめる磁場を形成するものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第５９項記載のアーク蒸発装置。 ６１）前記電磁石手段が略Ｕ字を描くように配設されて
なると共に互いに近接する複数の平行な直線部分を備え
てなり、この複数の直線部分のうち互いに隣接する直線
部分に印加する電流の向きを互いに反対方向となし、こ
れによりターゲット上の磁場を前記隣接する直線部分に
おいて互いに逆極性となるように形成したことを特徴と
する特許請求の範囲第４８項記載のアーク蒸発装置。 ６２）前記各直線部分により形成されるターゲットの各
浸食溝がＶ字形状をなし、互いに隣接するこの浸食溝を
重なり合うように形成し、これによりターゲットを一様
に蒸発せしめるようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第６１項記載のアーク蒸発装置。 ６３）前記カソードスポット誘導手段が、前記ターゲッ
ト表面上の複数の磁場のうち隣接する磁場が互いに逆極
性となるように形成せしめる手段を備えてなることを特
徴とする特許請求の範囲第３７項記載のアーク蒸発装置
。 ６４）前記複数の磁場のうち隣接する磁場が逆極性とな
るように形成せしめる手段が、複数個の永久磁石および
／または電磁石を含んでなることを特徴とする特許請求
の範囲第６３項記載のアーク蒸発装置。 ６５）前記複数個の磁石のうち少なくともいくつかがタ
ーゲット表面に対して垂直に配されてなることを特徴と
する特許請求の範囲第６４項記載のアーク蒸発装置。 ６６）前記複数個の磁石の間に少なくともいくつかの他
の磁石を挿入するとともに当該他の磁石の極性方向が最
初に配されていた前記磁石の極性方向に対して垂直とな
るように配設し、前記ターゲット表面上の磁場がより上
方に突出するように形成したことを特徴とする特許請求
の範囲第６５項記載のアーク蒸発装置。 ６７）前記複数個の磁石を透磁率の高い材料で形成され
てなる基板上に結合せしめたことを特徴とする特許請求
の範囲第６４項記載のアーク蒸発装置。 ６８）前記永久磁石がフェライト磁石もしくはフレキシ
ブル永久磁石材料の積層片からなることを特徴とする特
許請求の範囲第６４項記載のアーク蒸発装置。 ６９）前記ターゲット表面上の磁場を移動せしめる磁石
手段を備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第３
７項記載のアーク蒸発装置。 ７０）前記磁石手段が電磁石であることを特徴とする特
許請求の範囲第６９項記載のアーク蒸発装置。 ７１）前記ターゲット表面上方の磁場を移動するため前
記カソードスポット誘導手段を移動せしめる手段を備え
てなることを特徴とする特許請求の範囲第３７項記載の
アーク蒸発装置。 ７２）前記ターゲット表面上方の磁場を移動せしめるた
め、前記ターゲットを前記カソードスポット誘導手段に
対して移動せしめる手段を備えてなることを特徴とする
特許請求の範囲第３７項記載のアーク蒸発装置。 ７３）蒸発されるべき金属表面を有するターゲットと、
このターゲットを蒸発させるため前記表面上にアークを
発生させるためのアーク発生手段と、蒸発された前記金
属ターゲット材料をコーティングされるプラスチック基
台とを備えてなり、前記アークが前記ターゲット表面上
をランダムに動き回るカソードスポットと荷電粒子の存
在により発生されるものであることを特徴とするアーク
蒸発装置。 ７４）少なくとも２０平方インチ以上の蒸発されるべき
材料表面を有するターゲットを形成し、 このターゲットを蒸発させるため前記ターゲット表面上
に、この表面上をランダムに動き回るカソードスポット
と荷電粒子の存在により現われるアークを発生せしめ、 所定方向に磁力線の方向を定められた少なくとも１つの
磁場を少なくとも間欠的にターゲット表面上方に発生せ
しめ、前記カソードスポットを該磁力線の方向に対して
略垂直な方向に誘導することにより前記アークによる前
記ターゲットの蒸発を略一様になさしめることを特徴と
するアーク蒸発方法。 ７５）前記ターゲット表面上に前記アークを拘束するよ
うにしたことを特徴とする特許請求範囲第７４項記載の
アーク蒸発方法。 ７６）前記カソードスポットが前記ターゲット表面の閉
路上を移動するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第７４項記載のアーク蒸発方法。 ７７）前記磁場を交互に発生、消滅せしめ、磁場が発生
しているときには前記カソードスポットを所定方向に誘
導し、磁場が消滅しているときには前記カソードスポッ
トを前記ターゲット表面上でランダムに徘徊せしめて前
記ターゲットを一様に蒸発せしめるようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第７４項記載のアーク蒸発方法
。 ７８）前記カソードスポットの前記ターゲット表面上に
おける回転を連続的にコントロールするため前記磁場を
連続的に発生せしめるようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第７４項記載のアーク蒸発方法。 ７９）前記ターゲット表面上の磁場において隣接する部
分が逆極性であるような複数の磁場を発生せしめるよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第７４項記載の
アーク蒸発方法。 ８０）蒸発されるべき材料表面を有するターゲットを形
成し、 このターゲットを蒸発させるため前記ターゲット表面上
に、この表面上をランダムに動き回るカソードスポット
と荷電粒子の存在により現われるアークを発生せしめ、 前記アークを前記ターゲット表面上に拘束せしめ、所定
方向に磁力線の方向を定められた少なくとも１つの磁場
を少なくとも間欠的に前記ターゲット表面上方に発生せ
しめ、前記カソードスポットを該磁力線の方向に対して
略垂直な方向に誘導することにより前記アークによる前
記ターゲットの蒸発を略一様になさしめることを特徴と
するアーク蒸発方法。 ８１）前記ターゲット表面の面積が少なくとも約２０平
方インチ以上であることを特徴とする特許請求の範囲第
８０項記載のアーク蒸発方法。 ８２）前記カソードスポットが前記ターゲット表面の閉
路上を移動するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第８０項記載のアーク蒸発方法。 ８３）前記磁場を交互に発生、消滅せしめ、磁場が発生
しているときには前記カソードスポットを所定方向に誘
導し、磁場が消滅しているときには前記カソードスポッ
トを前記ターゲット表面上でランダムに徘徊せしめて前
記ターゲットを一様に蒸発せしめるようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第８０項記載のアーク蒸発方法
。 ８４）前記カソードスポットの前記ターゲット表面上に
おける回転を連続的にコントロールするため前記磁場を
連続的に発生せしめるようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第８０項記載のアーク蒸発方法。 ８５）前記ターゲット表面上の磁場において隣接する部
分が逆極性であるような複数の磁場を発生せしめるよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第８０項記載の
アーク蒸発方法。 ８６）蒸発されるべき金属表面を有するターゲットを形
成し、 このターゲットを蒸発させるため前記ターゲット表面上
に、この表面上をランダムに動き回るカソードスポット
と荷電粒子の存在により現われるアークを発生せしめ、 蒸発された前記金属ターゲット材料をプラスチック基板
上にコーティングせしめるようにしたことを特徴とする
アーク蒸発方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US640353 | 1984-08-13 | ||
| US06/640,353 US4724058A (en) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | Method and apparatus for arc evaporating large area targets |
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