專利名稱：電弧離子鍍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過電弧放電使蒸發(fā)源離子化并在エ件上成膜的電弧離子鍍裝置。
背景技術(shù)：
電弧離子鍍裝置為如下裝置，即在真空中將金屬材料或陶瓷材料的蒸發(fā)源作為陰極(負(fù)極)產(chǎn)生電弧放電，由此使蒸發(fā)源蒸發(fā)的同時(shí)作為離子放出，另ー方面，對(duì)エ件(被涂物)外加負(fù)偏壓，并對(duì)該エ件表面加速供給離子來進(jìn)行成膜。作為蒸發(fā)源廣泛使用鈦或鉻，并利用于為了提高耐磨性例如在由高速鋼或硬質(zhì)合金、金屬陶瓷等構(gòu)成的切削工具的表面形成Ti、TiAl、CrAl等硬質(zhì)皮膜的技術(shù)中。這種電弧離子鍍裝置中，電弧電流集中在蒸發(fā)源表面的微小區(qū)域，由此該微小區(qū)域成為電弧斑點(diǎn)而使蒸發(fā)源熔化蒸發(fā)。若該電弧斑點(diǎn)滯留，則其滯留部附近的材料不蒸發(fā)而熔化并飛散，所以在蒸發(fā)源的背部設(shè)置磁鐵來促進(jìn)電弧斑點(diǎn)的移動(dòng)。在專利文獻(xiàn)I中，作為其磁場(chǎng)推薦蒸發(fā)源的蒸發(fā)面上的磁場(chǎng)強(qiáng)度為5mT(毫特斯拉)以上，電弧電流值為200A以上。并且，推薦磁力線相對(duì)于蒸發(fā)面上的法線的最大角度0為60。以下。另外，專利文獻(xiàn)2中，記載有如下內(nèi)容，即通過形成從蒸發(fā)面的中心沿蒸發(fā)面的徑向的任意線段上的磁通量密度的最小值為4. 5mT以上、平均值為SmT以上、標(biāo)準(zhǔn)偏差為3以下的磁場(chǎng)，從而能夠提高陰極(負(fù)極)的利用效率。專利文獻(xiàn)3中，記載有如下內(nèi)容，即在靶背面中心配置第I磁鐵，在背面的外周部以均等間隔配置磁場(chǎng)為相反極性且具有第I磁鐵的磁力的0. 5 I倍磁力的6個(gè)以上第2磁鐵，另外鄰接配置與第2磁鐵同軸且大致相同外徑的環(huán)狀電磁線圈，控制電弧斑點(diǎn)的可動(dòng)區(qū)域，從而擴(kuò)大腐蝕區(qū)域，并提高靶的壽命。專利文獻(xiàn)I :日本專利第4034563號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本專利公開2009-144236號(hào)公報(bào)然而，發(fā)現(xiàn)在放電中電弧斑點(diǎn)進(jìn)入蒸發(fā)源表面部以外的現(xiàn)象，由此導(dǎo)致電源停止等，發(fā)生無法穩(wěn)定地放電的問題。另外，中心部的磁力小于靶的周邊部，因此電弧斑點(diǎn)集中在中心部而易產(chǎn)生熔滴，成為損壞薄膜表面的平滑性的原因。若為了解決這個(gè)問題而加大磁力，則存在如下趨勢(shì)，即エ件附近的磁力也變大而來自蒸發(fā)源的離子粒子的射程變大，在這期間離子粒子的價(jià)數(shù)上升，被引人工件的力變大，薄膜的殘余應(yīng)カ變大。此時(shí)，可以考慮降低施加于エ件的偏壓即可，但是由于磁力較大，所以即使降低偏壓也難以降低殘余應(yīng)カ。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種電弧離子鍍裝置，其可防止電弧斑點(diǎn)進(jìn)入蒸發(fā)源表面部以外的現(xiàn)象，進(jìn)行穩(wěn)定的放電，并且提高表面平滑性，形成殘余應(yīng)カ的控制性較高的薄膜。本發(fā)明的電弧離子鍍裝置，其特征在于，蒸發(fā)源中不包括從端面向內(nèi)部預(yù)定寬度的端部區(qū)域的內(nèi)側(cè)區(qū)域表面的磁通量密度為10 15mT，所述端部區(qū)域表面的磁通量密度大于所述內(nèi)側(cè)區(qū)域表面的磁通量密度，并且從所述蒸發(fā)源的表面到エ件的距離為120 300mm,該距離之間的磁通量密度的絕對(duì)值的累計(jì)值為260mT mm以下。產(chǎn)生于蒸發(fā)面的電弧斑點(diǎn)為電子的放出點(diǎn)，所以為了提高蒸發(fā)源的利用效率，使電弧斑點(diǎn)在蒸發(fā)面的整個(gè)區(qū)域均衡地來回移動(dòng)很重要。本發(fā)明中，電弧斑點(diǎn)能夠在將蒸發(fā)面的磁通量密度設(shè)為10 15mT的內(nèi)側(cè)區(qū)域表面上高速且任意地來回移動(dòng)。另外，為了得 到將電弧斑點(diǎn)封入其放電區(qū)域的效果，作為磁通量密度需在IOmT以上。若磁通量密度超過15mT，則有電弧斑點(diǎn)的存在本身明顯受限，導(dǎo)致成膜速度明顯下降的問題。另外，還產(chǎn)生電弧放電的電壓值比通常時(shí)上升的問題。另ー方面，由于在蒸發(fā)源的端部區(qū)域中磁通量密度大于內(nèi)側(cè)區(qū)域表面，所以即使內(nèi)側(cè)區(qū)域表面的電弧斑點(diǎn)欲朝向端部區(qū)域，也被端部區(qū)域的較強(qiáng)的磁場(chǎng)反彈，返回至內(nèi)側(cè)區(qū)域。因此，能夠防止電弧斑點(diǎn)從端部區(qū)域進(jìn)入表面部以外的現(xiàn)象并使其在封入到大致內(nèi)側(cè)區(qū)域內(nèi)的狀態(tài)下移動(dòng)。作為預(yù)定寬度優(yōu)選為距端面Icm的寬度。由此，能夠使蒸發(fā)源在面內(nèi)均勻地蒸發(fā)，并提高薄膜表面的平滑性。另外，由于減小從蒸發(fā)源到エ件之間的磁通量密度的絕對(duì)值的累計(jì)值，并使エ件附近的磁通量密度變小，所以能夠縮短蒸發(fā)源的離子粒子的射程。因此，能夠抑制離子的價(jià)數(shù)上升，并降低因?qū)Ε钠珘憾鸬碾x子牽制效應(yīng)，其結(jié)果，輕松控制薄膜的殘余應(yīng)力。在本發(fā)明的電弧離子鍍裝置中，在所述蒸發(fā)源的背面以相比于周邊部使蒸發(fā)源的表面的磁通量密度集中于中央部并變大的方式設(shè)置中央磁鐵，在蒸發(fā)源的半徑方向外側(cè)設(shè)置極性相反的雙層環(huán)狀磁鐵即可。配置中央磁鐵和環(huán)狀磁鐵，通過中央磁鐵加大蒸發(fā)源中央部的磁通量密度，由此能夠使蒸發(fā)源表面的磁通量密度在面內(nèi)均勻，并極性相反且雙重地配置環(huán)狀磁鐵，由此能夠相互抵消至エ件為止的空間的磁場(chǎng)，并減小累計(jì)值。在本發(fā)明的電弧離子鍍裝置中，所述端部區(qū)域表面中的磁通量密度比所述內(nèi)側(cè)區(qū)域表面的磁通量密度大3mT以上即可。為了不使電弧斑點(diǎn)從端部區(qū)域向外移動(dòng)，使端部區(qū)域表面的磁通量密度比內(nèi)側(cè)區(qū)域表面的磁通量密度至少大3mT很重要。更優(yōu)選相對(duì)于10 15mT的內(nèi)側(cè)區(qū)域表面的磁通量密度，將端部區(qū)域表面的磁通量密度設(shè)為18mT以上即可。在本發(fā)明的電弧離子鍍裝置中，所述蒸發(fā)面上的磁力線相對(duì)于所述蒸發(fā)面的法線的角度e為0° < 0 <20°，并在所述端部區(qū)域表面向所述內(nèi)側(cè)區(qū)域傾斜即可。若磁力線相對(duì)于蒸發(fā)面的法線設(shè)定為上述角度，則有將電弧斑點(diǎn)封入蒸發(fā)面的效果。另外，移動(dòng)電弧斑點(diǎn)的力由磁場(chǎng)中平行于蒸發(fā)面的分量與垂直于蒸發(fā)面的分量各自的大小決定，其方向成為與平行于蒸發(fā)面的分量垂直的方向和與平行的分量相同的方向的合成方向。因此，若使磁場(chǎng)中的與蒸發(fā)面平行的分量朝向蒸發(fā)面的內(nèi)側(cè)區(qū)域，則即使電弧斑點(diǎn)欲向端部區(qū)域表面移動(dòng)，也會(huì)向返回至蒸發(fā)面的內(nèi)側(cè)區(qū)域的方向施力，防止從端部區(qū)域向外飛出。在本發(fā)明的電弧離子鍍裝置中，所述內(nèi)側(cè)區(qū)域的磁通量密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為3以下即可。在蒸發(fā)面的內(nèi)側(cè)區(qū)域中，通過消除局部集中而使電弧斑點(diǎn)在整體上均等地移動(dòng)，從而蒸發(fā)源均等地消耗，利用效率變好。根據(jù)本發(fā)明的電弧離子鍍裝置，能夠使電弧斑點(diǎn)在蒸發(fā)源的表面高速且任意地移動(dòng)，并且防止電弧斑點(diǎn)進(jìn)入表面部以外的現(xiàn)象，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的放電，井能夠提高薄膜表面的平滑性。另外，由于減小從蒸發(fā)源到エ件之間的磁通量密度的絕對(duì)值的累計(jì)值，所以能夠降低因?qū)Ε钠珘憾鸬碾x子牽制效應(yīng)，輕松控制薄膜的殘余應(yīng)力。


圖I是示意地表示本發(fā)明的電弧離子鍍裝置的ー實(shí)施方式的水平截面圖。圖2是圖I的縱截面圖。圖3是表示蒸發(fā)面上的磁力線的矢量的示意圖。圖4是說明電弧斑點(diǎn)基于蒸發(fā)面上的磁力線的移動(dòng)原理的示意圖。圖5是表示蒸發(fā)面上的磁通量密度、磁力線的角度分布的圖表。[符號(hào)說明]I-電弧離子鍍裝置，2-真空腔室，3-エ件，4-工作臺(tái)，5-蒸發(fā)源，6_支承棒，7_氣體導(dǎo)入ロ，8-排氣ロ，9-加熱器，11-蒸發(fā)面，12-正極電極，13-電弧電源，14-偏壓電源，15-中央磁鐵，16AU6B-環(huán)狀磁鐵。
具體實(shí)施例方式以下，參考附圖對(duì)本發(fā)明的電弧離子鍍裝置的ー實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖I及圖2所示，該實(shí)施方式的電弧離子鍍裝置I在真空腔室2內(nèi)設(shè)置保持エ件(被涂物)3的工作臺(tái)4，并且通過該工作臺(tái)4在兩側(cè)分別設(shè)置作為負(fù)極的蒸發(fā)源5。エ作臺(tái)4具有在其上面沿周向隔著間隔立設(shè)多條保持多個(gè)エ件3的支承棒6且如圖I的箭頭所示水平旋轉(zhuǎn)這些支承棒6的機(jī)構(gòu)，成為本身也通過回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(省略圖示)水平回轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)。而且為使保持于支承棒6的エ件3自轉(zhuǎn)的同時(shí)公轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。另外，真空腔室2中設(shè)置有向內(nèi)部導(dǎo)入反應(yīng)氣體的氣體導(dǎo)入口 7和從內(nèi)部排出反應(yīng)氣體的排氣ロ 8，并且為了加熱工作臺(tái)4上的エ件3來提高被膜的粘附力，在工作臺(tái)4的后方設(shè)置有加熱器9。圖示例中的蒸發(fā)源5形成為圓板狀，并使其一個(gè)面朝向工作臺(tái)4上的エ件3 (與エ作臺(tái)4的半徑方向正交)來配置，且配置成朝向工作臺(tái)4的面成為蒸發(fā)面11。而且，朝向該蒸發(fā)源5的蒸發(fā)面11的適當(dāng)部位配置正極電極12，將蒸發(fā)源5設(shè)為負(fù)扱，正極電極12與蒸發(fā)源5之間連接有施加負(fù)偏壓的電弧電源13。另外，工作臺(tái)4上也連接有對(duì)保持于該工作臺(tái)的エ件3施加負(fù)偏壓的偏壓電源14。另外，在蒸發(fā)源5的背面中央部設(shè)置中央磁鐵15，并且在蒸發(fā)源5的半徑方向外側(cè)位置以圍繞蒸發(fā)源5的外周面的方式設(shè)置有2個(gè)環(huán)狀磁鐵16A、16B。這些磁鐵15、16A、16B為永久磁鐵。蒸發(fā)源5背部的中央磁鐵15形成為中央部的厚度大于周邊部的圓錐狀，并配置成使其圓錐面朝向蒸發(fā)源5的狀態(tài)。換言之，中央磁鐵15的極點(diǎn)表面(圓錐面)成為中央部最靠近蒸發(fā)源5的背面井隨著朝向周邊部逐漸遠(yuǎn)離的配置。因此，相比于周邊部使蒸發(fā)源5表面的磁通量密度集中于中央部并變大。另ー方面，設(shè)置于蒸發(fā)源5的外側(cè)的ー組環(huán)狀磁鐵16A、16B相對(duì)于蒸發(fā)源5的中心配置成雙層環(huán)狀，并且成為相互相反的極性。另外，其內(nèi)側(cè)的磁鐵16A為相對(duì)于中央磁鐵15的極也成為相反極的配置。圖示例中成為如下配置，即中央磁鐵15朝向蒸發(fā)源5的前方的ー側(cè)的極成為N極，環(huán)狀磁鐵中內(nèi)側(cè)的磁鐵16A朝向蒸發(fā)源5的前方的ー側(cè)的極成為S極，外側(cè)的磁鐵16B朝向蒸發(fā)源5的前方的ー側(cè)的極成為N扱。根據(jù)設(shè)為這種磁鐵配置，磁力線通過中央磁鐵15集中在蒸發(fā)源5表面的中央，中 央的磁通量密度變大，并且各磁鐵15、16A、16B的磁場(chǎng)的一部分以相互重疊的方式發(fā)揮作用。環(huán)狀磁鐵16A、16B的磁力線均在蒸發(fā)源5的外周部集中，而在蒸發(fā)源5的中央部變?nèi)?，但是由于極性相反并雙重地配置，因此這些磁力線成為相反方向，以相互抵消的方式發(fā)揮作用。而且，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定這種多個(gè)磁鐵15、16A、16B的磁通量密度，這些被合成的磁場(chǎng)作用于蒸發(fā)源5的表面。該蒸發(fā)源5的表面上的磁通量密度在蒸發(fā)源5中不包括從外周端面向內(nèi)部Icm寬度的環(huán)狀的端部區(qū)域E的內(nèi)側(cè)區(qū)域C表面上為10 15mT (毫特斯拉)，標(biāo)準(zhǔn)偏差為3以下，在環(huán)狀的端部區(qū)域E表面上大于內(nèi)側(cè)區(qū)域C表面的磁通量密度，成為15mT以上。另外，通過蒸發(fā)源5的磁力線形成為相對(duì)于其蒸發(fā)面11的法線的角度0成為0°
<0 <20°且在環(huán)狀的端部區(qū)域E表面其角度朝向內(nèi)側(cè)區(qū)域C傾斜。如圖3中示意地示出蒸發(fā)面11上的磁力線的矢量，如以虛線所示，在內(nèi)側(cè)區(qū)域C中，相對(duì)于蒸發(fā)面11的法線的角度成為0° < 0 <20°，如以實(shí)線表示，在端部區(qū)域E中，磁通量密度比內(nèi)側(cè)區(qū)域C的磁力線更大的磁力線相對(duì)于蒸發(fā)面11的法線的角度成為0°
<0 <20°，但是形成為朝向內(nèi)側(cè)區(qū)域C傾斜的狀態(tài)。對(duì)利用這樣構(gòu)成的電弧離子鍍裝置I在エ件3上成膜的方法進(jìn)行說明。首先，將エ件3保持于工作臺(tái)4的支承棒6上，對(duì)真空腔室2內(nèi)進(jìn)行真空抽取之后，從氣體導(dǎo)入口 7導(dǎo)入Ar等，通過濺射來去除蒸發(fā)源5和エ件3上的氧化物等雜質(zhì)。而且，再次對(duì)真空腔室2內(nèi)進(jìn)行真空抽取之后，從氣體導(dǎo)入口 7導(dǎo)入氮?dú)獾确磻?yīng)氣體，把朝向蒸發(fā)源5的正極電極12作為觸發(fā)器來產(chǎn)生電弧放電，由此使構(gòu)成蒸發(fā)源5的物質(zhì)等離子化并與反應(yīng)氣體反應(yīng)，在工作臺(tái)4上的エ件3表面成膜氮化膜等。該成膜エ序中在蒸發(fā)源5的蒸發(fā)面11上放電電流集中在微小區(qū)域，高溫下產(chǎn)生極其活性的直徑為數(shù)U m的電弧斑點(diǎn)，在蒸發(fā)面11上以10m/S以上的速度任意地來回移動(dòng)的同時(shí)，使蒸發(fā)源5瞬間熔化蒸發(fā)，并且作為離子放出。此時(shí)，蒸發(fā)源5的蒸發(fā)面11上通過前述的磁鐵15、16A、16B產(chǎn)生磁場(chǎng)，通過該磁場(chǎng)的作用控制電弧斑點(diǎn)的移動(dòng)。具體而言，在蒸發(fā)源5中除了外周的端部區(qū)域E之外的內(nèi)側(cè)區(qū)域C的表面，磁通量密度成為10 15mT，因此在該內(nèi)側(cè)區(qū)域C的表面產(chǎn)生的電弧斑點(diǎn)被封入該內(nèi)側(cè)區(qū)域C。另夕卜，通過前述的2個(gè)磁鐵15、16的相互作用，蒸發(fā)面11上的磁力線相對(duì)于蒸發(fā)面11的法線的角度9成為0° < 0 <20°，因此發(fā)揮作用以將電弧斑點(diǎn)封入蒸發(fā)面11。另外，將該內(nèi)側(cè)區(qū)域C的磁通量密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)在3以下是為了均等地消耗蒸發(fā)源5。另ー方面，在蒸發(fā)源5的端部區(qū)域E中，磁通量密度設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)區(qū)域C表面，因此即使內(nèi)側(cè)區(qū)域C表面的電弧斑點(diǎn)欲朝向端部區(qū)域E，也被端部區(qū)域E的較強(qiáng)的磁場(chǎng)反彈，從而返回至內(nèi)側(cè)區(qū)域C。作為該端部區(qū)域E的磁通量密度，設(shè)定為比內(nèi)側(cè)區(qū)域C的磁通量密度大3mT以上就能夠使其發(fā)揮使電弧斑點(diǎn)返回至內(nèi)側(cè)區(qū)域C的效果。另外，磁力線相對(duì)于蒸發(fā)面11的法線的角度在端部區(qū)域E中形成為朝向內(nèi)側(cè)區(qū)域C傾斜，因此有使電弧斑點(diǎn)朝向內(nèi)側(cè)區(qū)域C返回的效果。根據(jù)Robson等(Springer社，Cathodic arcs, p. 140),關(guān)于在蒸發(fā)面11上產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用于電弧斑點(diǎn)的力，若舉出圖4的B所示的磁場(chǎng)作為例子，則平行于蒸發(fā)面11的磁場(chǎng)分量BH成為相對(duì)于該磁場(chǎng)分量?jī)A斜90°的方向的力AH,而垂直于蒸發(fā)面11的磁場(chǎng)分量BV起到與平行的磁場(chǎng)分量BH相同方向的力AV的作用。而且，電弧斑點(diǎn)A通過從這些磁場(chǎng)起作用的力AH、AV的合成力移動(dòng)。因此，通過使磁力線相對(duì)于蒸發(fā)面11的法線的角度0朝向內(nèi)側(cè)區(qū)域C，能夠使從磁場(chǎng)作用于電弧斑點(diǎn)A的力AV的方向朝向內(nèi)側(cè)區(qū)域C。另外，通過增大垂直于蒸發(fā)面11的磁場(chǎng)分量BV,能夠增大力AV的大小，并能夠增大使電弧斑點(diǎn)A返回至內(nèi)側(cè)區(qū)域C的力。通過增大所述端部區(qū)域E的磁通量密度及使其磁力線朝向內(nèi)側(cè)區(qū)域C傾斜，由此如圖3中以箭頭表示，電弧斑點(diǎn)A欲向端部區(qū)域E移動(dòng)時(shí)被返回而返回至內(nèi)側(cè)區(qū)域C。而且，這樣將電弧斑點(diǎn)A封入內(nèi)側(cè)區(qū)域C內(nèi)，并限制其超過端部區(qū)域E，因此可以防止電弧斑點(diǎn)進(jìn)入蒸發(fā)源表面部以外的現(xiàn)象，能夠維持穩(wěn)定的放電。另外,通過中央磁鐵15和ー組環(huán)狀磁鐵16A、16B,在蒸發(fā)源5的表面設(shè)為較大的磁通量密度，且隨著遠(yuǎn)離蒸發(fā)源5而磁通量密度變小，因此能夠減小從蒸發(fā)源5到エ件之間的磁通量密度的絕對(duì)值的累計(jì)值，尤其是エ件附近的磁通量密度變小，能夠縮短蒸發(fā)源5的離子粒子的射程。因此，能夠抑制離子價(jià)數(shù)的上升，并降低因?qū)Ε钠珘憾鸬碾x子牽制效應(yīng)，其結(jié)果輕松控制薄膜的殘余應(yīng)カ。[實(shí)施例]對(duì)為了確認(rèn)本發(fā)明的效果而進(jìn)行的實(shí)施例進(jìn)行說明。使用直徑為100mm、厚度為16_的TiAl (Ti Al = 50 50)作為蒸發(fā)源。并且，蒸發(fā)源的外側(cè)的ー組環(huán)狀磁鐵及蒸發(fā)源背面的中央磁鐵均為永久磁鐵的釹磁鐵，矯頑カ設(shè)為2000kA/m，表面磁通量密度設(shè)為1150mT。作為比較例，在蒸發(fā)源的外側(cè)設(shè)為I個(gè)環(huán)狀磁鐵、釹磁鐵，矯頑カ設(shè)為2000kA/m，表面磁通量密度設(shè)為1150mT。蒸發(fā)源的背面中央的磁鐵為鐵氧體磁鐵，矯頑カ設(shè)為250kA/m，表面磁通量密度設(shè)為350mT。在安裝有這種磁鐵的電弧離子鍍裝置中配置蒸發(fā)源，測(cè)定蒸發(fā)面的磁場(chǎng)時(shí)，呈圖5 所示的狀態(tài)。在圖5中，虛線為實(shí)施例，實(shí)線為比較例。所有橫軸均將蒸發(fā)源的中心設(shè)為0，左右表示離中心的距離，左右兩端為外周端。如該圖5所示，在實(shí)施例中，從蒸發(fā)源的中心開始在比較寬的范圍存在大致恒定的區(qū)域，在外周端部附近變得大于15mT以上。在不包括端部區(qū)域的內(nèi)側(cè)區(qū)域部分，磁通量密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為3以下。另外，磁力線與蒸發(fā)面的法線所成的角度(傾斜角)在整個(gè)面成為0° < 0 <20°的范圍。另外，由于該角度比較小，因此幾乎未產(chǎn)生磁通量密度的絕對(duì)值與垂直分量之差。
與此相対，比較例中，蒸發(fā)源的外周端部也為15mT以上，但是中心部附近的磁場(chǎng)成為7mT以下非常小的值。包括內(nèi)側(cè)區(qū)域在內(nèi)的整個(gè)區(qū)域中磁通量密度的偏差也較大。另外，磁力線與蒸發(fā)面的法線所成的角度(傾斜角)在蒸發(fā)面的中心部附近為0° < 0<20°的范圍，但在外周端部附近超過了 20°。另外，關(guān)于磁通量密度以磁通量計(jì)在蒸發(fā)源表面中通過蒸發(fā)源表面的中心的直線上進(jìn)行測(cè)定。在蒸發(fā)源的表面上，以IOmm間隔設(shè)定測(cè)定部位，在各測(cè)定點(diǎn)測(cè)定蒸發(fā)源表面的垂直方向及平行方向的磁通量密度。另外，根據(jù)這些測(cè)定值計(jì)算在各測(cè)定點(diǎn)上的磁通量密度及磁力線與蒸發(fā)面的法線所成的角度(傾斜角)。另外，關(guān)于蒸發(fā)源表面上的磁通量密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，根據(jù)端部區(qū)域中不包括磁通量密度較大的部分的磁通量密度的數(shù)值計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差。接著，如表I及表2所示，在各種條件下成膜，測(cè)定從蒸發(fā)源到エ件的累計(jì)磁力和膜的殘余應(yīng)力。使用氮?dú)庾鳛榉磻?yīng)氣體。關(guān)于累計(jì)磁力，以磁通量計(jì)在從蒸發(fā)源表面中心到エ件的直線上以IOmm間隔求出磁通量密度，并從蒸發(fā)源到エ件為止累計(jì)該磁通量密度來求出。殘余應(yīng)カ通過利用X射線衍射的2 0 - sin2cp法求出。表I表不比較例,表2表不實(shí)施例。[表I]
權(quán)利要求
1.一種電弧離子鍍裝置，其特征在干， 蒸發(fā)源中不包括從端面向內(nèi)部預(yù)定寬度的端部區(qū)域的內(nèi)側(cè)區(qū)域表面的磁通量密度為10 15mT，所述端部區(qū)域表面的磁通量密度大于所述內(nèi)側(cè)區(qū)域表面的磁通量密度，并且從所述蒸發(fā)源的表面到エ件的距離為120 300mm，該距離之間的磁通量密度的絕對(duì)值的累計(jì)值為260mT mm以下。
2.如權(quán)利要求I所述的電弧離子鍍裝置，其特征在干， 在所述蒸發(fā)源的背面以相比于周邊部使蒸發(fā)源的表面的磁通量密度集中于中央部并變大的方式設(shè)置中央磁鐵，在蒸發(fā)源的半徑方向外側(cè)設(shè)置極性相反的雙層環(huán)狀磁鐵，并且中央磁鐵和雙層環(huán)的內(nèi)側(cè)的極性相反。
3.如權(quán)利要求I或2所述的電弧離子鍍裝置，其特征在干， 所述端部區(qū)域表面的磁通量密度比所述內(nèi)側(cè)區(qū)域表面的磁通量密度大3mT以上。
4.如權(quán)利要求I或2所述的電弧離子鍍裝置，其特征在于， 所述蒸發(fā)面上的磁力線相對(duì)于所述蒸發(fā)面的法線的角度0為0° < 0 <20°，在所述端部區(qū)域表面朝向所述內(nèi)側(cè)區(qū)域傾斜。
5.如權(quán)利要求3所述的電弧離子鍍裝置，其特征在干， 所述蒸發(fā)面上的磁力線相對(duì)于所述蒸發(fā)面的法線的角度e為0° < 0 <20°，在所述端部區(qū)域表面朝向所述內(nèi)側(cè)區(qū)域傾斜。
6.如權(quán)利要求I或2所述的電弧離子鍍裝置，其特征在于， 所述內(nèi)側(cè)區(qū)域的磁通量密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為3以下。
7.如權(quán)利要求3所述的電弧離子鍍裝置，其特征在干， 所述內(nèi)側(cè)區(qū)域的磁通量密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為3以下。
8.如權(quán)利要求4所述的電弧離子鍍裝置，其特征在干， 所述內(nèi)側(cè)區(qū)域的磁通量密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為3以下。
9.如權(quán)利要求5所述的電弧離子鍍裝置，其特征在干， 所述內(nèi)側(cè)區(qū)域的磁通量密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為3以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電弧離子鍍裝置，其可防止電弧斑點(diǎn)進(jìn)入蒸發(fā)源的表面部以外的現(xiàn)象，進(jìn)行穩(wěn)定的放電，并且提高表面平滑性，形成殘余應(yīng)力的控制性較高的薄膜。本發(fā)明中，蒸發(fā)源中不包括從端面向內(nèi)部預(yù)定寬度的端部區(qū)域的內(nèi)側(cè)區(qū)域表面的磁通量密度為10～15mT，端部區(qū)域表面的磁通量密度比內(nèi)側(cè)區(qū)域表面的磁通量密度大3mT以上，從蒸發(fā)源的表面到工件的距離為120～300mm，該距離之間的磁通量密度的絕對(duì)值的累計(jì)值為260mT·mm以下，蒸發(fā)面上的磁力線相對(duì)于蒸發(fā)面的法線的角度θ為0°＜θ＜20°并在端部區(qū)域表面向內(nèi)側(cè)區(qū)域傾斜，內(nèi)側(cè)區(qū)域的磁通量密度的標(biāo)準(zhǔn)偏差為3以下。
文檔編號(hào)C23C14/32GK102650041SQ201210023630
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者仙北屋和明, 田中裕介 申請(qǐng)人:三菱綜合材料株式會(huì)社