JP4356162B2 - Arc type evaporation source - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば工具、機械部品、金型、外装部品等の基体の表面に、陰極物質または当該陰極物質の窒化物、酸化物等から成る薄膜を形成して、当該基体の耐摩耗性、摺動性、耐焼き付き性、装飾性等を向上させること等に用いられるものであって、アーク放電によって陰極を溶解させて陰極物質を蒸発させるアーク式蒸発源に関し、より具体的には、アーク放電のアークスポット(陰極点)が何らかの原因で陰極の蒸発面から外れても当該アークスポットをすぐに陰極の蒸発面に戻すことができる手段に関する。
【0002】
【先行技術】
陰極の有効利用および交換頻度の低減が可能であり、かつ長時間に亘って成膜速度を一定に保つことのできるアーク式蒸発源が同一出願人によって先に提案されている(特願平11−231384号)。これを図4を参照して説明する。
【0003】
このアーク式蒸発源30は、例えばこの例のように、アーク式イオンプレーティング装置を構成するものであって陽極を兼ねる真空容器2の壁面に、基体6に向けて取り付けて使用される。22は絶縁物である。
【0004】
このアーク式蒸発源30は、軸方向の長さが直径よりも大きい(例えば2倍以上の)円柱状の陰極32と、この陰極32を、矢印Aに示すように、当該陰極32の軸に沿って前方に(即ち基体6側に)送り出す陰極送り機構48と、陰極32の少なくとも側面を冷媒(例えば冷却水)40によって直接冷却する陰極冷却機構36と、陰極32の先端の蒸発面33付近に、当該陰極32の軸に沿う方向の磁力線54を発生させる磁気コイル52とを備えている。53はコイル励磁電源である。
【0005】
磁気コイル52の近くの部材は、当該磁気コイル52が作る磁力線54を乱さないために、非磁性材から成る。
【0006】
陰極32は、成膜しようとする膜の種類に応じた所望の材料(例えば金属、合金、カーボン等)から成る。
【0007】
陰極32は、この例では支持軸46の先端部に支持されており、この支持軸46を介して、陰極送り機構48によって前方に送り出される。陰極送り機構48は、手動式でも動力式でも良い。アーク放電用のアーク電源24からの陰極32への給電は、この例では支持軸46を経由して行われる。アーク起動用のトリガ電極は図示を省略している(図1においても同様)。
【0008】
陰極冷却機構36は、この例では、上記陰極32をその蒸発面33を外に出した状態で収納する陰極収納容器38を備えており、その中に冷媒40が流される。この冷媒40によって、この例では、陰極32の側面および底面(蒸発面33と反対側の面)を直接冷却することができる。42、44はOリングシール、39はフランジ、56は絶縁物である。
【0009】
磁気コイル52は、陰極32の周囲に巻かれており、この例では、コイル収納容器50内に収納されている。抵抗器70は、アーク放電が陰極32とコイル収納容器50との間で起こることを防止して、アークを広げる働きをする。
【0010】
ガス吹付け機構58については後述する。
【0011】
このアーク式蒸発源30によれば、陰極32の蒸発面33と真空容器2との間にアーク放電を生じさせて、このアーク放電によって蒸発面33を局所的に溶解させて、蒸発面33から一部イオン化された陰極物質34を蒸発させることができる。それによって、蒸発面33の前方に配置した基体6の表面に、陰極物質34から成る薄膜、または陰極物質34と反応性ガス(例えば後述する反応性ガス62)とが反応してできる化合物から成る薄膜を形成することができる。
【0012】
しかもこのアーク式蒸発源30によれば、磁気コイル52によって、陰極32の蒸発面33に上記のような磁力線54を発生させることによって、アーク放電のアークスポット72の位置を陰極32の蒸発面33内に制限することができ、しかも当該蒸発面33内でアークスポット72が万遍無く移動するようになるので、蒸発面33を片寄ることなく一様に消耗させることができる。
【0013】
更に、陰極32の消耗に応じて、陰極送り機構48によって陰極32を前方に送り出すことができるので、陰極32が消耗してもその蒸発面33における磁力線54の状態を、当初と同じ状態にほぼ一定に保つことができ、これも蒸発面33を一様に消耗させることに寄与する。
【0014】
このアーク式蒸発源30によれば、軸方向に長い円柱状の陰極32を、上記のような作用によって一様に消耗させることができるので、陰極32の大部分を、従来例よりも大きな割合で、有効に利用することができる。従って、陰極32の有効利用および交換頻度の低減が可能である。
【0015】
しかも、陰極32の消耗に応じて、陰極送り機構48によって陰極32を前方に送り出すことができるので、蒸発面33と基体6との間の距離を一定に保つことが可能になる。従って、長時間に亘って成膜速度を一定に保つことができる。
【0016】
更に、陰極32の少なくとも側面を冷媒40によって直接冷却する陰極冷却機構36を備えているので、軸方向に長い円柱状の陰極32であっても、しかもその消耗状況に影響されることなく安定して、陰極32の蒸発面33を効果的に冷却することができる。その結果、蒸発面33の温度上昇を抑制して、アークスポット72の溶融プールを浅くすることができるので、蒸発面33から粗大粒子(ドロップレット)が発生することを防止して、平滑性の良好な薄膜を基体6の表面に形成することが可能になる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
上記アーク式蒸発源30は、基本的には、磁力線54によってアークスポット72を陰極32の蒸発面33内に制限することが可能であるけれども、何らかの原因で、希に、アークスポット72が、例えば矢印Bに示すように、陰極32の蒸発面33から外れて、陰極32と同電位の陰極収納容器38側へ移動することのあることが分かった。移動したアークスポット72は、自然に元の蒸発面33へ戻ることもあるし、更に陰極収納容器38の奥へ移動することもある。いずれにしても、アークスポット72が蒸発面33外へ移動すると、その間は、陰極32から目的とする陰極物質34が蒸発しなくなる。
【0018】
そこでこの発明は、上記のようなアーク式蒸発源を更に改善して、何らかの原因でアークスポットが陰極の蒸発面から外れても当該アークスポットをすぐに陰極の蒸発面に戻すことができるようにすることを主たる目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
この発明のアーク式蒸発源は、前記陰極とは別個の先細リングであって、それを前記陰極が直進可能に貫通していて当該先細リングは前記陰極の蒸発面の周りを囲んでおり、かつ少なくとも前部に、前記陰極の蒸発面側が細くなった円錐状の斜面を有しており、かつ前記陰極冷却機構の前記陰極収納容器の先端部に固定された先細リングを備えており、当該先細リングの斜面においては前記磁気コイルが発生させる磁力線が当該斜面との成す角は前記陰極の蒸発面側において鋭角となっていることを特徴としている。
【0020】
磁力線中におけるアークスポットは、磁力線との成す角が鋭角の方向に進む性質を有していることが、この技術分野において知られている。この発明は、この性質を利用するものである。
【0021】
即ち、前記先細リングの斜面においては、前記磁気コイルが発生させる磁力線が当該斜面と成す角は、陰極の蒸発面側において鋭角となっていて、何らかの原因でアークスポットが陰極の蒸発面から外れてその周りを囲む先細リングの斜面へ移動したとしても、当該斜面ではアークスポットは、磁力線に対して鋭角の方向に、即ち陰極の蒸発面の方向に移動する性質を有しているので、アークスポットはすぐに元の蒸発面に戻る。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明に係るアーク式蒸発源の一例を示す断面図である。図2は、図1中の先細リング周りを拡大して示す斜視図であり、図3はその拡大断面図である。図4に示した先行例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該先行例との相違点を主に説明する。
【0023】
このアーク式蒸発源30aは、前記陰極32の蒸発面33の周りを囲む先細リング74を備えている。この先細リング74は、その少なくとも前部に(蒸発物質34の蒸発方向側に)、先細となった円錐状の斜面76を有しており、前記陰極冷却機構36の(より具体的にはその陰極収納容器38の)先端部に固定されている。
【0024】
より具体的にはこの例では、陰極収納容器38の先端の開口部をこの先細リング74で蓋をする構造を採用しており、これによって、先細リング74の後面78を、陰極収納容器38内に供給される前記冷媒40によって直接冷却するようにしている。陰極32は、この先細リング74の穴を貫通しており、その状態で陰極送り機構48によって前述した矢印A方向に直進可能である。陰極32が、先細リング74を貫通する部分、および、先細リング74と陰極収納容器38との間の部分には、冷媒40の漏れを防止するパッキン80および82が設けられている。
【0025】
先細リング74の斜面76は、先細リング74の大部分を占めるものが好ましい。そのようにする方が、アークスポット72が当該斜面76に移行して来ても、斜面76の領域が広いのでアークスポット72が斜面76から外れることはなく、従ってより確実にアークスポット72を蒸発面33へ戻すことができるからである。
【0026】
先細リング74の斜面76は、この例のように直線的なテーパー状(換言すれば完全な円錐状)でなくても良く、凹または凸の曲線状でも良いし、若干凹凸があっても良く、その効果は大きくは変わらない。
【0027】
先細リング74の材質は、金属、カーボン等の導電物であることが好ましく、陰極32と同材質の導電物であることがより好ましい。その理由は後述する。これらの場合、先細リング74は陰極32と同電位に保つものとする。この例では、前述したように先細リング74を陰極収納容器38の先端部に固定することによって、陰極収納容器38ひいては陰極32と同電位に保っている。
【0028】
先細リング74は、絶縁物製でも良い。その場合、初めは(即ち下記のようにして表面が導電性になる前は)当該先細リング74には電流が流れないから、その斜面76にアークスポット72は移動して来ない。但し、先細リング74の代わりに単なる絶縁物リングを設ければ良いかと言うと、それではうまく行かない。
【0029】
なぜなら、当該アーク式蒸発源30aの運転に伴って、蒸発面33の近傍にある先細リング74あるいは絶縁物リングの表面にも陰極物質34が不可避的に付着して導電膜が形成され、これらの表面は導電性となる。そうなると、これらの表面は陰極32と同電位になり、これらの表面へアークスポット72が移行して来ることがある。その場合、単なる絶縁物リングでは、その表面へ移行して来たアークスポット72を元の蒸発面33へ戻す作用は奏しない。これに対して、この先細リング74の場合は、表面が導電性となったときは、先細リング74が導電物製の場合と同様の作用を奏する。
【0030】
この作用を図3を参照して説明する。一般的に磁力線中におけるアークスポットは、磁力線との成す角が鋭角の方向に進む性質を有していることが、この技術分野において知られている。この発明は、この性質を利用するものである。
【0031】
即ち、前記磁気コイル52は陰極32の蒸発面33付近に、当該陰極32の軸35に沿う方向の磁力線54を発生させるので、この蒸発面33の周りを囲む上記先細リング74の斜面76では、当該磁力線54が当該斜面76と成す角αは、図示のように、陰極32の蒸発面33側において鋭角となる。なお、上記磁力線54の軸35に沿う方向とは、例えば、蒸発面33付近において陰極32の軸35に平行またはほぼ平行な方向であるけれども、必ずしもそれでなくても良い。例えば、陰極32の蒸発面33付近において集束または発散する方向のものでも良い。要は、上記角αが鋭角となるものであれば良い。
【0032】
従って、何らかの原因でアークスポット72が陰極32の蒸発面33から外れてその周りを囲む先細リング74の斜面76へ移動したとしても、当該斜面76では、上記のように磁力線54が斜面76と成す角αは鋭角となっており、そしてアークスポット72は、磁力線54に対して鋭角αの方向に、即ち陰極32の蒸発面33の方向に移動する性質を有しているので、この性質によって、矢印Cに示すようにアークスポット72は先細リング74の斜面76を上記鋭角αの方向に移動してすぐに元の蒸発面33に戻る。
【0033】
磁気コイル52による磁界の強さは、陰極32の蒸発面33付近で、例えば、数エルステッド〜数千エルステッドで良く、この程度あれば、アークスポット72を陰極33へ戻す作用をさせることができる。
【0034】
このアークスポット72を元に戻す作用は、先細リング74が導電物製の場合も、絶縁物製の先細リング74の表面が上記のようにして導電性になった場合も、いずれの場合も同様に奏する。
【0035】
但し、アークスポット72が先細リング74の斜面76に移行して来るとアークスポット72によって先細リング74は加熱されるので、一般的に熱的に破損しやすい絶縁物で先細リング74を形成するよりも、一般的に熱伝導率が高くて熱的に破損されにくい金属、カーボン等の導電物で先細リング74を形成する方が好ましい。
【0036】
また、先細リング74を陰極32と同材質の導電物で形成しておくと、仮にアークスポット72によってその表面が蒸発させられたとしても、それは陰極32から蒸発する陰極物質34と同材質であるから、異物が蒸発しないことになる。従って、基体6の表面に形成する膜に異物が混入することを防止することができる。この理由から、先細リング74を陰極32と同材質の導電物で形成するのがより好ましい。
【0037】
但し、基体6の表面に形成する膜に多少の異物が混入しても良い場合もあり、その場合は、先細リング74を例えばステンレス鋼のような安価な金属で形成しても良い。
【0038】
先細リング74の斜面76は蒸発面33に近いために加熱されやすく、アークスポット72が移行して来ると更に加熱されるため、先細リング74の少なくとも一部を冷媒によって直接冷却する構造を採用するのが好ましい。例えばこの例のように、先細リング74の少なくとも後面78を陰極冷却機構36の冷媒40によって直接冷却する構造を採用しても良い。これは先細リング74が導電物製の場合も絶縁物製の場合も同様である。このようにすれば、先細リング74の過熱による変形や破損を防止することができるので、当該アーク式蒸発源30aのより長時間の安定運転が可能になる。
【0039】
先細リング74にアークスポット72が滞在するのは、アークスポット72が陰極32の蒸発面33から外れたときのみであるが、外れたときは前述した作用によってアークスポット72はすぐさま蒸発面33に戻されるので、先細リング74のアークスポット72による消耗速度は陰極32に比べて遙かに遅い。従って、先細リング74を頻繁に交換する必要はない。
【0040】
なお、この例のように、陰極32を構成する物質と反応して化合物を作る反応性ガス62を陰極32の蒸発面33付近に吹き付けるガス吹付け機構58を設けても良い。
【0041】
このガス吹付け機構58は、この例では、上記反応性ガス62を供給するガス源60と、この反応性ガス62を導くガス配管64とを備えている。反応性ガス62は、例えば、窒素、炭素、酸素等を含むガスである。より具体例を挙げれば、窒素ガスである。
【0042】
このようなガス吹付け機構58を設けておくことによって、陰極32の蒸発面33付近に反応性ガス62を吹き付けながらアーク放電を生じさせることができる。その結果、反応性ガス62と陰極32を構成する物質とが化合して元の陰極物質よりも融点の高い化合物が蒸発面33に形成されること等によって、蒸発面33にアークスポット72が多数できてアーク電流が多くのアークスポット72に分散される。それによって、個々のアークスポット72から蒸発する陰極物質34は細かなものとなるので、粗大粒子(ドロップレット)の発生を一層効果的に抑制することができる。従って、平滑性の一層良好な薄膜形成が可能になる。
【0045】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、上記のような先細リングを設けたことによって、何らかの原因でアークスポットが陰極の蒸発面から外れてその周りを囲む先細リングの斜面へ移行したとしても、当該斜面においては、磁気コイルが発生させる磁力線が当該斜面との成す角は陰極の蒸発面側において鋭角となっていて、当該斜面ではアークスポットは磁力線に対して鋭角の方向に、即ち陰極の蒸発面の方向に移動する性質を有しているので、アークスポットは当該斜面を陰極の蒸発面の方向に移動して、アークスポットはすぐに元の蒸発面に戻る。従って、より安定した蒸発動作(即ち陰極の蒸発面から陰極物質を蒸発させる動作)を実現することができ、ひいてはこのようなアーク式蒸発源を用いた成膜作用をより安定させることができる。
【0046】
しかも、このアーク式蒸発源は、先行例と同様、軸方向の長さが直径よりも大きい円柱状の陰極を備えており、しかも陰極を単に軸方向に長い円柱状にしただけではなく、当該陰極を前方に送り出す陰極送り機構と、当該陰極の少なくとも側面を冷却する陰極冷却機構と、当該陰極の蒸発面に上記のような磁力線を発生させる磁気コイルとを備えているので、従来のアーク式蒸発源に比べて、陰極の有効利用および交換頻度の低減が可能であり、かつ長時間に亘って成膜速度を一定に保つことができる。
【0047】
その結果、陰極の交換頻度を少なくすることができるので、陰極交換の手間を省くことができる。また、このアーク式蒸発源を用いた成膜装置の休止頻度が少なくなるので、生産性も向上する。更に、陰極の無駄が少なくなるので、陰極に要するコストを低減することができる。しかも、長時間に亘って成膜速度を一定に保つことができるので、成膜速度の再現性が向上すると共に、基体に形成する膜厚の均一性も向上する。
【0048】
更に、陰極の少なくとも側面を冷媒によって直接冷却する陰極冷却機構を備えているので、軸方向に長い円柱状の陰極であっても、しかもその消耗状況に影響されることなく安定して、陰極の蒸発面を効果的に冷却することができる。その結果、蒸発面の温度上昇を抑制して、アークスポットの溶融プールを浅くすることができるので、蒸発面から粗大粒子が発生することを防止して、平滑性の良好な薄膜形成が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るアーク式蒸発源の一例を示す断面図である。
【図2】図1中の先細リング周りを拡大して示す斜視図である。
【図3】図1中の先細リング周りを拡大して示す断面図である。
【図4】アーク式蒸発源の先行例を示す断面図である。
【符号の説明】
30a アーク式蒸発源
32 陰極
33 蒸発面
36 陰極冷却機構
40 冷媒
48 陰極送り機構
52 磁気コイル
54 磁力線
74 先細リング
76 斜面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, for example, a thin film made of a cathode material or a nitride or oxide of the cathode material is formed on the surface of a substrate such as a tool, a machine part, a mold, an exterior part, etc. The present invention relates to an arc evaporation source that is used for improving slidability, seizure resistance, decorativeness, etc., and that dissolves the cathode by arc discharge to evaporate the cathode material. The present invention relates to means capable of immediately returning the arc spot to the evaporation surface of the cathode even if the arc spot (cathode spot) of the discharge deviates from the evaporation surface of the cathode for some reason .
[0002]
[Prior art]
An arc-type evaporation source that can effectively use the cathode and reduce the replacement frequency and can keep the deposition rate constant for a long time has been proposed by the same applicant (Japanese Patent Application No. 11). -231384). This will be described with reference to FIG.
[0003]
The
[0004]
The
[0005]
The member near the
[0006]
The
[0007]
In this example, the
[0008]
In this example, the cathode cooling mechanism 36 includes a
[0009]
The
[0010]
The
[0011]
According to the
[0012]
Moreover, according to the
[0013]
Furthermore, since the
[0014]
According to the
[0015]
Moreover, since the
[0016]
Furthermore, since the cathode cooling mechanism 36 that directly cools at least the side surface of the
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
Although the
[0018]
Therefore, the present invention further improves the arc type evaporation source as described above so that even if the arc spot deviates from the cathode evaporation surface for some reason, the arc spot can be immediately returned to the cathode evaporation surface. The main purpose is to do.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
Arc evaporation source of the present invention, said cathode a separate tapered ring, the optionally the cathode penetrates possible straight is the tapered ring which is enclose around the evaporation surface of the cathode, and at least the front, the evaporating surface of the cathode has a narrowed conical slope, and provided with the cathode container of the tip portion fixed tapered ring of the cathode cooling mechanism, said tapered On the slope of the ring, the angle formed by the magnetic force lines generated by the magnetic coil with the slope is an acute angle on the evaporation surface side of the cathode .
[0020]
It is known in this technical field that an arc spot in a magnetic field line has a property that an angle formed with the magnetic field line advances in an acute angle direction. The present invention utilizes this property.
[0021]
That is, in the slope of the tapered ring, the angular lines of magnetic force of the magnetic coil to generate forms with the inclined surface, Te acute and such Ttei in the evaporation surface of the cathode, the arc spot for some reason is removed from the evaporation surface of the cathode Even if it moves to the slope of the tapered ring that surrounds it, the arc spot moves in an acute angle direction with respect to the magnetic field lines, that is, in the direction of the cathode evaporation surface. The spot immediately returns to the original evaporation surface .
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an arc evaporation source according to the present invention. 2 is an enlarged perspective view showing the periphery of the tapered ring in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged sectional view thereof. Portions that are the same as or correspond to those of the preceding example shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and differences from the preceding example will be mainly described below.
[0023]
The arc evaporation source 30 a includes a tapered
[0024]
More specifically, in this example, a structure is adopted in which the opening at the tip of the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The material of the tapered
[0028]
The tapered
[0029]
This is because with the operation of the arc evaporation source 30a, the
[0030]
This operation will be described with reference to FIG. In general, it is known in this technical field that an arc spot in a magnetic field line has a property that an angle formed with the magnetic field line advances in an acute angle direction. The present invention utilizes this property.
[0031]
That is, since the
[0032]
Therefore, even if the
[0033]
The strength of the magnetic field generated by the
[0034]
The action of returning the
[0035]
However, since the tapered
[0036]
Further, if the tapered
[0037]
However, some foreign matter may be mixed in the film formed on the surface of the substrate 6. In this case, the tapered
[0038]
Since the
[0039]
The
[0040]
Note that, as in this example, a
[0041]
In this example, the
[0042]
By providing such a
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the arc spot is removed from the evaporation surface of the cathode and moves to the slope of the tapered ring surrounding the cathode spot for some reason, the tapered ring as described above is provided. On the slope , the angle between the magnetic lines generated by the magnetic coil and the slope is an acute angle on the evaporation surface side of the cathode, and on the slope, the arc spot is in an acute angle direction with respect to the magnetic field lines, that is, the evaporation surface of the cathode. because it has the property of moving in the direction of the arc spot moves the inclined surface in the direction of the evaporation surface of the cathode, the arc spot immediately Ru return to the previous evaporation surface. Therefore, a more stable evaporation operation (that is, an operation of evaporating the cathode material from the evaporation surface of the cathode) can be realized, and as a result, the film forming operation using such an arc evaporation source can be further stabilized.
[0046]
Moreover, this arc evaporation source is provided with a cylindrical cathode whose axial length is larger than the diameter, as in the preceding example, and the cathode is not simply made into a cylindrical shape that is long in the axial direction. Since it has a cathode feed mechanism that feeds the cathode forward, a cathode cooling mechanism that cools at least the side surface of the cathode, and a magnetic coil that generates the lines of magnetic force on the evaporation surface of the cathode, the conventional arc type Compared with the evaporation source, the cathode can be effectively used and the replacement frequency can be reduced, and the film formation rate can be kept constant for a long time.
[0047]
As a result, the frequency of replacing the cathode can be reduced, and the labor for replacing the cathode can be saved. In addition, since the frequency of pause of the film forming apparatus using this arc evaporation source is reduced, productivity is also improved. Furthermore, since the waste of the cathode is reduced, the cost required for the cathode can be reduced. In addition, since the film formation rate can be kept constant over a long period of time, the reproducibility of the film formation rate is improved and the uniformity of the film thickness formed on the substrate is also improved.
[0048]
Furthermore, since the cathode cooling mechanism that directly cools at least the side surface of the cathode with the refrigerant is provided, even if it is a cylindrical cathode that is long in the axial direction, the cathode The evaporation surface can be cooled effectively. As a result, the temperature rise on the evaporation surface can be suppressed and the arc spot melting pool can be made shallower, preventing the generation of coarse particles from the evaporation surface and enabling the formation of thin films with good smoothness. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an arc evaporation source according to the present invention.
2 is an enlarged perspective view showing the periphery of a tapered ring in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged periphery of a tapered ring in FIG. 1;
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a preceding example of an arc evaporation source.
[Explanation of symbols]
30a Arc
Claims (3)
軸方向の長さが直径よりも大きい円柱状の陰極と、
当該陰極をその軸に沿って前方に送り出す陰極送り機構と、
前記陰極をその先端の蒸発面を外に出した状態で収納するものであって中に冷媒が流されかつ前記陰極と同電位の陰極収納容器を有していて、前記陰極の少なくとも側面を冷媒によって直接冷却する陰極冷却機構と、
前記陰極の先端の蒸発面付近に当該陰極の軸に沿う方向の磁力線を発生させる磁気コイルとを備えるアーク式蒸発源において、
前記陰極とは別個の先細リングであって、それを前記陰極が直進可能に貫通していて当該先細リングは前記陰極の蒸発面の周りを囲んでおり、かつ少なくとも前部に、前記陰極の蒸発面側が細くなった円錐状の斜面を有しており、かつ前記陰極冷却機構の前記陰極収納容器の先端部に固定された先細リングを備えており、
当該先細リングの斜面においては前記磁気コイルが発生させる磁力線が当該斜面との成す角は前記陰極の蒸発面側において鋭角となっていることを特徴とするアーク式蒸発源。An arc evaporation source that melts the cathode by arc discharge to evaporate the cathode material,
A cylindrical cathode whose axial length is larger than the diameter;
A cathode feed mechanism for feeding the cathode forward along its axis;
The cathode is accommodated with the evaporation surface at the tip of the cathode exposed outside, and has a cathode accommodating container in which a refrigerant is flowed and having the same potential as the cathode, and at least a side surface of the cathode is a refrigerant A cathode cooling mechanism directly cooled by
In an arc evaporation source comprising a magnetic coil that generates magnetic field lines in the direction along the axis of the cathode near the evaporation surface at the tip of the cathode,
Wherein the cathode a separate tapered ring, it said cathode extend through possible straight is the tapered ring and enclose around the evaporation surface of the cathode, and at least the front part, the evaporation of the cathode It has a conical inclined surface that is thin on the surface side , and includes a tapered ring fixed to the tip of the cathode storage container of the cathode cooling mechanism ,
An arc evaporation source characterized in that the angle formed by the magnetic lines generated by the magnetic coil on the inclined surface of the tapered ring is an acute angle on the evaporation surface side of the cathode .
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