CN102933738A

CN102933738A - 成膜速度快的电弧式蒸发源、使用该电弧式蒸发源的皮膜的制造方法及成膜装置

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Publication number: CN102933738A
Application number: CN2011800276444A
Authority: CN
Inventors: 谷藤信一; 山本兼司; 野村誉; 黑川好德; 后藤直行
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2031-06-15
Also published as: US9266180B2; WO2011161903A1; KR101471269B1; JP2012026026A; CN102933738B; BR112012033035A2; CA2801629C; EP2586888A4; EP2586888B1; CA2801629A1; IL223408A; JP5318052B2; US20130098881A1; PT2586888T; EP2586888A1; BR112012033035B1; KR20130029092A

Abstract

提供一种成膜速度快的电弧式蒸发源。本发明的电弧式蒸发源(1)具备：至少一个外周磁铁(3)，其包围标靶(2)的外周，并且被配置成其磁化方向沿着与标靶(2)的表面正交的方向；非环状的第一永磁铁(4A)，其配置于标靶(2)的背面侧，具有与所述外周磁铁(3)的极性同方向极性且被配置成其磁化方向沿着与标靶(2)的表面正交的方向；非环状的第二永磁铁(4B)，其在与所述第一永磁铁(4A)隔开间隔的状态下，配置于第一永磁铁(4A)与标靶(2)之间、或配置于第一永磁铁(4A)的背面侧，具有与所述外周磁铁(3)的极性同方向的极性并且被配置成其磁化方向沿着与标靶(2)的表面正交的方向；以及磁性体(5)，其配置在第一永磁铁(4A)与第二永磁铁(4B)之间。

Description

成膜速度快的电弧式蒸发源、使用该电弧式蒸发源的皮膜的制造方法及成膜装置

技术领域

本发明涉及一种形成用于提高机械零件等的耐磨损性等的氮化物及氧化物等的陶瓷膜、非晶质碳膜等薄膜的成膜装置。另外，本发明涉及一种用于所述成膜装置的电弧式蒸发源、使用该电弧式蒸发源的皮膜的制造方法。

背景技术

目前，出于提高耐磨损性、滑动特性及保护功能等的目的，作为在机械零件、切削工具、滑动零件等的基材的表面涂覆薄膜的技术，广泛公知的是电弧离子镀膜法、溅射法等物理蒸镀法。在所述电弧离子镀膜法中，使用阴极放电型电弧式蒸发源。

阴极放电型电弧式蒸发源在作为阴极的标靶的表面产生电弧放电。由此，构成标靶的物质瞬间被熔化而离子化。然后，通过将离子化了的该物质引入作为处理物的基材的表面而形成薄膜。该电弧式蒸发源的蒸发速度快，蒸发了的构成标靶的物质的离子化率高。因此，在成膜时通过对基材施加偏压，可以形成致密的皮膜。因此，在工业中使用电弧式蒸发源以形成切削工具等的耐磨损性皮膜。

但是，通过在阴极(标靶)和阳极之间产生电弧放电，产生以阴极侧的电子放出点(电弧点)为中心的标靶的蒸发。此时，从电弧点附近将熔融的标靶放出，附着在被处理体上，这成为表面粗糙度恶化的原因。

从电弧点放出的熔融标靶物质(宏观粒子)的量在电弧点高速移动的情况下存在被抑制的倾向。在此，公知的是电弧点的移动速度受施加给标靶的磁场影响。

另外，公知的是通过电弧放电而蒸发的标靶原子在电弧等离子体中高度电离、离子化。在此，从标靶朝向基材的离子的轨迹有受到标靶和基材之间的磁场影响等的问题。

进而，在通过基于阴极放电型电弧式蒸发源的成膜那样的PVD成膜而得到的皮膜上，理论上残留压缩应力。该压缩应力有皮膜越厚而越变大倾向。另外，当压缩应力变得大于-2GPa(压缩应力＜-2GPa)，皮膜与工具的密接性下降，容易剥离。如果可以增厚在切削工具上被覆的皮膜，则能够延长切削工具的寿命。但是，由于前述的理由，难以增厚皮膜。

为了解决这样的问题，提出了对标靶施加磁场，控制电弧点的移动的以下的尝试。例如，在专利文献1记载了一种电弧蒸发源，其具有在标靶的周围配置的环状的磁力产生机构(永磁铁、电磁线圈)，对标靶表面施加垂直磁场。在专利文献2记载了一种离子镀膜装置，其具有在标靶的前方配置的磁力产生机构(电磁线圈)，以使离子化了的构成标靶的物质有效地向基材方向收敛。在专利文献3记载了一种电弧式离子镀膜装置用蒸发源，其具备：在标靶的背面的中心位置设置的永磁铁；以卷上该永磁铁的方式在标靶的背面配置并且极性与所述永磁铁不同的环磁铁；以及形成将电弧放电关在里面那样的磁场分量且具有与所述环磁铁大致相同的直径的电磁线圈。在专利文献4记载了一种电弧蒸镀装置，其具有在标靶的周围配置的环状磁铁和在标靶的背面配置的电磁线圈，通过所述电磁线圈形成与标靶表面平行的磁场。

但是，根据专利文献1记载的磁力产生机构，来自标靶表面的磁力线朝向标靶的侧方的磁铁延伸。因此，大多数离子被引导向朝向磁铁的方向。进而，在标靶的前方朝向基材方向延伸的磁力线朝向从基材较大偏离的方向。因此，蒸发而离子化的标靶的物质无法有效到达基材。

另外，在专利文献2记载的技术中，磁力线虽然朝向基材方向延伸，但是在标靶和基材之间需要配置大型的电磁线圈。因此，标靶和基材之间的距离必然变长，结果是成膜速度下降。

进而，在专利文献3公开的配置中，在磁场的垂直分量(磁场相对于标靶表面的垂直方向的分量)为0的点有优先产生电弧放电的倾向。因此，即使使用电磁线圈，产生电弧放电的位置也被封在永磁铁和环磁铁的大致中间部分，在其内周的部分难以控制。因此，标靶的利用效率不高。另外，在专利文献3记载的配置中，不存在从标靶朝向前方延伸的磁力线的分量。因此，从标靶放出的离子不会朝向基材有效收敛。

而且，在专利文献4中只记载了电磁线圈的内径小于标靶的直径的实施方式。在该情况下，磁力线有从标靶朝向外侧发散的倾向，认为无法实现有效的离子的收敛。另外，在专利文献4记载的电弧蒸镀装置中，为了得到与标靶表面平行的磁场所需要的强度使电弧等离子体的放电高速移动。因此，在与电磁线圈(或者磁性体轭)的组合中需要向大型的电磁线圈供给大电流，蒸发源大型化，结果是在工业上并不优选。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-328236号公报

专利文献2：日本特开平07-180043号公报

专利文献3：日本特开2007-056347号公报

专利文献4：日本特表2004-523658号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种成膜速度快的电弧式蒸发源、使用该电弧式蒸发源的皮膜的制造方法及成膜装置。

为达成所述目的，本发明提供一种电弧式蒸发源，其通过在标靶的表面产生电弧放电，从而用于使所述标靶熔化，其中，该电弧式蒸发源具备：至少一个外周磁铁，其包围所述标靶的外周，并且被配置成其磁化方向沿着与所述标靶的表面正交的方向；非环状的第一永磁铁，其配置于所述标靶的背面侧，具有与所述外周磁铁的极性同方向的极性，并且被配置成其磁化方向沿着与所述标靶的表面正交的方向；非环状的第二永磁铁，其在与所述第一永磁铁隔开间隔的状态下，被配置于所述第一永磁铁和所述标靶之间，或被配置于所述第一永磁铁的背面侧，并具有与所述外周磁铁的极性同方向的极性，并且被配置成其磁化方向沿着与所述标靶的表面正交的方向；以及磁性体，其被配置在所述第一永磁铁和所述第二永磁铁之间。

另外，本发明提供一种包括使用所述电弧式蒸发源形成皮膜的皮膜形成工序的皮膜的制造方法。

进而，本发明提供一种具备所述电弧式蒸发源及对所述电弧式蒸发源施加用于产生电弧放电的电压的电弧电源的成膜装置。

根据本发明，可以加快使用电弧式蒸发源的成膜装置的成膜速度。

附图说明

图1是具备本发明的一实施方式的电弧式蒸发源的第1实施方式的成膜装置的概要图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

图2是本发明的实施例1的电弧式蒸发源的概要图。

图3是本发明的实施例2的电弧式蒸发源的概要图。

图4是比较例1的电弧式蒸发源的磁力线分布图。

图5是比较例2的电弧式蒸发源的磁力线分布图。

图6是比较例3的电弧式蒸发源的磁力线分布图。

图7是比较例4的电弧式蒸发源的磁力线分布图。

图8是本发明的电弧式蒸发源的磁力线分布图。

图9是具备多个电弧式蒸发源的第2实施方式的成膜装置的侧视图。

图10是图9的A-A线向视图，(a)是将电弧式蒸发源直线配置的图，(b)是将电弧式蒸发源非直线配置的图。

图11是具备多个电弧式蒸发源的第3实施方式的成膜装置的俯视图。

图12是分别具备多个电弧式蒸发源和溅射式蒸发源的第4实施方式的成膜装置的俯视图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施方式说明。需要说明的是，以下的实施方式是将本发明具体化的一例，并不是限定本发明的技术范围。

[第1实施方式]

图1示出具备本发明的一实施方式的电弧式蒸发源1(以下，蒸发源1)的第1实施方式的成膜装置6。

成膜装置6具备：真空腔室11；设于真空腔室11内并且对作为处理物的基材7进行支承的旋转台12；一部分设于真空腔室11内并且朝向基材7安装的蒸发源1；用于对该蒸发源1施加负的偏压的电弧电源15；以及用于对基材7施加负的偏压的偏压电源16。

在真空腔室11设有向该真空腔室11内导入反应气体的气体导入口13；以及从真空腔室11内将反应气体排出的气体排气口14。

所述电弧电源15对后述的蒸发源1的标靶2施加负的偏压。所述电弧电源15的正极及偏压电源16的正侧分别与地面18连接。

如图1所示，蒸发源1具有圆盘状(以下，所谓“圆盘状”也包括具有规定的高度的圆柱状的形状)的标靶2、配备在标靶2的附近的磁场形成机构8、在标靶2的外周部配置的阳极17。需要说明的是，阳极17连接于地面18，与阳极17同电位的真空腔室11也可以作为阳极17起作用。即，蒸发源1是阴极放电型的电弧式蒸发源。

标靶2由对应于要形成在基材7上的薄膜而选择的材料(例如，铬(Cr)、钛(Ti)、钛铝(TiAl)、或碳(C)等)构成。

磁场形成机构8具有：以包围标靶2的外周的方式配置的外周磁铁3；在标靶2的背面侧配置的背面磁铁4及磁性体5。外周磁铁3及背面磁铁4被配置成：外周磁铁3的极性的朝向与背面磁铁4的极性的朝向为同方向。需要说明的是，在磁场形成机构8之中，外周磁铁3设置在真空腔室11内，背面磁铁4及磁性体5设置在真空腔室11的外侧。

需要说明的是，将标靶2的蒸发面(基材7侧的面)作为“前面”，将其相反侧的面作为“背面”(参照图2、图3)。

所述外周磁铁3及背面磁铁4由通过保持力高的钕磁铁形成的永磁铁构成。

外周磁铁3是环状，并被配置成与标靶2为同心轴状。外周磁铁3的磁化方向被配置成沿着标靶2的轴心(相对于构成标靶2的物质的蒸发面为垂直)。进而，外周磁铁3被配置成外周磁铁3的径向上的投影面与标靶2的径向上的投影面重合。即，配置外周磁铁3，使得通过将外周磁铁3及标靶2向与标靶2的蒸发面平行的方向投影而形成的影相互重合。

需要说明的是，外周磁铁3也可以通过将多个圆柱状等的永磁铁以包围标靶2的外周的方式配置为环状而形成。即，所谓“环状”也包括将多个磁铁沿着标靶2的外周排列的状态。

背面磁铁4以其磁化方向沿着标靶2的轴心的方式(相对于构成标靶2的物质的蒸发面为垂直的方式)且在标靶2的背面侧配置。

另外，背面磁铁4具有与外周磁铁3的极性同方向的极性。具体地说，在图2、图3中，分别对于外周磁铁3及背面磁铁4，靠近基材7的一侧的极性为N极，远离基材7的一侧的极性为S极。相反，也可以按照靠近基材7的一侧的极性为S极，远离基材7的一侧的极性为N极的方式，配置外周磁铁3及背面磁铁4。

磁场形成机构8是前述的构成。因此，通过由在标靶2的外周设置的外周磁铁3形成的磁场与由在标靶2的背面侧设置的背面磁铁4形成的磁场的组合，能够将磁力线引导向朝向基材7的方向。

本实施方式中的背面磁铁4是如后述的圆盘背面磁铁4A、4B那样非环状的磁铁。在此，所谓“非环状”，不是面包圈状那样在径向内部空出孔的结构，而是指内部添满的实心的结构，包括圆盘状或圆柱状等在内。

即，所谓“非环状”是指：从表面朝向外方的任一条法线都互不相交的形状。

图2表示实施例1的磁场形成机构8。背面磁铁4具备圆盘背面磁铁4A(第一永磁铁)以及配置于该圆盘背面磁铁4A的背后的另外的圆盘背面磁铁4B(第二永磁铁)。所述磁性体5设置在圆盘背面磁铁4A和圆盘背面磁铁4B之间。

需要说明的是，图3表示实施例2的磁场形成机构8。在实施例2的磁场形成机构8中，在保持磁极的朝向及磁化方向不变的状态下，第一永磁铁4A和第二永磁铁4B的配置交替。

下面，说明使用具有蒸发源1的成膜装置6的成膜的方法。

首先，通过对真空腔室11内进行减压，使真空腔室11内形成真空。之后，从气体导入口13导入氩气(Ar)等。然后，通过溅射除去标靶2及基材7上的氧化物等杂质，再次使真空腔室11内形成真空。之后，从气体导入口13将反应气体导入真空腔室11内。在该状态下在设置于真空腔室11的标靶2上产生电弧放电，由此，使构成标靶2的物质蒸发而离子化，并且与反应气体发生反应。由此，在置于旋转台12上的基材7上形成氮化膜、氧化膜、碳化膜、碳氮化膜、或非晶质碳膜等。

需要说明的是，作为反应气体，可对应于用途选择氮气(N₂)、氧气(O₂)、或甲烷(CH₄)等碳化氢气体。另外，真空腔室11内的反应气体的压力为1～7Pa左右。另外，成膜时的电弧放电电流为100～200A。由偏压电源16对基材7施加10～200V的负电压。

[实施例1、实施例2]

对使用本发明的蒸发源1的实施例1进行说明。

本实施例的背面磁铁4具有：圆盘状(圆柱形状)的永磁铁(以下，称为“圆盘背面磁铁4A(第一永磁铁)”)；及在与圆盘背面磁铁4A隔开间隔的状态下，配置于圆盘背面磁铁4A的背面侧(与基材7相反一侧)的另外的圆盘状的永磁铁(以下，称为“圆盘背面磁铁4B(第二永磁铁)”)。圆盘状的磁性体5设置在圆盘背面磁铁4A和圆盘背面磁铁4B之间。

需要说明的是，将各圆盘背面磁铁4A、4B及磁性体5沿着与其表面正交的方向投影而得到的面的形状(以下，称为“投影面形状”)与标靶2的投影面形状近似。另外，各圆盘背面磁铁4A、4B的轴线、磁性体5的轴线及标靶2的轴线分别配置在同一直线上。

各圆盘背面磁铁4A、4B由保持力高的钕磁铁形成。因此，可使磁场形成机构8整体紧凑。

本实施例1、2的磁性体5虽然由眼前廉价的碳钢形成，但是磁性体5的材质不限于此。例如，也可以由相对磁导率大于1的材料形成磁性体5。这是因为只要是相对磁导率大于1的材料，就起到作为磁导的作用。

需要说明的是，通过由相对磁导率在250以上的材料形成磁性体5，从而磁性体5的作为磁导的功能提高。具体地说，优选采用钴(相对磁导率：250)、镍(相对磁导率：600)、碳钢(相对磁导率：1000)、铁(相对磁导率：5000)、硅铁(相对磁导率：7000)、纯铁(相对磁导率：200000)等作为磁性体5的材料。

磁性体5的两端面分别密接于圆盘背面磁铁4A(第一永磁铁)的背面侧(与基材7相反一侧)的端面和圆盘背面磁铁4B(第二永磁铁)的基材7侧的端面。

需要说明的是，实施例2与实施例1的不同点仅在于：将第一永磁铁4A的位置和第二永磁铁4B的位置调换。即，各永磁铁4A、4B是同一形状。以下，还一并说明实施例2。

标靶2的直径是100mm。标靶2的厚度是16mm。另外，标靶2由钛(Ti)与铝(Al)的原子比为1∶1的钛铝(TiAl)形成。

外周磁铁3的外径是170mm。外周磁铁3的内径是150mm。外周磁铁3的厚度是10mm。

在实施例1中，选择氮(N₂)作为反应气体。反应气体的压力是4Pa。成膜时间是30分钟。电弧放电电流是150A。使用偏压电源16对基材7施加30V的负电压。

基材7是具有15mm×15mm×5mm尺寸的镜面抛光了的超硬合金的芯片。另外，基材7被配置于从标靶2的表面离开约180mm的位置上。基材7的温度被设定为500℃。

另外，在图4～图7所示的比较例1～比较例4中，与标靶2、外周磁铁3、电弧电流值、反应气体、成膜时间、施加的负电压及基材7相关的条件也同样。

比较例1是在标靶2的背面不具有背面磁铁4的比较例。

比较例2是具有在标靶2的背面侧配置的两个环状的永磁铁的比较例。在该比较例2中，在标靶2的背面侧配置的两个环状的永磁铁的外径分别是100mm。所述各环状的永磁铁的内径分别是80mm。所述各环状的永磁铁的厚度分别是10mm。另外，所述各环状的永磁铁之中的一方被配置于从标靶2的表面离开60mm的位置上，所述各环状的永磁铁之中的另一方被配置于从标靶2的表面离开100mm的位置上。

比较例3是具有在标靶2的背面侧配置的两个环状的永磁铁与在各永磁铁之间配置的磁性体即碳钢的比较例。作为所述磁性体的碳钢与所述两个环状的永磁铁密接配置。各永磁铁的形状及各永磁铁距离标靶2表面的距离与比较例2相同。

比较例4是具有在标靶2的背面侧配置的两个圆盘状的永磁铁的比较例。需要说明的是，在比较例4中，在两个圆盘状的永磁铁之间未配置磁性体。

表1对于比较例1～比较例4及实施例1(还兼有实施例2)，表示背面磁铁的片数、背面磁铁的厚度、各磁铁的直径、距离标靶2表面的距离与流过基材7的电流值、成膜速度的评价、皮膜残留应力值、皮膜残留应力的评价结果。

需要说明的是，在表1中，比较例中的各磁铁为了方便设为第一永磁铁、第二永磁铁。

[表1]

下面，对基材7上的成膜速度、残留应力的评价进行说明。

成膜速度与通过电弧放电而在基材7流通的离子电流成正比。即，在基材7流通的电流值越大，则成膜速度越快。在考虑生产率、作业效率等时，与成膜速度成正比的电流值希望为1.5A以上。因此，电流值为1.5A以上为合格。

另外，薄膜的残留应力通过式(1)表示的Stoney的式子计算。具体地说，在厚度1mm的Si晶圆上进行成膜，利用光杠杆测定成膜后的基材7的弯曲的曲率半径。使用该曲率半径作为式(1)的曲率半径R。设想切削工具用的硬质皮膜的剥离，薄膜的残留应力的绝对值在2.0GPa以下为合格。

σ_{f} = \frac{E_{s} {t_{s}}^{2}}{6 R (1 - v_{s}) t_{f}} - - - (1)

σ_f：残留应力 E_s：基材的杨氏模量

t_s：基材的厚度 v_s：基材的泊松比

t_f：膜厚 R：弯曲状态下的基材的曲率半径

首先，对各测定例的磁力线分布图进行考察。

比较例1的磁力线分布图如图4所示。如图4所示，在比较例1中，从标靶2朝向前方延伸的磁力线从标靶2的正面方向(即，朝向基材7的方向)较大地偏离。

具体地说，在比较例1中，离标靶2的轴心最近一侧的磁力线在从标靶2表面朝向基材7的方向前进约200mm的地点，已经从标靶2的轴心离开约28mm(参照图4中的箭头A)。

比较例2的磁力线分布图如图5所示。在比较例2中，离标靶2的轴心最近一侧的磁力线在从标靶2的表面朝向基材7的方向上前进约200mm的地点，从标靶2的轴心离开约24mm(参照图5中的箭头B)。

比较例3的磁力线分布图如图6所示。比较例4的磁力线分布图如图7所示。与比较例1及2同样，在比较例3及比较例4中，离标靶2的轴心最近一侧的磁力线在距离标靶2的表面约200m m的地点，从标靶2的轴心离开约20mm(参照图6中的箭头C，及图7中的箭头D)。

下面，在各比较例中，对于离标靶2的轴心最远一侧的磁力线进行考察。

在比较例1中，离标靶2的轴心最远一侧的磁力线在从标靶2的表面朝向基材7的方向仅前进约50mm的地点，已经从标靶2的轴心离开200mm(参照图4中的箭头A’)。如此可知，在比较例1中，离标靶2的轴心最远一侧的磁力线从标靶2的轴心较大地偏离。

同样，在比较例2～比较例4中，离标靶2的轴心最远一侧的磁力线在从标靶2的表面朝向基材7的方向上仅前进约100～115mm的地点，已经从标靶2的轴心离开200mm(参照图5～图7中的箭头B’、C’、D’)。

如此，在比较例1～比较例4中，从标靶2朝向前方延伸的磁力线从朝向基材7的方向较大地偏离。伴随与此，离子的轨迹也有从朝向基材7的方向偏离的倾向。

其结果是，如表1所示，在比较例1～4中，在基材7流通的电流值分别是1.0A、1.1A、1.2A、1.3A那样小的值。其结果是，在比较例1～4中，成膜速度的评价也为不合格。因此，有效的成膜困难。

另外，在比较例1～4中，离子的轨迹从基材7较大地偏离，成膜速度慢。因此，如表1所示，比较例1～4中的皮膜残留应力值分别示出-2.40GPa、-2.30GPa、-2.25GPa、-2.09GPa。其结果是，皮膜残留应力的评价也不合格。因此，无法形成皮膜残留应力低的皮膜。

相对于这些比较例，如图8所示，在本发明的实施例1及实施例2中，可将磁力线引导向朝向基材7的方向。

具体地说，在实施例1及实施例2中，离标靶2的轴心最近一侧的磁力线在从标靶2的表面朝向基材7的方向上前进200mm的地点，从标靶2的轴心也未离开20mm(参照图8中的箭头E)。因此，可将较多的磁力线导向基材7。

进而，在实施例1及实施例2中，离标靶2的轴心最远一侧的磁力线在从标靶2的轴心离开200mm之前，在从标靶2表面朝向基材7的方向上需要约130mm的距离(参照图8中的箭头E’)。因此，更多的磁力线朝向从标靶2向基材7的方向延伸。

此外，在实施例1及实施例2中，磁性体5的两端面分别与各圆盘背面磁铁4A、4B的端面密接。由此，能够在不漏出的情况下将从各圆盘背面磁铁4A、4B的端面延伸的磁力线连起来。

其结果是，如表1所示，本发明的实施例1及实施例2中的在基材7流通的电流值为1.5A以上。由此，成膜速度的评价判定为合格。因此，在实施例1及实施例2中，与比较例1～比较例4相比，成膜速度块，可以有效地成膜。

另外，在实施例1及实施例2中，皮膜残留应力的绝对值显示为2.0G P a以下。其结果是，皮膜残留应力的评价为合格。因此，可以形成残留应力低的皮膜。

需要说明的是，圆盘背面磁铁4A、4B及磁性体5的直径可以是40mm。即，可使与标靶2相对的表面(以下，仅称为“表面”)的面积为400πmm²。由此，标靶2的表面的面积与上述的直径100mm的情况(表面的面积为2500πmm²的情况)相比，是其0.16倍(百分之十六)。

另外，圆盘背面磁铁4A、4B及磁性体5的直径可以是80mm。即，可以使各磁铁4A、4B及磁性体5的表面的面积为1600πmm²。由此，标靶2的表面的面积与上述的直径100mm的情况(表面的面积为2500πmm²的情况)相比，是其0.64倍(百分之六十四)。

即，各圆盘背面磁铁4A、4B或磁性体5的表面的面积可以是标靶2的表面的面积的0.25倍(四分之一)以上。即使在该情况下，通过抑制磁力线从标靶2的轴心偏离，从而可将更多的磁力线导向基材7。由此，能够有效地将从标靶2蒸发的离子引导向基材7。

需要说明的是，圆盘背面磁铁4A、4B及磁性体5的表面的面积优选为标靶2的表面的面积的0.64倍(百分之六十四)以上，进而优选为标靶2的表面的面积的1.0倍以上。另外，作为优选的上限，圆盘背面磁铁4A、4B的直径是标靶2的直径的1.5倍。即，圆盘背面磁铁4A、4B的表面的面积优选是标靶2表面的面积的2.25倍(四分之九)以下。

另外，通过电弧放电而放出的电子受到在相对于与标靶2的表面平行的方向的磁力线的分量(以下，称为“平行分量”)呈直角的方向(即朝向基材7的方向)上移动的力。电弧点的移动速度与磁力线的平行分量的强度成正比。

磁力线的平行分量在垂直于标靶2表面的磁力线的分量(以下，称为“垂直分量”)为0(包括0附近的值。下同)的点变强。另外，在磁力线的垂直分量为0的点有优先引起电弧放电的倾向。该垂直分量为0的点由到靠近标靶2表面的一侧的圆盘背面磁铁的表面的距离决定。因此，在所述距离近的情况下，有电弧放电在外周部产生的倾向，离子在外侧产生。另一方面，如果拉开所述距离，则磁力线的垂直分量为0的点靠近中央部，可使离子有效地到达基材7。

但是，在所述距离过远的情况下，标靶2的表面上的磁力线及在朝向基材7的方向上延伸的磁力线变弱，无法有效运送离子。

需要说明的是，为了使垂直分量为0、且仅具有平行分量的磁力线的位置变化，还可以装入以相对于标靶2接近离开的方式使各圆盘背面磁铁4A、4B及磁性体5前后移动的机构。如此，通过使各磁铁4A、4B及磁性体5的离标靶2表面的距离发生变化，能够调节磁力线的平行分量的强度，并且可以控制磁力线的垂直分量为0的点。

[第2实施方式]

图9、图10表示具备多个上述的电弧式蒸发源1的第2实施方式的成膜装置6。

需要说明的是，各电弧式蒸发源1的构成与第1实施方式大致相同。

该第2实施方式的成膜装置6的最大特征在于如下方面。

具体地说，如图9所示，在第2实施方式的成膜装置6中，准备多台(4台)电弧式蒸发源1(准备工序)。然后，所述多个电弧式蒸发源1为使相邻的电弧式蒸发源1的磁力线相互连接，将多台(4台)蒸发源1上下排列配置(配置工序)。具体地说，多个蒸发源1配置成直线或非直线(参照图10(a)、(b))。然后，使用所述多个电弧式蒸发源1形成皮膜(皮膜形成工序)。

需要说明的是，与第1实施方式同样，各蒸发源1之中的、背面磁铁4及磁性体5以外的部分被配置在真空腔室11内。

如图9所示，以磁场形成机构8(外周磁铁3及背面磁铁4)的靠近基材7的一侧的极性(磁极的朝向)在相邻的蒸发源1彼此相互成为逆极性(逆朝向)的方式，配置各个蒸发源1。

所谓该逆朝向配置是指例如下面这样的配置。特定的蒸发源1被配置成：磁力线面对朝向基材7的方向(从标靶2接近基材7的方向)。在该情况下，与该特定的蒸发源1相邻的蒸发源1被配置成：磁力线变成与朝向基材7的方向的反向(从基材7朝向标靶2远离的方向)。

通过这样的配置，由特定的蒸发源1形成的磁力线与由和特定蒸发源1相邻的蒸发源1形成的磁力线相互连接。

例如，最上面的蒸发源1A的磁场形成机构8的N极朝向标靶2的表面侧(接近基材7的一侧)，上数第二个蒸发源1B的磁场形成机构8的S极朝向标靶2的表面侧。因此，在相邻的最上面的蒸发源1A与第二个蒸发源1B之间，产生从最上面的蒸发源1A朝向第二个蒸发源1B的磁力线(参照图9)。

因此，最上面的蒸发源1A和第二个蒸发源1B之间的磁力线成为闭合状态(该闭合区域设为“闭磁场区域H”)。来自电弧式蒸发源1的放出电子封闭(被关入)在该闭磁场区域H内。由此，防止所述放出电子简单地被引导向阳极17或真空腔室11。

需要说明的是，这样的闭磁场区域H不限于蒸发源1A和蒸发源1B的组合，在除此以外的相邻的蒸发源1彼此之间分别形成这样的闭磁场区域。

另外，如上所述，较多的磁力线从电弧式蒸发源1向朝向基材7的方向延伸。因此，闭磁场区域H到达到基材7附近。

其结果是，放出电子的浓度在各闭磁场区域H内提高，在基材7的周边，真空腔室11中的反应气体与放出电子的冲撞增加。由此，能够以高效率实现反应气体的离子化。

因此，通过配备多个电弧式蒸发源1，使得相邻的电弧式蒸发源1的磁力线彼此连接，从而成膜速度提高，进而可以实现有效的成膜。

图10是将多个排列的电弧式蒸发源1从正面(靠近基材7的一侧)投影的投影图(图9的A-A线向视图)。如图10(a)那样，可将多个蒸发源1直线排列为上下1列。另外，如图10(b)那样，还可以非直线地配备多个蒸发源1(例如，之字状)。

在直线地配备的情况下，上述的闭磁场区域H的左右宽度变窄。由此，闭磁场区域H内的放出电子的浓度进一步提高，能够在闭磁场区域H内以更高的效率对基材7成膜。

在非直线地配备的情况下，闭磁场区域H的宽度变宽，变宽量为蒸发源1蛇行的宽度部分。由此，即使基材7是宽幅，也可以在闭磁场区域H内有效形成皮膜。

需要说明的是，所谓“直线地”配备，不仅包括上述那样排成上下1列，也包括在真空腔室11的内表面排成左右1列，或斜着排成1列。

另外，第2实施方式的成膜装置6构成为基材7通过上述的闭磁场区域H内。具体地说，在所述成膜装置6，在真空腔室11内的旋转台12上设置有多个基材7(例如，相对于旋转轴对称设有2个)。通过该旋转台12旋转，旋转台12上的基材7以顺次通过蒸发源1的前方侧(标靶2正面侧)的方式移动。

作为使基材7通过闭磁场区域H内的构成，不限于使旋转台12或基材7旋转的构成。例如，还可以构成为蒸发源1绕基材7转圈。即，成膜装置6只要具有相对于闭磁场区域H使基材7顺次相对移动的机构即可。

需要说明的是，第2实施方式的成膜装置6还可以是其他结构。另外，形成皮膜的方法与第1实施方式同样。

[第3实施方式]

图11表示具备多台上述的蒸发源1的第3实施方式的成膜装置6。

第3实施方式与第2实施方式的不同点在于：多台(4台)蒸发源1(以包围在基材7周围的方式)配备成圆周状。

在圆周上相邻的蒸发源1被配置成：在各个蒸发源1形成的磁力线彼此连接。具体地说，特定的蒸发源1的磁场形成机构8(外周磁铁3、背面磁铁4及磁性体5)的极性的朝向(磁极的朝向)被配置成与相邻于所述特定的蒸发源1的蒸发源1的磁场形成机构8的极性的朝向相反。

通过该配置，由外周磁铁3及背面磁铁4形成的磁力线在相邻的电弧式蒸发源1彼此彼此连接。

例如，图11的右上的蒸发源1C的磁场形成机构8的N极朝向标靶2的表面侧(接近基材7的一侧)。图11的右下的蒸发源1D的磁场形成机构8的S极朝向标靶2的表面侧。因此，产生从右上的蒸发源1C朝向右下的蒸发源1D的磁力线。

如图11所示，即便在蒸发源1C和蒸发源1D的组合以外的相邻的蒸发源1彼此之间，磁力线也相连。进而，由于各蒸发源1包围基材7配置成圆周状，所以各自的磁力线以包围基材7周围的方式相连。

因此，在第3实施方式的情况下，从各蒸发源1延伸的磁力线成为将包括基材7在内的区域围起来封闭的状态。而且，上述的闭磁场区域H在将基材7围起来的大范围产生。

由此，来自蒸发源1的放出电子封闭在包括基材7在内的大的闭磁场区域H内，基材7周边的放出电子的浓度升高。因此，能够提高成膜速度，并且可以实现对应于基材7的大型化或数量的增加的有效的成膜。

需要说明的是，在第3实施方式中所谓“直线地”配备，不仅指第2实施方式那样排成上下1列的配置，还包括下述排列。具体地说包括：在将多个蒸发源1以一定的高度配置的状态下，将该多个蒸发源1以包围基材7的方式配置成圆周状的排列。另外，在第3实施方式中所谓“非直线地”配备，不仅指第2实施方式所记载的那样上下配置成之字状，还包括下述排列。具体地说包括：在以离真空腔室11的底的高度不同的方式配置了多个蒸发源1的状态下，将该多个蒸发源1以包围基材7的方式配置成圆周状的排列。需要说明的是，在本实施方式中，多个蒸发源1之中的背面磁铁4及磁性体5以外的部分也配置在真空腔室11内。

除此以外，第3实施方式的成膜装置6如上述那样以使基材7位于宽广的闭磁场区域H内的方式，在真空腔室11内的旋转台12上设置多个基材7(例如，相对于旋转轴对称设置2个)。

因此，通过在旋转台12使基材7旋转，基材7顺次通过各蒸发源1的前方侧。因此，通过由同一或不同材质构成各电弧式蒸发源1的标靶2，从而可在基材7上顺次成膜同一或不同组成及/或厚度的皮膜。其结果是，在各电弧式蒸发源1的标靶2的材质分别不同的情况下，可以多层地形成不同材质的皮膜。

需要说明的是，第3实施方式的成膜装置6也可以是其他结构。另外，形成皮膜的方法与第1实施方式同样。

[第4实施方式]

图12表示分别具备上述的多个电弧式蒸发源1和多个溅射式蒸发源21的第4实施方式的成膜装置6。

第4实施方式将第3实施方式中的多个蒸发源1之中的相对的2台替代为溅射式蒸发源21。而且，各蒸发源1、21配备成圆周状。

具体地说，如图12所示，在第4实施方式的成膜装置6中，准备包括2台电弧式蒸发源1和2台溅射式蒸发源21在内的多个蒸发源1、21(准备工序)。然后，将所述多个蒸发源1、21配置成圆周状，使得相邻的蒸发源1、21的磁力线彼此连接(配置工序)。然后，使用所述多个蒸发源1、21形成皮膜(皮膜形成工序)。

溅射式蒸发源21是一般的溅射方式的蒸发源。具体地说，溅射式蒸发源21通过放电使导入真空腔室11中的惰性气体(氩(A r)、氖(Ne)、氙(Xe)等)等离子体(plasma ion)化，通过使该等离子体(plasmaion)冲撞于标靶2(通过溅射)，将标靶物质向基材7侧弹飞。

该溅射式蒸发源21的磁场形成机构8具备环磁铁4C(环状的永磁铁)和圆柱磁铁4D(圆柱状的永磁铁)作为标靶2的背面磁铁4，圆柱磁铁4D在该环磁铁4C的内侧，且与其配置成同轴。

如图12所示，环磁铁4C及圆柱磁铁4D被配置成：环磁铁4C的极性的朝向与圆柱磁铁4D的极性的朝向(磁极的朝向)互为反向。

通过该配置，磁力线在环磁铁4C与圆柱磁铁4D之间以包围标靶2的表面侧的方式相连，在标靶2的表面附近成为闭合的状态(设该闭合的区域为“等离子体闭磁场区域H’”)。

因此，来自溅射式蒸发源21的放出电子被关闭在该等离子体闭磁场区域H’内。由此，在等离子体闭磁场区域H’内的惰性气体的等离子体的浓度变高，更多的等离子体离子冲撞于标靶2。因此，可以提高成膜效率。

进而，相邻的蒸发源1、21如下述那样配置。具体地说，溅射式蒸发源21的环磁铁4C的极性和相邻于该溅射式蒸发源21的电弧式蒸发源1的磁场形成机构8(外周磁铁3及背面磁铁4)的磁极的朝向互为反向。

因此，溅射式蒸发源21的环磁铁4C和由电弧式蒸发源1的磁场形成机构8形成的磁力线在相邻的蒸发源1、21彼此彼此连接。

其结果是，在各电弧式蒸发源1和各溅射式蒸发源21之间，磁力线以包围基材7的周围的方式相连。由此，产生不同于上述的等离子体闭磁场区域H’的另外的闭磁场区域H。该闭磁场区域H在将基材7围起来的宽广范围产生。

其结果是，在溅射式蒸发源21的附近在保持高的等离子体浓度的状态下，可以在闭磁场区域H内提高基材7的周边的放出电子浓度。由此，能够一次且以高的成膜速度对大型或大量的基材7形成皮膜。

下面，说明使用第4实施方式的成膜装置6的成膜的方法。

在仅使用电弧式蒸发源1形成皮膜的情况下，将氮(N₂)、甲烷(CH₄)、乙炔(C₂H₂)等反应气体导入真空腔室11内，在数Pa(1～7Pa左右)的压力下实施成膜。

另一方面，在仅使用溅射式蒸发源21形成皮膜的情况下，将氩(Ar)等惰性气体导入真空腔室11内，在零点几Pa左右的压力下实施成膜。

进而，在同时使用电弧式蒸发源1和溅射式蒸发源21形成皮膜的情况下，将氮等反应气体与氩等惰性气体混合使用。混合环境气体的整体压力为2～4Pa左右，以低于仅基于电弧式蒸发源1的成膜时的压力进行成膜。需要说明的是，反应气体(氮等)的分压为0.5～2.65Pa。

如此，即使同时使用两种蒸发源1、21，闭磁场区域H和等离子体闭磁场区域H’由磁力线分别被分开。由此，能够分别独自提高等离子体的浓度及放出电子的浓度。因此，可以同时提高电弧式蒸发源1的成膜效率与溅射式蒸发源21的成膜效率。

需要说明的是，在第4实施方式的成膜装置6中，旋转台12和基材7的配置等、其他的构成与第1实施方式及第3实施方式相同。

但是，本发明不限于前述的各实施方式及实施例，在权利要求表示的本发明的范围内可适当变更。

标靶2可以是圆盘状以外的任意的形状。

具体地说，标靶2的投影面形状可以是旋转对称体的图形(正方形、六边形等)。此时，相对于标靶2而言，外周磁铁3、背面磁铁4及磁性体5可以不配置成同心轴状。但是，外周磁铁3、背面磁铁4及磁性体5优选配置成它们的中心轴(在外周磁铁3、背面磁铁4及磁性体5为旋转对称体的情况下，其旋转轴)通过标靶2。

另外，标靶2也可以是投影面形状具有长边方向的图形(椭圆、长方形等)。此时，在标靶2的投影面形状为椭圆的情况下，可把所述直径换用另一措词为长径及短径。另外，在标靶2的投影面形状为长方形的情况下，可把所述直径换用另一措词为长边及短边。

外周磁铁3只要包围标靶2的外周即可。具体地说，可采用具有可包围标靶2的投影面形状的投影面形状的环状的永磁铁。例如，若标靶2的投影面形状为椭圆，则可使用具有能够将其包围的椭圆的投影面形状的永磁铁。

另外，外周磁铁3只要可将标靶2包围，也可以是下述那样的形状。具体地说，外周磁铁3也可以对应于标靶2的投影面形状，为点对称的图形(正方形、六边形等)、或具有长边方向的图形(椭圆、长方形等)。

背面磁铁4也可以是圆盘状以外的任意的形状。例如，背面磁铁4的投影面形状也可以是点对称的图形(正方形、六边形等)或具有长边方向的图形(椭圆、长方形等)。

同样，磁性体5可以是圆盘状以外的任意的形状。具体地说，磁性体5的投影面形状可以是点对称的图形(正方形、六边形等)或具有长边方向的图形(椭圆、长方形等)。

需要说明的是，背面磁铁4及磁性体5的投影面形状优选与标靶2的投影面形状近似。

另外，也可以分别具备多个外周磁铁3、背面磁铁4及磁性体5。

用于成膜装置6的蒸发源不限于电弧式蒸发源1或溅射式蒸发源21，也可以是等离子体束式蒸发源或电阻加热式蒸发源等。

需要说明的是，上述的具体的实施方式主要包括具有以下构成的发明。

本发明提供一种电弧式蒸发源，其通过在标靶的表面产生电弧放电，从而使所述标靶熔化，其中，该电弧式蒸发源具备：至少一个外周磁铁，其包围所述标靶的外周，并且被配置成其磁化方向沿着与所述标靶的表面正交的方向；非环状的第一永磁铁，其配置于所述标靶的背面侧，具有与所述外周磁铁的极性同方向的极性，并且被配置成其磁化方向沿着与所述标靶的表面正交的方向；非环状的第二永磁铁，其在与所述第一永磁铁隔开间隔的状态下，被配置于所述第一永磁铁和所述标靶之间，或被配置于所述第一永磁铁的背面侧，并具有与所述外周磁铁的极性同方向的极性，并且被配置成其磁化方向沿着与所述标靶的表面正交的方向；以及磁性体，其被配置在所述第一永磁铁和所述第二永磁铁之间。

在本发明的电弧式蒸发源中，在标靶的外周配置有外周磁铁，并且将具有与外周磁铁相同朝向的极性的磁铁(第一永磁铁及第二永磁铁)配置在标靶的背面侧。由此，在标靶的表面(标靶蒸发面)形成水平分量大的磁场，并且在标靶表面上由双方磁铁(外周磁铁、第一永磁铁及第二永磁铁这双方磁铁)形成排斥磁场。通过这样的磁铁构成，电弧的旋转变快，并且宏观粒子的产生减少。因此，可以形成平滑的皮膜。需要说明的是，以包围标靶的外周的方式配置外周磁铁是用于增大在标靶表面形成的磁场的水平分量。

在此，在本发明中，具备具有与外周磁铁的极性相同的朝向的极性且配置于标靶的背面的非环状的永磁铁(第一永磁铁)。由此，产生大量从标靶的表面的中心部分向基材方向延伸的直进性高的磁力线。在此，使第一永磁铁的磁极的朝向与外周磁铁的磁极的朝向相同、且使第一永磁铁的形状为非环状，是为了产生大量从标靶的表面(端面)的中心部分向基材方向延伸的直进性高的磁力线。如此，通过产生大量从标靶的表面的中心部分向基材方向延伸的磁力线，从而能够将从标靶蒸发而离子化了的粒子有效输送给涂敷基材。因此，成膜速度提高。

假如，在使外周磁铁的磁极与第一永磁铁的磁极为相反朝向的情况下，从标靶的表面(端面)的中心部分产生的磁力线被拉入外周磁铁。因此，无法产生在基材方向延伸的磁力线。

另外，即便使外周磁铁的磁极与第一永磁铁的磁铁为同方向，在背面磁铁的形状不是实心的(是环状的)情况下，从磁铁的中心部也不产生磁力线。因此，无法产生从标靶的表面的中心部分向基材方向延伸的磁力线。进而，在所述本发明的构成范围外的情况下，由于无法产生从标靶的表面的中心部分向基材方向延伸的磁力线，所以得不到提高成膜速度的效果。

进而，在本发明中，除了前述的第一永磁铁外，还与第一永磁铁之间设有间隔地配置另外的永磁铁(第二永磁铁)。由此，能够提高从标靶的表面的中心部分产生的磁力线的直进性。

如此，将第一永磁铁和第二永磁铁隔开间隔配置是为了提高从标靶的表面的中心部分向基材方向延伸的磁力线的直进的程度。通过提高磁力线的直进的程度，能够将从标靶蒸发而离子化了的粒子有效地输送向涂敷基材，因此成膜速度提高。

另一方面，在使第一永磁铁与第二永磁铁密接而配置的情况下，由于直进的程度不提高，所以得不到提高成膜速度的效果。

本发明的最大的特征在于，在第一永磁铁和第二永磁铁之间配置有磁性体。由此，可以增大从标靶的表面的中心部分产生的直进的程度高的磁力线的数量。即，通过在第一永磁铁与第二永磁铁之间配置磁性体，从而在不泄漏的情况下使从各永磁铁的相互相对的面(端面)延伸的磁力线相连，进而增大从标靶的表面的中心部分产生的直进的程度高的磁力线的数量。

在此，电弧放电中，电子一边缠上磁力线一边移动，与此同时，从标靶蒸发而离子化的粒子一边被拽向电子一边移动。鉴于此，通过增大直进的程度高的磁力线的数量，能够将从标靶蒸发而离子化的粒子有效地输送向涂敷基材。因此，成膜速度进一步提高。

需要说明的是，在本发明中，所谓“环状的永磁铁”，不仅仅是具有环形状的单一的永磁铁，也意味着排列成环状的多个永磁铁。另外，所谓“环状”不限于正圆，也包括椭圆及多边形等。

在所述电弧式蒸发器中，优选所述磁性体的两端面与所述第一永磁铁的端面和所述第二永磁铁的端面分别密接。

根据该方式，能够在不泄漏的情况下使从所述第一永磁铁及所述第二永磁铁的相互相对的端面延伸的磁力线相连。

在所述电弧式蒸发器中，优选所述标靶是圆盘状，所述外周磁铁是环状的永磁铁。

根据该方式，可使比标靶的表面更靠前方的磁力线的朝向面对基材方向，因此，能够将从标靶蒸发而离子化的粒子有效地输送向涂敷基材。因此，成膜速度提高。

在所述电弧式蒸发器中，优选将所述第一永磁铁及所述第二永磁铁沿着与其表面正交的方向投影的面的形状与将所述标靶沿着与其表面正交的方向投影的面的形状近似。

在该方式下，第一永磁铁及第二永磁铁的投影形状与标靶的投影形状近似。由此，能够将从第一永磁铁及第二永磁铁向标靶延伸的磁力线没有遗漏地导向标靶。

在本发明的制造方法中，使用在第一永磁铁与第二永磁铁之间配置有磁性体的电弧式蒸发源形成皮膜。由此，能够在从标靶的表面的中心部分产生直进的程度高的大量磁力线的状态下形成皮膜。在此，电弧放电中，电子一边缠上磁力线一边移动，与此同时，从标靶蒸发而离子化的粒子一边被拽向电子一边移动。因此，通过如前述那样在产生直进的程度高的大量磁力线的状态下形成皮膜，从而能够将从标靶蒸发而离子化的粒子有效地输送向涂敷基材。因此，可以提高成膜速度。

在所述皮膜的制造方法中，还优选包括：准备多个所述电弧式蒸发源的准备工序；及配置所述多个电弧式蒸发源，使得相邻的电弧式蒸发源的磁力线彼此连接的配置工序。

另外，在所述皮膜的制造方法中，还优选包括：准备包括所述电弧式蒸发源在内的多种蒸发源的准备工序；及配置所述多种蒸发源，使得相邻的蒸发源的磁力线彼此连接的配置工序。

在这些方式中，以使相邻的蒸发源的磁力线彼此连接的方式配置多个蒸发源。由此，相邻的蒸发源之间的磁力线成为闭合的状态，可将来自电弧式蒸发源的放出电子关入该闭合的磁力线的区域内。其结果是，来自电弧式蒸发源的放出电子的冲撞概率上升，能够以高概率产生反应气体的离子化。因此，根据所述各方式，能够进一步提高成膜速度。

具体地说，在所述配置工序中，可直线地或非直线地配置所述多个电弧式蒸发源。

同样，在所述配置工序中，可直线地或非直线地配置所述多种蒸发源。

进而，本发明提供一种成膜装置，其具备所述电弧式蒸发源和电弧电源，所述电弧电源对所述电弧式蒸发源施加用于产生电弧放电的电压。

本发明的成膜装置具备：在第一永磁铁与第二永磁铁之间配置有磁性体的电弧式蒸发源；及对该电弧式蒸发源施加电压的电弧电源。由此，能够从标靶的表面的中心部分产生直进的程度高的大量的磁力线。在此，电弧放电中，电子一边缠上磁力线一边移动，与此同时，从标靶蒸发而离子化的粒子一边被拽向电子一边移动。因此，通过如前述那样产生直进的程度高的大量的磁力线，能够将从标靶蒸发而离子化的粒子有效地输送向涂敷基材。因此，可以提高成膜速度。

在所述成膜装置中，优选具备多个所述电弧式蒸发源，所述多个电弧式蒸发源被配置成使相邻的电弧式蒸发源的磁力线彼此连接。

另外，在所述成膜装置中，优选还具备包括所述电弧式蒸发源在内的多种蒸发源，所述多种蒸发源被配置成使相邻的蒸发源的磁力线彼此连接。

在这些方式中，以使相邻的蒸发源的磁力线彼此连接的方式配置多个蒸发源。由此，相邻的蒸发源之间的磁力线成为闭合的状态，可将来自电弧式蒸发源的放出电子关入该闭合的磁力线的区域内。其结果是，来自电弧式蒸发源的放出电子的冲撞概率上升，能够以高概率产生反应气体的离子化。因此，根据所述各方式，可以进一步提高成膜速度。

具体地说，可直线地或非直线地配置所述多个电弧式蒸发源。

同样，还可直线地或非直线地配置所述多种蒸发源。

工业实用性

本发明可用作形成薄膜的成膜装置的电弧式蒸发源。

符号说明

H 闭磁场区域

1 电弧式蒸发源

2 标靶

3 外周磁铁

4A 圆盘背面磁铁(第一永磁铁)

4B 圆盘背面磁铁(第二永磁铁)

5 磁性体

6 成膜装置

7 基材

15 电弧电源

21 溅射式蒸发源

A 比较例1中表示离标靶的轴心最近的一侧的磁力线的箭头

B 比较例2中表示离标靶的轴心最近的一侧的磁力线的箭头

C 比较例3中表示离标靶的轴心最近的一侧的磁力线的箭头

D 比较例4中表示离标靶的轴心最近的一侧的磁力线的箭头

E 实施例1、实施例2中表示离标靶的轴心最近的一侧的磁力线的箭头

A’比较例1中表示离标靶的轴心最远的一侧的磁力线的箭头

B’比较例2中表示离标靶的轴心最远的一侧的磁力线的箭头

C’比较例3中表示离标靶的轴心最远的一侧的磁力线的箭头

D’比较例4中表示离标靶的轴心最远的一侧的磁力线的箭头

E’实施例1、实施例2中表示离标靶的轴心最远的一侧的磁力线的箭头

Claims

1.一种电弧式蒸发源，其通过在标靶的表面产生电弧放电，从而用于使所述标靶熔化，其中，

该电弧式蒸发源具备：

至少一个外周磁铁，其包围所述标靶的外周，并且被配置成其磁化方向沿着与所述标靶的表面正交的方向；

非环状的第一永磁铁，其配置于所述标靶的背面侧，具有与所述外周磁铁的极性同方向的极性，并且被配置成其磁化方向沿着与所述标靶的表面正交的方向；

非环状的第二永磁铁，其在与所述第一永磁铁隔开间隔的状态下，被配置于所述第一永磁铁和所述标靶之间、或被配置于所述第一永磁铁的背面侧，并具有与所述外周磁铁的极性同方向的极性，并且被配置成其磁化方向沿着与所述标靶的表面正交的方向；以及

磁性体，其被配置在所述第一永磁铁和所述第二永磁铁之间。

2.如权利要求1所述的电弧式蒸发源，其中，

所述磁性体的两端面分别与所述第一永磁铁的端面和所述第二永磁铁的端面密接。

3.如权利要求1所述的电弧式蒸发源，其中，

所述标靶是圆盘状，

所述外周磁铁是环状的永磁铁。

4.如权利要求1所述的电弧式蒸发源，其中，

将所述第一永磁铁及所述第二永磁铁沿着与其表面正交的方向投影而得到的面的形状与将所述标靶沿着与其表面正交的方向投影而得到的面的形状近似。

5.一种皮膜的制造方法，其包括使用权利要求1～4中任一项所述的电弧式蒸发源来形成皮膜的皮膜形成工序。

6.如权利要求5所述的皮膜的制造方法，其中，

该皮膜的制造方法还包括：

准备多个所述电弧式蒸发源的准备工序；及

以使相邻的电弧式蒸发源的磁力线彼此连接的方式配置所述多个电弧式蒸发源的配置工序。

7.如权利要求6所述的皮膜的制造方法，其中，

在所述配置工序中，直线地或非直线地配置所述多个电弧式蒸发源。

8.如权利要求5所述的皮膜的制造方法，其中，

该皮膜的制造方法还包括：

准备包括所述电弧式蒸发源在内的多种蒸发源的准备工序；及

以使相邻的蒸发源的磁力线彼此连接的方式配置所述多种蒸发源的配置工序。

9.如权利要求8所述的皮膜的制造方法，其中，

在所述配置工序中，直线地或非直线地配置所述多种蒸发源。

10.一种成膜装置，其具备：

权利要求1～4中任一项所述的电弧式蒸发源；及

对所述电弧式蒸发源施加用于产生电弧放电的电压的电弧电源。

11.如权利要求10所述的成膜装置，其中，

具备多个所述电弧式蒸发源，

所述多个电弧式蒸发源被配置成使相邻的电弧式蒸发源的磁力线彼此连接。

12.如权利要求11所述的成膜装置，其中，

所述多个电弧式蒸发源被直线地或非直线地配置。

13.如权利要求12所述的成膜装置，其中，

还具备包括所述电弧式蒸发源在内的多种蒸发源，

所述多种蒸发源被配置成使相邻的蒸发源的磁力线彼此连接。

14.如权利要求13所述的成膜装置，其中，

所述多种蒸发源被直线地或非直线地配置。