專利名稱：電弧式蒸發(fā)源和使用它的皮膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使機(jī)械部件等的耐磨損性等提高而形成氮化物和氧化物等的陶瓷膜及非晶質(zhì)碳膜等的薄膜的成膜裝置所使用的電弧式蒸發(fā)源，和使用該電弧式蒸發(fā)源的皮膜的制造方法。
背景技術(shù)：
歷來，出于提高耐磨損性、滑動(dòng)特性和保護(hù)功能等目的，而在切削工具、滑動(dòng)部件等的基板的表面涂覆薄膜，作為這樣的技術(shù)，眾所周知的有電弧離子鍍法、濺射法等物理蒸鍍法。作為電弧離子鍍法，采用的是陰極電弧放電式蒸發(fā)源。陰極電弧放電式蒸發(fā)源，是在作為陰極的靶的表面使電弧放電，瞬間熔解構(gòu)成靶的物質(zhì)。然后，將離子化的物質(zhì)引入作為處理對(duì)象物的基板的表面，由此在該基板上形成薄膜。該電弧式蒸發(fā)源，具有靶的蒸發(fā)速度快，構(gòu)成蒸發(fā)的靶的物質(zhì)的離子化率高這樣的特性，因此在成膜時(shí)通過對(duì)基板外加偏壓，能夠形成致密的皮膜。因此，電弧式蒸發(fā)源在用于形成切削工具等的耐磨損性皮膜上被產(chǎn)業(yè)化地使用。但是，在陰極(靶)和陽(yáng)極之間使電弧放電時(shí)，以陰極側(cè)的電子射出點(diǎn)(電弧斑點(diǎn))為中心的靶的蒸發(fā)發(fā)生時(shí)，從斑點(diǎn)鄰域，熔融的靶被射出，該熔融材料附著在處理對(duì)象物上，使表面粗糙度惡化。如此從電弧斑點(diǎn)射出的熔融靶物質(zhì)(大粒子電的中性熔滴)的量，有在電弧斑點(diǎn)高速移動(dòng)時(shí)受到抑制的傾向，其移動(dòng)速度已知受到外到于靶的磁場(chǎng)的影響。另外，由電弧放電而蒸發(fā)的靶原子，因?yàn)樵陔娀〉入x子體中高度電離、離子化，所以存在離子從靶朝向基板的軌跡受到靶與基板之間的磁場(chǎng)影響這樣的問題。為了消除這些問題，提出有對(duì)靶外加磁場(chǎng)，控制電弧斑點(diǎn)的移動(dòng)這樣的下述嘗試。 例如在專利文獻(xiàn)1中公開有一種技術(shù)，其是在靶的周圍配置環(huán)狀的磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)(永久磁體，電磁線圈)，向靶表面外加垂直磁場(chǎng)。在專利文獻(xiàn)2中公開有一種技術(shù)，其是在靶的前方配置用于使為發(fā)會(huì)聚的磁力發(fā)生的機(jī)構(gòu)(電磁線圈)，以使離子化了的構(gòu)成靶的物質(zhì)高效率地會(huì)聚到朝向基板的方向。在專利文獻(xiàn)3中公開有一種技術(shù)，其是在電弧式蒸發(fā)源的靶的背面的中心設(shè)置永久磁體，將使之卷取而極性不同的環(huán)狀磁體配置在靶的背面?zhèn)?，形成封閉電弧放電這樣的磁場(chǎng)分量，并且設(shè)置與環(huán)狀磁體大致相同直徑的電磁線圈。在專利文獻(xiàn)4中公開有一種技術(shù)，其通過配置在靶的周圍的環(huán)狀磁體和背面的電磁線圈，在靶的表面形成平行的磁場(chǎng)。但是，根據(jù)專利文獻(xiàn)1的磁力發(fā)生機(jī)構(gòu)，來自靶的表面的磁力線向著環(huán)狀的磁體延伸，因此離子的大部分被誘導(dǎo)向磁體方向。此外，在靶前方朝向基板方向延伸的磁力線從基板方向大大偏離，因此構(gòu)成蒸發(fā)而離子化的靶的物質(zhì)不能有效率地到達(dá)基板。另外，在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，雖然磁力線朝向基板方向延伸，但是在靶和基板之間需要配置大型的電磁線圈，因此靶和基板之間的距離必然變長(zhǎng)，作為結(jié)果是成膜速度降低。
此外，電弧放電在磁場(chǎng)的垂直分量(磁場(chǎng)相對(duì)于靶表面的垂直方向的分量)成為 0的點(diǎn)有優(yōu)先放電的傾向，但在專利文獻(xiàn)3所公開的配置中，磁場(chǎng)的垂直分量為0的點(diǎn)被捕集到永久磁體和環(huán)狀磁體的大致中間部分，因此，即使使用電磁線圈，在相對(duì)于該點(diǎn)的內(nèi)周部分控制電弧放電仍有困難，靶的利用效率不高。另外在專利文獻(xiàn)3這樣的配置中，沒有從靶向前方延伸的磁力線的分量，因此不能將從靶射出的離子有效率地朝向基板會(huì)聚。而且，專利文獻(xiàn)4只公開電磁線圈的內(nèi)徑比靶的直徑小的實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中，磁力線有從靶朝向外側(cè)的發(fā)散的傾向，因此認(rèn)為不能進(jìn)行有效的離子的會(huì)聚。另外， 為了使電弧等離子體的放電高速移動(dòng)，需要進(jìn)高與靶表面平行的磁場(chǎng)的強(qiáng)度，但為此則需要使電磁線圈(或磁軛)大型化，并且需要用于對(duì)該電磁線圈供給大電流的構(gòu)成，因此蒸發(fā)源大型化，產(chǎn)業(yè)上不為優(yōu)選。還有，圖5表示專利文獻(xiàn)4所述的技術(shù)(在靶的背面配置與其直徑相比內(nèi)徑小的電磁線圈，在該電磁線圈的內(nèi)徑側(cè)配置磁心的技術(shù)，以下僅稱為“比較技術(shù)”)的磁力線分布圖。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特開2000-3^236號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 特開平07-180043號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 特開2007-056347號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 特表2004-523658號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種成膜速度快的電弧式蒸發(fā)源。為了達(dá)成前述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)性的手段。本發(fā)明的電弧式蒸發(fā)源，是通過電弧放電使靶的表面蒸發(fā)的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，包括包圍所述靶的外周而設(shè)，且磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向配置的至少一個(gè)外周磁體；和配置在所述靶的背面?zhèn)鹊谋趁娲朋w，其中，所述背面磁體具有非環(huán)狀的第一永久磁體，該非環(huán)狀的第一永久磁體以使所述背面磁體的極性和所述外周磁體的極性朝向相同方向，并且使所述背面磁體的磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向的方式配置。另外，本發(fā)明的另一電弧式蒸發(fā)源，是通過電弧放電使靶的表面蒸發(fā)的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，包括包圍所述靶的外周而設(shè)，且磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向而配置的至少一個(gè)外周磁體；和配置在所述靶的背面?zhèn)鹊谋趁娲朋w，其中，所述背面磁體具有作為永久磁體的環(huán)狀永久磁體，該環(huán)狀永久磁體以使所述背面磁體的極性和所述外周磁體的極性朝向相同方向，并且使所述背面磁體的磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向的方式設(shè)置為環(huán)狀，并且，使所述環(huán)狀永久磁體和所述靶沿著與所述靶的表面垂直的方向投影而得到的所述環(huán)狀永久磁體的影和所述靶的影彼此不重疊。另外，本發(fā)明的另一電弧式蒸發(fā)源，是通過電弧放電使靶的表面蒸發(fā)的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，包括包圍所述靶的外周而設(shè)，且磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向而配置的至少一個(gè)外周磁體；和配置在所述靶的背面?zhèn)鹊谋趁娲朋w，其中，所述背面磁體由永久磁體構(gòu)成，該永久磁體以使所述背面磁體的極性和所述外周磁體的極性朝向相同方向，并且使所述背面磁體的磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向配置。本發(fā)明的皮膜的制造方法，其特征在于，使用上述的電弧式蒸發(fā)源，使含有兩種以上的元素的靶蒸發(fā)，形成含有所述兩種以上的元素的皮膜。另外，本發(fā)明的皮膜的制造方法，其特征在于，使用上述的電弧式蒸發(fā)源，使含有 Al、Ti、Cr的元素之中的至少一種元素的靶蒸發(fā)，形成所述元素的氮化物、碳化物或碳氮化物的皮膜并使之達(dá)到5 μ m以上的厚度。若根據(jù)本發(fā)明，能夠加快使用了電弧式蒸發(fā)源的成膜裝置的成膜速度。


圖1是具有本發(fā)明的一實(shí)施方式的電弧式蒸發(fā)源的成膜裝置的概要圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的電弧式蒸發(fā)源的概要圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2的電弧式蒸發(fā)源的概要圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施例3、4的電弧式蒸發(fā)源的概要圖。圖5是比較技術(shù)(比較用的測(cè)量例1)的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖6是比較用的測(cè)量例2的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖7是本發(fā)明的實(shí)施例1的測(cè)量例3的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖8是測(cè)量例4的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖9是測(cè)量例5的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖10是測(cè)量例6的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖11是測(cè)量例7的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖12是測(cè)量例8的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖13是比較用的測(cè)量例9的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖14是本發(fā)明的實(shí)施例2的測(cè)量例10的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖15是本發(fā)明的實(shí)施例3的測(cè)量例11的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖16是測(cè)量例12的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖17是測(cè)量例13的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖18是測(cè)量例14的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。圖19是測(cè)量例15的電弧式蒸發(fā)源的磁力線分布圖。
具體實(shí)施例方式以下一邊參照附圖，一邊對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。還有，以下的實(shí)施方式是將本發(fā)明具體化的一例，沒有限定本發(fā)明的技術(shù)的范圍的性質(zhì)。以下，基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。在圖1中顯示具有本發(fā)明的一實(shí)施方式的電弧式蒸發(fā)源1(以下稱為蒸發(fā)源1)的成膜裝置5。成膜裝置5具有真空室11。在真空室11內(nèi)配備有支承作為處理物的基板6的旋轉(zhuǎn)臺(tái)12，和朝向基板6安裝的蒸發(fā)源1。在真空室11中設(shè)有向該真空室11內(nèi)導(dǎo)入反應(yīng)氣體的氣體導(dǎo)入口 13，和從真空室11內(nèi)排出反應(yīng)氣體的排氣口 14。
此外，成膜裝置5還具有用于向靶2外加負(fù)偏壓的電弧電源15，和用于向基板6外加負(fù)偏壓的偏壓電源16。兩電源15、16的正極側(cè)與地線(V，> F ) 18連接。如圖1所示，蒸發(fā)源1具有圓盤狀(以下，所謂“圓盤狀”還包括具有規(guī)定的高度的圓柱狀)的靶2 ；配備在靶2的鄰域的磁場(chǎng)形成手段7 ；配置在靶2的外周部的陽(yáng)極17。 還有，陽(yáng)極17與地線18。另外，真空室11與地線18連接而與所述陽(yáng)極19為同電位，因此能夠作為陽(yáng)極17發(fā)揮作用。S卩，蒸發(fā)源1是陰極放電型的電弧式蒸發(fā)源。構(gòu)成靶2的材料所含有的元素，是根據(jù)想要在基板6上形成的薄膜而選擇的元素 (例如鉻(Cr)、鈦(Ti)、鈦鋁(TiAl)或碳(C)等)。磁場(chǎng)形成手段7具有配置在靶2的外周的外周磁體3，和配置在靶2的背面?zhèn)鹊谋趁娲朋w4。外周磁體3和背面磁體4其配置方式為使外周磁體3的極性的方向和背面磁體 4的極性的方向?yàn)橄嗤较?。還有，使靶2的蒸發(fā)面(基板6側(cè)的面)為“前面”，其相反側(cè)的面為“背面”(參照?qǐng)D2 圖4)。此外周磁體3和背面磁體4由永久磁體構(gòu)成，該永久磁體由磁性的保持力高的釹磁體形成。外周磁體3具有環(huán)狀的形狀，與靶2為同心軸狀配置。外周磁體3的磁化方向沿著靶2的軸心(沿著與靶2的蒸發(fā)面正交的方向)而配置。另外，外周磁體3在徑向投影時(shí)的影的至少一部分，配置為與靶2在徑向投影時(shí)的影重疊。即，通過在與靶2的蒸發(fā)面平行的方向投影外周磁體3和靶2所形成的外周磁體3和靶2的影彼此重疊，如此使外周磁體3相對(duì)于靶2進(jìn)行定位。還有，在上述的說明中，雖然是對(duì)于具有環(huán)狀形狀的外周磁體3進(jìn)行說明，但外周磁體3并不限定為具有環(huán)狀形狀，至少設(shè)置成環(huán)狀即可。具體來說，例如也可以準(zhǔn)備多個(gè)由具有圓柱形狀的永久磁體構(gòu)成的外周磁體3，使這些外周磁體3包圍靶2的外周而配置成環(huán)狀('J > '狀)。即，所謂“設(shè)為環(huán)狀”，意思不僅是外周磁體3自身具有環(huán)狀形狀的結(jié)構(gòu)， 也包括使多個(gè)外周磁體3沿著靶2的外周排列的結(jié)構(gòu)。背面磁體4其磁化方向沿著靶2的軸心(沿著與靶2的蒸發(fā)面正交的方向)，如此配置在靶2的背面?zhèn)取Ｔ趫D2 圖4中，將外周磁體3和背面磁體4雙方的N極配置在靠近基板6的一側(cè)，并且將外周磁體3和背面磁體4雙方的S極配置在距基板6遠(yuǎn)的一側(cè)，但并不限定于此。 具體來說，也可以將將外周磁體3和背面磁體4雙方的S極配置在靠近基板6的一側(cè)，并且將外周磁體3和背面磁體4雙方的N極配置在距基板6遠(yuǎn)的一側(cè)。因?yàn)榇艌?chǎng)形成手段7為前述的結(jié)構(gòu)，所以包圍靶2的外周而設(shè)的外周磁體3所形成的磁場(chǎng)，與靶2的背面?zhèn)鹊谋趁娲朋w4所形成的磁場(chǎng)加以組合，由此可以將磁力線誘導(dǎo)到基板6方向。本實(shí)施方式的背面磁體4能夠應(yīng)用如后述的圓盤背面磁體4A這樣非環(huán)狀的，和如后述的環(huán)狀背面磁體4B這樣為環(huán)狀的。在此，所謂“非環(huán)狀”是指像圓環(huán)一樣在徑向內(nèi)部沒有孔空出，里面塞滿的實(shí)心的形狀，包括圓盤狀和圓柱狀等。另外，作為比“非環(huán)狀”更優(yōu)選的形狀，可列舉法線相對(duì)于背面磁體的全部的外側(cè)面互不交接的形狀。還有，圖2表示使背面磁體4為后述的圓盤背面磁體4A(第一永久磁體)的實(shí)施例1的磁場(chǎng)形成手段7。圖3表示使背面磁體4為后述的環(huán)狀背面磁體4B (環(huán)狀永久磁體) 的實(shí)施例2的磁場(chǎng)形成手段7。另外，圖4表示作為背面磁體4同時(shí)使用圓盤背面磁體4A 和環(huán)狀背面磁體4B的實(shí)施例3的磁場(chǎng)形成手段7。接下來，說明使用了具有蒸發(fā)源1的成膜裝置5的成膜的方法。首先，通過抽真空使真空室11達(dá)到真空后，由氣體導(dǎo)入口 13導(dǎo)入氬氣(Ar)等。然后，通過濺射除去靶2和基板6上的氧化物等雜質(zhì)，使真空室11內(nèi)再成為真空后，從氣體導(dǎo)入口 13將反應(yīng)氣體導(dǎo)入真空室11內(nèi)。在以此狀態(tài)設(shè)置于真空室11中的靶2上使電弧放電發(fā)生，由此使構(gòu)成靶2的物質(zhì)等離子體化而與反應(yīng)氣體反應(yīng)。然后，通過等離子體化的靶 2被引入基板6的表面，在放置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的基板6上形成氮化膜、氧化膜、碳化膜、碳氮化膜或者非晶質(zhì)碳膜等。還有，作為反應(yīng)氣體，能夠從氮?dú)?N2)，氧氣(O2)或甲烷(CH4)等的烴氣中選擇符合用途的。另外，真空室11內(nèi)的反應(yīng)氣體的壓力為1 7 左右。在成膜時(shí)，由電弧電源 15向靶2和陽(yáng)極17之間外加10 30V的負(fù)電壓，并且由偏壓電源16向陽(yáng)極17和基板6 之間外加10 200V的負(fù)電壓，由此產(chǎn)生來自靶2的放電，流通100 200A的電弧電流。[實(shí)施例1]對(duì)于使用了本發(fā)明的蒸發(fā)源1的實(shí)施例1進(jìn)行說明。在本實(shí)施例中，背面磁體4由圓盤狀(圓柱形狀)的永久磁體(以下稱為“圓盤背面磁體4A(第一永久磁體)”)形成。即，使圓盤背面磁體4A沿著與其表面正交的方向投影的影的形狀(以下稱為“投影形狀”)與靶2的投影形狀相似。另外，圓盤背面磁體4A與靶 2為同心軸狀配置，由磁性的保持力高的釹磁體形成，因此能夠使磁場(chǎng)形成手段7整體小型化。靶2的直徑為100mm，靶2的厚度為16mm。靶2由鈦(Ti)和鋁(Al)的原子為 1 1的鈦鋁合金(TiAl)構(gòu)成。外周磁體3的外徑為170mm，外周磁體3的內(nèi)徑為150mm，外周磁體3的厚度為 IOmm0在實(shí)施例1中，反應(yīng)氣體是氮(N2)，反應(yīng)氣體的壓力是4Pa。成膜時(shí)間為30分鐘。 使用電弧電源15使來自靶2的放電發(fā)生，由此流通150A的電流。在基板6和陽(yáng)極17之間使用偏壓電源16外加30V的負(fù)電壓。基板6是15mmX 15mmX5mm的經(jīng)過鏡面研磨的超硬合金的芯片?；?配置在距離靶2的表面約180mm的位置?；?的溫度為500°C。另外，在圖5所示的比較技術(shù)(比較用的測(cè)量例1)中，除了在靶2的背面?zhèn)扰渲秒姶啪€圈19以外，關(guān)于靶2、外周磁體3、電弧電流值、反應(yīng)氣體、成膜時(shí)間、外加的負(fù)電壓和基板6的條件均一樣。在電磁線圈19上流通的電流值和電磁線圈19的匝數(shù)相乘的值為 2000A · T0測(cè)量例2是以沒有背面磁體4的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行比較用的測(cè)量例。在測(cè)量例3 測(cè)量例8中，使圓盤背面磁體4A為不同的形狀(直徑、厚度)，將圓盤背面磁體4A配置在不同的位置(從靶2的表面至圓盤背面磁體4A的表面的距離)，或者使圓盤背面磁體4A的數(shù)量為不同的數(shù)量，在前述的條件下進(jìn)行成膜。表1顯示在各個(gè)作為比較技術(shù)的測(cè)量例1和測(cè)量例2，以及實(shí)施例1的測(cè)量例3 測(cè)量例8中，圓盤背面磁體4A的直徑、背面磁體4A的厚度、距靶2的表面的距離、背面磁體的個(gè)數(shù)、基板6上流通的電流值和成膜速度的評(píng)價(jià)。
[表 1]
權(quán)利要求
1.一種電弧式蒸發(fā)源，是通過電弧放電使靶的表面蒸發(fā)的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于， 包括包圍所述靶的外周而設(shè)，且磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向而配置的至少一個(gè)外周磁體；和配置在所述靶的背面?zhèn)鹊谋趁娲朋w，所述背面磁體具有非環(huán)狀的第一永久磁體，所述第一永久磁體以使所述背面磁體的極性和所述外周磁體的極性朝向相同方向，并且使所述背面磁體的磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向的方式配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，所述背面磁體還具有非環(huán)狀的第二永久磁體，所述第二永久磁體設(shè)于所述第一永久磁體和所述靶之間，或者設(shè)于所述第一永久磁體的背面?zhèn)?，并且與所述第一永久磁體空出間隔而配置，所述第二永久磁體以使所述第二永久磁體的極性和所述外周磁體的極性朝向相同方向，并且，使所述第二永久磁體的磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向的方式配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，所述背面磁體還具有作為永久磁體的環(huán)狀永久磁體，所述環(huán)狀永久磁體以使所述背面磁體的極性與所述外周磁體的磁性朝向相同方向，并且，使所述背面磁體的磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向的方式設(shè)為環(huán)狀，并且，使所述環(huán)狀永久磁體和所述靶沿著與所述靶的表面垂直的方向投影而得到的所述環(huán)狀永久磁體的影和所述靶的影彼此不重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，所述外周磁體和所述背面磁體在所述靶的表面上形成具有相對(duì)于所述靶的表面垂直的方向的磁力線的分量為0的點(diǎn)的磁場(chǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，所述靶為圓盤狀，所述外周磁體是設(shè)為環(huán)狀的永久磁體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，所述第一永久磁體的表面的面積是所述靶的表面的面積的1/4以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，將所述第一永久磁體在與其表面正交的方向上投影而成的所述第一永久磁體的影的形狀，與將所述靶在與其表面正交的方向上投影而成的所述靶的影的形狀相似。
8.一種電弧式蒸發(fā)源，是通過電弧放電使靶的表面蒸發(fā)的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于， 包括包圍所述靶的外周而設(shè)，且磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向而配置的至少一個(gè)外周磁體；和配置在所述靶的背面?zhèn)鹊谋趁娲朋w，所述背面磁體具有作為永久磁體的環(huán)狀永久磁體，所述環(huán)狀永久磁體以使所述背面磁體的極性和所述外周磁體的極性朝向相同方向，并且使所述背面磁體的磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向的方式而設(shè)為環(huán)狀，并且，使所述環(huán)狀永久磁體和所述靶沿著與所述靶的表面垂直的方向投影而得到的所述環(huán)狀永久磁體的影和所述靶的影彼此不重疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，所述靶為圓盤狀，所述外周磁體是設(shè)成環(huán)狀的永久磁體。
10.一種電弧式蒸發(fā)源，是通過電弧放電使靶的表面蒸發(fā)的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，包括包圍所述靶的外周而設(shè)，且磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向而配置的至少一個(gè)外周磁體；和配置在所述靶的背面?zhèn)鹊谋趁娲朋w，所述背面磁體由永久磁體構(gòu)成，該永久磁體以使所述背面磁體的極性和所述外周磁體的極性朝向相同方向，并且使所述背面磁體的磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向的方式而配置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，所述背面磁體為環(huán)狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，所述背面磁體包括第一永久磁體和設(shè)成環(huán)狀的作為永久磁體的環(huán)狀永久磁體，所述第一永久磁體以使所述第一永久磁體的極性和所述外周磁體的極性朝向相同方向，并且使所述第一永久磁化體的磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向的方式而配置，所述環(huán)狀永久磁體以使所述環(huán)狀永久磁體的極性和所述外周磁體的極性朝向相同方向，并且使所述環(huán)狀永久磁化體的磁化方向沿著與所述靶的表面正交的方向的方式而配置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，所述外周磁體和所述背面磁體在所述靶的表面上形成具有相對(duì)于所述靶的表面垂直的方向的磁力線的分量為0的點(diǎn)的磁場(chǎng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，所述靶為圓盤狀，所述外周磁體是設(shè)成環(huán)狀的永久磁體。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，所述背面磁體的表面的面積是所述靶的表面的面積的1/4以上。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電弧式蒸發(fā)源，其特征在于，將所述背面磁體沿與其表面正交的方向投影而成的影的形狀與將所述靶沿與其表面正交的方向投影而成的影的形狀相似。
17.一種皮膜的制造方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1 16中任一項(xiàng)所述的電弧式蒸發(fā)源，使含有兩種以上的元素的靶蒸發(fā)而形成含有所述兩種以上的元素的皮膜。
18.一種皮膜的制造方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1 16中任一項(xiàng)所述的電弧式蒸發(fā)源，使含有Al、Ti、Cr的元素之中的至少一種元素的靶蒸發(fā)而形成厚度為5μπι以上的所述元素的氮化物、碳化物或碳氮化物的皮膜。
全文摘要
在電弧式蒸發(fā)源中，將磁力線誘導(dǎo)到基板方向而加快成膜速度。其中，具有以包圍靶(2)的外周的方式設(shè)置，且磁化方向沿著與靶(2)的表面正交的方向而配置的至少一個(gè)外周磁體(3)，和配置在靶(2)的背面?zhèn)鹊谋趁娲朋w(4)。背面磁體(4)具有非環(huán)狀的第一永久磁體(4A)，其配置方式為，使其極性與外周磁體3的極性朝向同方向，并且沿著與背面磁體(4)的磁化方向與靶(2)的表面正交的方向而配置。
文檔編號(hào)C23C14/32GK102348828SQ20108001127
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者山本兼司, 藤井博文, 谷藤信一, 黑川好德 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所