(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするフィルタであって、
前記プラズマビームが移送される屈曲ダクト、を備え、
前記屈曲ダクトは、一端において流入平面上に配された長手軸を有する流入部分と接続され、反対側の他の一端において流出平面上に配された長手軸を有する流出部分と接続された、中間部分を有し、
前記流入部分では、マクロ粒子を含む前記プラズマビームが、前記中間部分へ向かって、入射方向に進行可能であり、
前記流出部分では、前記プラズマビームが、前記中間部分から、放射方向に進行可能であり、
前記中間部分は、前記入射方向を、前記放射方向へと、９０°より大きな角度で逸脱させることで、前記プラズマビームが前記中間部分を通過する時に、前記プラズマビームからマクロ粒子を除去するよう構成され、
前記流入平面と前記流出平面とは、互いにオフセット角で配され、
前記流入部分は、一端において前記中間部分と接続され、アーク源から前記中間部分に向かって前記プラズマビームが通過する、上流部分を有し、
前記上流部分は、前記アーク源からの前記プラズマビームの方向を、前記中間部分の前記入射方向へと、９０°より小さな角度で逸脱させるように構成される、
フィルタ。
【請求項２】
前記流入平面と前記流出平面との間の前記オフセット角は、２０°より大きい、
請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
前記流入平面と前記流出平面との間の前記オフセット角は、２０°と６０°との間である、
請求項２に記載のフィルタ。
【請求項４】
前記流入平面と前記流出平面との間の前記オフセット角は、３０°と４５°との間である、
請求項３に記載のフィルタ。
【請求項５】
前記中間部分は、前記入射方向を、前記放射方向へと、９０°より大きく、１８０°より小さな角度で逸脱させるように構成される、
請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルタ。
【請求項６】
前記流入部分の前記長手軸と前記流出部分の前記長手軸とは同一平面内にある、
請求項１から５のいずれか１項に記載のフィルタ。
【請求項７】
前記上流部分は、前記中間部分によりフィルタされたマクロ粒子の少なくとも一部が、前記アーク源に戻ることを防止するように構成される、
請求項１に記載のフィルタ。
【請求項８】
前記中間部分は、第１延伸部を有し、前記入射方向に沿って、前記延伸部に向かってマクロ粒子を進行させる、
請求項１から７のいずれか１項に記載のフィルタ。
【請求項９】
前記第１延伸部の長手軸は、前記流入部分の長手軸と実質的に平行である、
請求項８に記載のフィルタ。
【請求項１０】
前記中間部分は、前記流出部分の長手軸と実質的に平行な長手軸を有する第２延伸部を更に有する、
請求項８又は請求項９に記載のフィルタ。
【請求項１１】
前記流出部分は、一端において前記中間部分と接続され、前記中間部分から基材に向かって前記プラズマビームが通過する、下流部分を更に有する、
請求項１から１０のいずれか１項に記載のフィルタ。
【請求項１２】
前記下流部分は、前記プラズマビームの方向を、前記放射方向から、前記基材に向かう方向へと、９０°より小さな角度で逸脱させるように構成される、
請求項１１に記載のフィルタ。
【請求項１３】
前記下流部分は、前記中間部分によってフィルタされなかった残留するマクロ粒子の少なくとも一部を更にフィルタし、それによりマクロ粒子が前記基材に向かって下流に通過するのを防止するよう構成される、
請求項１１又は請求項１２に記載のフィルタ。
【請求項１４】
基材を被覆するアーク蒸着装置であって、
プラズマビームを発生するアーク源と、
プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするフィルタと、
磁界源と、
を備え、
前記フィルタは、前記プラズマビームが移送される屈曲ダクトを有し、
前記屈曲ダクトは、一端において流入平面上に配された長手軸を有する流入部分と接続され、反対側の他の一端において流出平面上に配された長手軸を有する流出部分と接続された、中間部分を有し、
前記流入部分では、マクロ粒子を含む前記プラズマビームが、前記中間部分へ向かって、入射方向に進行可能であり、
前記流出部分では、前記プラズマビームが、前記中間部分から、放射方向に進行可能であり、
前記中間部分は、前記入射方向を、前記放射方向へと、９０°より大きな角度で逸脱させることで、前記プラズマビームが前記中間部分を通過する時に、前記プラズマビームからマクロ粒子を除去するよう構成され、
前記流入平面と前記流出平面とは、互いにオフセット角で配され、
前記流入部分は、一端において前記中間部分と接続され、アーク源から前記中間部分に向かって前記プラズマビームが通過する、上流部分を有し、
前記上流部分は、前記アーク源からの前記プラズマビームの方向を、前記中間部分の前記入射方向へと、９０°より小さな角度で逸脱させるように構成され、
前記磁界源は、前記プラズマビームを、前記入射方向から前記放射方向へと導く磁界を供給する、
アーク蒸着装置。
【請求項１５】
前記流入平面と前記流出平面との間の前記オフセット角は、２０°より大きい、
請求項１４に記載のアーク蒸着装置。
【請求項１６】
前記中間部分は、前記入射方向を、前記放射方向へと、９０°より大きく、１８０°より小さな角度で逸脱させるよう構成される、
請求項１４又は請求項１５に記載のアーク蒸着装置。
【請求項１７】
前記流入部分の前記長手軸と前記流出部分の前記長手軸とは同一平面内にある、
請求項１４から請求項１６のいずれかに記載のアーク蒸着装置。
【請求項１８】
前記上流部分は、前記中間部分によりフィルタされたマクロ粒子の少なくとも一部が、前記アーク源に戻ることを防止するように構成される、
請求項１４に記載のアーク蒸着装置。
【請求項１９】
前記中間部分は、第１延伸部を有し、前記入射方向に沿って、前記延伸部に向かってマクロ粒子を進行させる、
請求項１４から請求項１８のいずれかに記載のアーク蒸着装置。
【請求項２０】
前記磁界は、前記第１延伸部周りに部分的に供給される、
請求項１９に記載のアーク蒸着装置。
【請求項２１】
前記第１延伸部の長手軸は、前記流入部分の長手軸と実質的に平行である、
請求項１９又は２０に記載のアーク蒸着装置。
【請求項２２】
前記中間部分は、前記流出部分の長手軸と実質的に平行な長手軸を有する第２延伸部を更に有する、
請求項１４から請求項２１のいずれかに記載のアーク蒸着装置。
【請求項２３】
前記屈曲ダクトは、一端において前記流出部分と接続され、前記流出部分から基材に向かって前記プラズマビームが通過する、下流部分を更に有する、
請求項１４から請求項２２のいずれかに記載のアーク蒸着装置。
【請求項２４】
前記下流部分は、前記プラズマビームの方向を、前記放射方向から、前記基材に向かう方向へと、９０°より小さな角度で逸脱させるように構成される、
請求項２３に記載のアーク蒸着装置。
【請求項２５】
前記下流部分は、前記中間部分によってフィルタされなかった残留するマクロ粒子の少なくとも一部を更にフィルタし、それによりマクロ粒子が前記基材に向かって下流に通過するのを防止するよう構成される、
請求項２３又は請求項２４に記載のアーク蒸着装置。
【請求項２６】
前記上流部分、前記流入部分、前記中間部分、前記流出部分、および前記下流部分は、前記アーク源から前記基材へと前記プラズマビームが進行可能な、連続する経路を形成する、
請求項２３から請求項２５のいずれかに記載のアーク蒸着装置。
【請求項２７】
内部にマクロ粒子を含むプラズマビームを発生させるステップと、
プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするためのフィルタに、内部にマクロ粒子を含む前記プラズマビームを通すステップと、
磁界を作用させるステップと、
を備え、
前記フィルタは、前記プラズマビームが移送される屈曲ダクトを有し、
前記屈曲ダクトは、一端において流入平面上に配された長手軸を有する流入部分と接続され、反対側の他の一端において流出平面上に配された長手軸を有する流出部分と接続された、中間部分を有し、
前記流入部分では、マクロ粒子を含む前記プラズマビームが、前記中間部分へ向かって、入射方向に進行可能であり、
前記流出部分では、前記プラズマビームが、前記中間部分から、放射方向に進行可能であり、
前記中間部分は、前記入射方向を、前記放射方向へと、９０°より大きな角度で逸脱させることで、前記プラズマビームが前記中間部分を通過する時に、前記プラズマビームからマクロ粒子を除去するよう構成され、
前記流入平面と前記流出平面とは、互いにオフセット角で配され、
前記流入部分は、一端において前記中間部分と接続され、アーク源から前記中間部分に向かって前記プラズマビームが通過する、上流部分を有し、
前記上流部分は、前記アーク源からの前記プラズマビームの方向を、前記中間部分の前記入射方向へと、９０°より小さな角度で逸脱させるように構成され、
前記磁界を作用させるステップでは、前記流出部分のマクロ粒子の数が、前記流入部分のマクロ粒子の数よりも少なくなるよう、前記プラズマビームを前記入射方向から前記放射方向へと導くために、前記プラズマビームに磁界を作用させる、
プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングする方法。
【請求項２８】
前記中間部分は、第１延伸部を有し、前記入射方向に沿って、前記延伸部に向かってマクロ粒子を進行させ、
前記磁界は、前記第１延伸部周りに部分的に供給される、
請求項２７に記載のプラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングする方法。
【請求項２９】
０．２ミクロン以上の直径のマクロ粒子の数が、被覆１ｃｍ2あたり２個より少ない被覆の生成方法であって、
内部にマクロ粒子を含むプラズマビームを発生させるステップと、
プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするためのフィルタに、内部にマクロ粒子を含む前記プラズマビームを通すステップと、
磁界を作用させるステップと、
基材を被覆するステップと、
を備え、
前記フィルタは、前記プラズマビームが移送される屈曲ダクトを有し、
前記屈曲ダクトは、一端において流入平面上に配された長手軸を有する流入部分と接続され、反対側の他の一端において流出平面上に配された長手軸を有する流出部分と接続された、中間部分を有し、
前記流入部分では、マクロ粒子を含む前記プラズマビームが、前記中間部分へ向かって、入射方向に進行可能であり、
前記流出部分では、前記プラズマビームが、前記中間部分から、放射方向に進行可能であり、
前記中間部分は、前記入射方向を、前記放射方向へと、９０°より大きな角度で逸脱させることで、前記プラズマビームが前記中間部分を通過する時に、前記プラズマビームからマクロ粒子を除去するよう構成され、
前記流入平面と前記流出平面とは、互いにオフセット角で配され、
前記流入部分は、一端において前記中間部分と接続され、アーク源から前記中間部分に向かって前記プラズマビームが通過する、上流部分を有し、
前記上流部分は、前記アーク源からの前記プラズマビームの方向を、前記中間部分の前記入射方向へと、９０°より小さな角度で逸脱させるように構成され、
前記磁界を作用させるステップでは、前記流出部分のマクロ粒子の数が、前記流入部分のマクロ粒子の数よりも少なくなるよう、前記プラズマビームを前記入射方向から前記放射方向へと導くために、前記プラズマビームに磁界を作用させ、
基材を被覆するステップでは、前記放射方向に進行する前記プラズマビームで基材を被覆し、０．２ミクロン以上の直径のマクロ粒子の数が、被覆１ｃｍ2あたり２個より少ない被覆を生成する、
被覆の生成方法。
【請求項３０】
前記中間部分は、第１延伸部を有し、前記入射方向に沿って、前記延伸部に向かってマクロ粒子を進行させ、
前記磁界は、前記第１延伸部周りに部分的に供給される、
請求項２９に記載の被覆の生成方法。
【請求項３１】
請求項１から請求項１３のいずれかのフィルタ、請求項１４から請求項２６のいずれかのアーク蒸着装置、又は、請求項２７から請求項３０の方法の、ハードディスクの部品を被覆するための使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、プラズマビームからマクロ粒子を除去するためのフィルタに関する。また、本発明は、アーク蒸着装置、および、プラズマビームからマクロ粒子を除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アーク蒸着技術は、超高硬度被覆や、ナノ複合被覆を生成するために一般的に用いられている。しかしながら, アーク蒸着技術では、プラズマビームの中に、マクロ粒子が発生することが知られている。これらのマクロ粒子は、得られる被覆の品質に悪影響を与えるため、最終的に基材の表面を被覆するプラズマビームの中に存在するマクロ粒子の数量は低減されることが望ましい。
【０００３】
当該技術分野では、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングする既知の方法が知られている。例えば、既知の方法の１つでは、プラズマビームから、マクロ粒子をフィルタして取り除くために、プラズマビームは、緩やか且つなだらかな、ダクトのベンド（bend）を通過するように導かれる。他の既知の方法の１つにおいては、同じくプラズマビームからマクロ粒子を取り除くために、プラズマビームは、少なくとも２つの、相異なる緩やかなベンドであって、その両方が異なる平面内に存在するベンドを通過するように導かれる。全てのこれらの既知の方法では、発生源から基材へと進行するプラズマビームの方向を滑らかに変化させるために、使用されるベンドは、緩やか且つなだらかである。これらの方法では、ある程度、基材に到達するプラズマビームから一定割合のマクロ粒子を除去するが、全てのこれら既知の方法は、結果として得られる被覆中のマクロ粒子のレベルを、ある種のマクロ粒子の影響を受けやすい用途において求められる所望の低さにするには程遠い。
【０００４】
例えば、ハードディスクドライブの製造のようなある種の用途では、ハードディスクドライブの機能を損なうことがないように、内部部品は、清浄（clean）でなくてはならず、ハードディスクドライブのケーシング内の環境において、実質上マクロ粒子が存在していてはならない。そのため、組み立てに際しては、ハードディスクドライブの組み立てに用いられる各々の部品は、とても清浄（clean）でなくてはならず、部品上には、結果としてハードディスクドライブの動作を妨げる可能性のあるマクロ粒子が、実質上存在してはならない。そのため、ハードディスクの部品の被覆のような用途では、これらの被覆中に存在するマクロ粒子の数量を、基材１ｃｍ２に対してマクロ粒子（サイズが０．２ミクロン以上のもの）が２個より少ないレベルまで、低減することが望ましい。しかしながら、上述のように、既知のアーク蒸着技術には、この所望の結果を達成することができるものがなく、いずれのアーク蒸着技術も、事実上、ハードディスクの部品を被覆するために用いることができない。
【０００５】
それゆえ、上述した短所を１つ以上解消するような、あるいは、少なくとも、上述した短所を１つ以上改善するような、アーク蒸着技術において使用されるフィルタを提供する必要がある。
【０００６】
また、上述した短所を１つ以上解消するような、あるいは、少なくとも、上述した短所を１つ以上改善するような、アーク蒸着装置、および、プラズマビームからマクロ粒子を除去する方法を提供する必要がある。
【発明の概要】
【０００７】
第１観点によれば、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするフィルタが提供される。フィルタは、前記プラズマビームが移送される屈曲ダクトを備える。屈曲ダクトは、中間部分を有する。中間部分は、一端において、流入平面上に配される長手軸を有する流入部分と接続され、反対側の他の一端において、流出平面上に配される長手軸を有する流出部分と接続される。前記流入部分では、マクロ粒子を含む前記プラズマビームが、前記中間部分へ向かって、入射方向に進行可能である。前記流出部分では、前記プラズマビームが、前記中間部分から、放射方向に進行可能である。前記中間部分は、前記入射方向を、前記放射方向へと、９０°より大きな角度で逸脱させることで、前記プラズマビームが前記中間部分を通過する時に、前記プラズマビームからマクロ粒子を除去するよう構成される。流入平面と流出平面とは、互いにオフセット角で配される。
【０００８】
開示のフィルタは３次元形状を有し、流入側と流出側とは、９０°より大きな第１ベンド（bend）を含む中間部分により区切られている。流入側と流出側とは互いに同一平面上には配置されていない。
【０００９】
効果として、中間部分における方向の急な変化が、入射するプラズマビームを９０°より大きな角度で逸脱させ、その結果、入射方向に進行する、プラズマビーム中の他のイオンよりも大きな慣性を有するマクロ粒子が取り除かれる。さらにまた、流入平面と流出平面との方向があるオフセット角で変化するため、プラズマビームは逸脱し、その結果、流入平面に沿って進行するマクロ粒子を除去する。
【００１０】
その結果、プラズマビームは異なる平面上のベンドを通過するので、マクロ粒子は、中間部分のベンドと、流入部分と中間部分との間のベンド、および、中間部分と流出部分との間のベンドと、の両方により、都合よく取り除かれる。その結果、シングルベンド型のフィルタや、さらに、流入側と流出側との間で同一平面上に配されたダブルベンド型のフィルタに比べ、マクロ粒子の除去量が増大する。それ故、開示されたフィルタは、フィルタのダクトが共通平面上に配される、シングルベンド型又はダブルベンド型のフィルタに比べ、マクロ粒子の除去効率が高い。
【００１１】
更に、入射するプラズマビームと、放射されるプラズマビームとの間の全体の角度変化が、異なる平面内にベンドがあることで、都合よく拡大する。その結果、流入部分と中間部分との間のベンドの角度、中間部分のベンドの角度、および、中間部分と流出部分とのベンドの角度は、あまり顕著でない。開示のフィルタは、プラズマビーム中の所望のイオンを、所望されない、より大きなマクロ粒子と同じ割合では除去しないので、同一平面上に連続してベンドを有するフィルタや、１つだけ顕著なベンド角度を持たせたフィルタに比べ、より高速に、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子の数を削減しながら、より高効率に、被覆を行うことができ、都合がよい。効果として、これにより、被覆のために準備されるターゲットアーク源の利用を減らすことができ、その結果、コストを削減することができる。
【００１２】
また、驚くべきことに、中間部分が入射方向を放射方向へ９０°より大きな角度で逸脱させるように構成された場合、マクロ粒子の多くをプラズマビームから除去でき、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子（直径が０．２ミクロン以上のもの）の数を１０個より少なくできることが認められた。効果として、一端において流入部分と接続され、反対側の他の一端において流出部分と接続された中間部分を有する、屈曲ダクトの構成は、方向を急激に変化させることができ、それによりマクロ粒子の大半を阻む。マクロ粒子は、方向の変化に追従する、プラズマビーム中の他のイオンより、大きな慣性を有する。さらなる効果として、前記中間部分を通過し、放射方向に放射されるブラズマビームには、実質的にマクロ粒子は含まれていない。
【００１３】
１の実施形態では、中間部分は、入射方向を放射方向へと、９０°より大きく、１８０°より小さな角度で逸脱させるように構成される。１の実施形態では、流入部分と流出部分とは、同一平面内に存在する。
【００１４】
１の実施形態では、流入平面と流出平面とのオフセット角は２０°より大きい。他の１の実施形態では、流入平面と流出平面とのオフセット角は、２０°から６０°の間、好ましくは３０°から４５°の間である。
【００１５】
他の１の実施形態では、流入部分は、一端が中間部分と接続される上流部分を更に有する。上流部分には、アーク源から前記中間部分に向かって前記ブラズマビームが通過する。上流部分および流入部分は、アーク源から中間部分、更には流出部分へと連続する経路を提供することができる。上流部分は、アーク源からのプラズマビームの方向を、前記中間方向へと向かう入射方向へと、９０°より小さな角度で逸脱させるよう構成されてもよい。１の実施形態では、上流部分は、中間部分によりフィルタされたマクロ粒子の少なくとも一部が、アーク源へと逆戻りすることを防止するよう構成される。効果として、そのような構成では、流出部分に入らなかったマクロ粒子が、アーク源に直接落下して戻り、アーク源を汚染することがない。それどころか、マクロ粒子を上流部分に蓄積できる。さらなる効果として、上流部分は、アーク源からのプラズマビームの方向を、前記中間部分に向かう入射方向へと、比較的緩やかに変化させ、前記上流部分を通過した後のプラズマビーム中に存在するプラズマイオンについて、不必要な損失を最小限とすることができる。
【００１６】
１の実施形態では、中間部分は第１延伸部を有し、前記入射方向に沿って、第１延伸部に向かってマクロ粒子を進行させる。第１延伸部の長手軸は、流入部分の長手軸と実質的に平行であってもよい。その結果、第１延伸部により、流出部分へと通過しなかったマクロ粒子は、第１延伸部を通過でき、例えば、第１延伸部に付加的に設けられた除去ユニットにより除去される。さらにより効果的には、第１延伸部を設けることで、清掃の際や、ダクト内にバッフルのような付属品を取り付ける際に、流入部分および中間部分にアクセスすることが可能となる。
【００１７】
１の実施形態では、中間部分は、流出部分の長手軸と実質的に平行な長手軸を有する第２延伸部を更に有する。効果として、第２延伸部を設けることで、清掃の際や、ダクト内にバッフルのような付属品を取り付ける際に、中間部分および流出部分にアクセスすることが可能となる。
【００１８】
１の実施形態では、流入部分の長手軸、第１延伸部の長手軸、流出部分の長手軸、および第２延伸部の長手軸が、単一の点で交差する。そのような構造を有することで、相対的に製造を容易にできる。すなわち、そのような流入部分、第１延伸部、流出部分、および第２延伸部を組み合わせた構成では、第１および第２延伸部が存在しないような構成に比べて製造が容易になり、その結果、製造費用が低減される。
【００１９】
１の実施形態では、流出部分は、一端が中間部分と接続される下流部分を更に有する。下流部分には、前記プラズマビームが、前記中間部分から基材へと通過する。１の実施形態では、下流部分は、中間部分から前記基材へと連続する経路を提供するよう構成される。効果として、下流部分は、流出部分と、被覆される基材とを接続する接続管を提供する。
【００２０】
１の実施形態では、上流部分を有する流入部分の流入平面と、下流部分を有する流出部分の流出平面と、のオフセット角は、２０°より大きい。他の１の実施形態では、流入平面と流出平面とのオフセット角は、２０°と６０°との間、好ましくは３０°と４５°の間である。
【００２１】
下流部分は、プラズマビームの方向を、放射方向から、前記基材へと向かう方向へと、９０°より小さな角度で逸脱させる。下流部分は、中間部分でフィルタされなかった、残留するマクロ粒子の少なくとも一部を更にフィルタし、それにより、マクロ粒子が基材に向かって下流へと通過することを防止するよう構成されてもよい。効果として、そのような構成により、下流部分は、放射方向から前記基材へ向かう方向へと、方向を比較的緩やかに変化させ、前記下流部分を通過した後のプラズマビーム中に存在するプラズマイオンについて、不必要な損失を最小限とすることができ、その一方で、流出部分に思いがけず入り込んだマクロ粒子をフィルタして取り除くことができる。
【００２２】
第２観点によれば、基材を被覆するためのアーク蒸着装置が提供される。アーク蒸着装置は、プラズマビームを発生するアーク源と、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするフィルタと、磁界源と、を備える。フィルタは、前記プラズマビームが移送される屈曲ダクトを有する。屈曲ダクトは、中間部分を有する。中間部分は、一端において、流入平面上に配された長手軸を有する流入部分と接続され、反対側の他の一端において、流出平面上に配された長手軸を有する流出部分と接続される。前記流入部分では、マクロ粒子を含む前記プラズマビームが、前記中間部分に向かって、入射方向に進行可能である。前記流出部分では、前記プラズマビームが、前記中間部分から放射方向に進行可能である。前記中間部分は、入射方向を放射方向へと９０°より大きな角度で逸脱させることで、前記ブラズマビームが前記中間部分を通過する時に、前記プラズマビームからマクロ粒子を除去するよう構成される。前記流入平面と、前記流出平面とは、互いにオフセット角で配される。磁界源は、プラズマビームを入射方向から放射方向へと導く磁界を供給する。
【００２３】
磁界は、プラズマビームを入射方向から放射方向へと１の平面においてｘ−ｙ軸上を進行させるだけではなく、磁界は、プラズマビームを１の平面から他の１の平面へとｘ−ｙ−ｚ軸に沿ってドリフトさせ、プラズマビームを３次元的に進行させる。それゆえ、磁界によるドリフトを相殺することができるように、開示のフィルタの流入平面と流出平面とは、プラズマビームの３次元的な屈曲に従った方向に都合よくオフセットしている。
【００２４】
それゆえ、開示のアーク蒸着装置は、プラズマビーム中の所望のイオンの損失を最小限とし、アーク蒸着装置の処理能力を向上させ、ターゲットアーク源の利用を約１〜２倍にすることができる。効果として、フィルタの形状がプラズマビームの屈曲に従っているため、プラズマは基材へと効率的に移送される。
【００２５】
さらに、プラズマビームが開示のフィルタのベンドを通過することで、プラズマビーム中のマクロ粒子が効果的に除去される。
【００２６】
効果として、第２観点に係るアーク蒸着装置は、実質的にマクロ粒子を含まない被覆を生成することができる。１の実施形態では、第２観点に係るアーク蒸着装置は、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子が１０個よりも少ない被覆、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子が８個よりも少ない被覆、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子が６個よりも少ない被覆、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子が４個よりも少ない被覆、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子が２個よりも少ない被覆、又は、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子が１．８個よりも少ない被覆を生成できる。ここでは、マクロ粒子は、０．２ミクロン以上の大きさである。
【００２７】
アーク蒸着装置の屈曲ダクトは、さらに、上記のような、その他の付加的な、部分および／又は部品を有していてもよい。その結果、ダクトが上記のような他の部分を有する場合、上流部分、流入部分、中間部分、流出部分、および下流部分は、プラズマビームがアーク源から基材へと進行することが可能な、連続した経路を形成できる。
【００２８】
第３観点によれば、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングする方法が提供される。マクロ粒子をフィルタリングする方法は、内部にマクロ粒子を含むプラズマビームを発生させるステップと、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするためのフィルタに、内部にマクロ粒子を含むプラズマビームを通すステップと、プラズマビームに磁界を作用させるステップと、を備える。フィルタは、前記プラズマビームが移送される屈曲ダクトを有する。屈曲ダクトは、中間部分を有する。中間部分は、一端において、流入平面上に配された長手軸を有する流入部分と接続され、他の反対側の一端において、流出平面上に配された長手軸を有する流出部分と接続される。前記流入部分では、マクロ粒子を含む前記プラズマビームが、前記中間部分に向かって、入射方向に進行可能である。前記流出部分では、前記プラズマビームが、前記中間部分から、放射方向に進行可能である。前記中間部分は、入射方向を放射方向へと９０°より大きな角度で逸脱させることで、前記プラズマビームが前記中間部分を通過する時に、前記プラズマビームからマクロ粒子を除去するように構成される。前記流入平面と前記流出平面とは、互いにオフセット角で配される。プラズマビームに磁界を作用させるステップでは、前記流出部分のマクロ粒子の数が、前記流入部分のマクロ粒子の数より少なくなるよう、プラズマビームを入射方向から放射方向へと導くために、プラズマビームに磁界を作用させる。
【００２９】
第４観点では、０．２ミクロン以上の直径のマクロ粒子の数が、被覆１ｃｍ２あたり２個より少ない被覆の生成方法を提供する。被覆の生成方法は、内部にマクロ粒子を含むプラズマビームを発生させるステップと、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするためのフィルタに、内部にマクロ粒子を含むプラズマビームを通すステップと、プラズマビームに磁界を作用させるステップと、基材を被覆するステップと、を備える。フィルタは、前記プラズマビームが移送される屈曲ダクトを有する。屈曲ダクトは、中間部分を有する。中間部分は、一端において、流入平面上に配された長手軸を有する流入部分と接続され、他の反対側の一端において、流出平面上に配された長手軸を有する流出部分と接続される。前記流入部分では、マクロ粒子を含む前記プラズマビームが、前記中間部分に向かって、入射方向に進行可能である。前記流出部分では、前記プラズマビームが、前記中間部分から、放射方向に進行可能である。前記中間部分は、入射方向を放射方向へと９０°より大きな角度で逸脱させることで、前記プラズマビームが前記中間部分を通過する時に、前記プラズマビームからマクロ粒子を除去するように構成される。前記流入平面と前記流出平面とは、互いにオフセット角で配される。プラズマビームに磁界を作用させるステップでは、前記流出部分のマクロ粒子の数が、前記流入部分のマクロ粒子の数より少なくなるよう、プラズマビームを入射方向から放射方向へと導くために、プラズマビームに磁界を作用させる。基材を被覆するステップでは、放射方向に進行するプラズマビームで基材を被覆し、０．２ミクロン以上の直径のマクロ粒子の数が、被覆１ｃｍ２あたり２個より少ない被覆を生成する。
【００３０】
第６観点では、ここで開示された、フィルタ、アーク蒸着装置、および方法の、ハードディスクの部品の被覆のための使用が提供される。
【００３１】
第７観点では、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするためのダクトが提供される。ダクトは、プラズマビームが通過可能な連続した経路を有する部分と、前記部分内に配されたシングルベンドとを有する。前記部分では、プラズマビームがシングルベンドに向かって、連続する経路に沿って第１方向に進行可能であり、前記ベンドを通過した後は、連続する経路に沿って第２方向に進行する。第２方向は第１方向から９０°より大きな角度で逸脱する。
【００３２】
＜定義＞
本願では、次の用語は以下に示された意味を持つ。
【００３３】
本願では、“マクロ粒子”の語は、２００ナノメータ以上の、サイズもしくは直径を有する粒子を意味する。
【００３４】
本願では、“逸脱（deviate）”の語は、所定の基準点からそれることを意味する。例えば、“第１方向を第２方向へ逸脱させる”とは、第２方向を第１方向からそらすことを意味する。それ故に、逸脱の角度は、方向が第１方向から第２方向へと変化する際の角度を意味することが、結果的に理解されるであろう。
【００３５】
“実質的に”の語は、“完全に”の意味を除外するものではない。例えば、Ｙが“実質的に含まれていない”組成物は、Ｙを完全に含んでいなくてもよい。必要ならば、“実質的に”の語は、本発明の定義から除外されてもよい。
【００３６】
特に定めが無い限り、“comprising，comprise（有する、含む、備えるなど）”、および、それらの文法上の変化形は、“オープン”ランゲージ（open language）または“包含的”ランゲージ（inclusive language）を示すことを意図しており、列挙された要素を含むだけではなく、追加の、列挙されていない要素を含むことを許容する。
【００３７】
本願において、“約”の語は、製剤の成分の濃度に関する文脈の中で使用される場合には、一般的には記載値の±５％を、より一般的には記載値の±４％を、より一般的には記載値の±３％を、より一般的には記載値の±２％を、より一般的には記載値の±１％を、より一般的には記載値の±０．５％を、意味する。
【００３８】
本開示を通して、ある実施形態は、範囲の形式（range format）で開示されることがある。範囲の形式（range format）の記載は、単に利便性および簡潔性のためのものであり、開示の範囲の領域を柔軟性なく制限すると解釈されるものであると理解すべきでない。すなわち、範囲の記載は、全ての取り得る下位の範囲（sub-range）と、その範囲内に含まれる個々の数値と、を具体的に開示していると考えるべきである。例えば、１〜６という範囲の記載は、１〜３，１〜４，１〜５，２〜４，２〜６，３〜６というような下位の範囲を具体的に開示しており、また、例えば１，２，３，４，５および６のようなその範囲内の個別の数字を具体的に開示していると考えるべきである。これは、範囲の広さに関係なく当てはまる。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
例示として、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするフィルタ、アーク蒸着装置、およびプラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングする方法の、非制限的な実施形態が以下に開示される。
【００４０】
プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするフィルタが提供される。フィルタは、前記プラズマビームが移送される屈曲ダクトを備える。屈曲ダクトは、中間部分を有する。中間部分は、一端において、流入平面上に配された長手軸を有する流入部分と接続され、反対側の他の一端において、流出平面上に配された長手軸を有する流出部分と接続される。前記流入部分では、マクロ粒子を含む前記プラズマビームが、前記中間部分に向かって、入射方向に進行可能である。前記流出部分では、前記プラズマビームが、前記中間部分から、放射方向に進行可能である。前記中間部分は、入射方向を放射方向へと９０°より大きな角度で逸脱させることで、前記プラズマビームが前記中間部分を通過する時に、前記プラズマビームからマクロ粒子を除去するよう構成される。前記流入平面と、前記流出平面とは、互いにオフセット角で配される。放射方向は、９０°＜Ｘ＜１８０°、１００°≦Ｘ≦１７０°、１１０°≦Ｘ≦１６０°、１２０°≦Ｘ≦１５０°、および１３０°≦Ｘ≦１４０°からなるグループから選択される１の角度Ｘだけ、入射方向から逸脱していてもよい。１の実施形態では、角度Ｘは、約１３５°である。他の１の実施形態では、角度Ｘは、１４９°、１２０°、および１６０°からなるグループから選択される。また他の１の実施形態では、角度Ｘは、約１２０°である。
【００４１】
１の実施形態では、流入部分は、一端において前記中間部分と接続される上流部分を有する。上流部分では、アーク源から前記中間部分に向かって前記プラズマビームが通過する。上流部分は、アーク源からのプラズマビームの方向を、前記中間部分の入射方向へ、９０°より小さな角度で逸脱させるよう構成されていてもよい。流入方向は、０°＜Ｙ＜９０°、１０°≦Ｙ≦８０°、２０°≦Ｙ≦７０°、３０°≦Ｙ≦６０°、および４０°≦Ｙ≦５０°からなるグループから選択される１の角度Ｙだけ、アーク源からのプラズマビームの方向から逸脱していてもよい。１の実施形態では、角度Ｙは、約４５°である。
【００４２】
流入部分が上流部分を有する実施形態では、上流部分を有する流入部分の流入平面と、流出平面との間のオフセット角Ａは、オフセットしていてもよい。１の実施形態では、平面間のオフセット角Ａは、２０より大きい。他の１の実施形態では、オフセット角Ａは、２０°＜Ａ＜９０°、２０°＜Ａ＜８０°、２０°＜Ａ＜７０°、２０°＜Ａ≦６０°、３０°≦Ａ≦６０°、３０°≦Ａ≦５０°、および３０°≦Ａ≦４５°からなるグループから選択される。１の実施形態では、角度Ａは、約３０°と約４５°との間である。
【００４３】
１の実施形態では、中間部分は、第１延伸部を有し、前記入射方向に沿って、延伸部に向かってマクロ粒子を進行させる。第１延伸部の長手軸は、前記流入部分の長手軸と、実質的に平行である。１の実施形態では、マクロ粒子は、流入部分から第１延伸部へと、直線経路を進行可能である。第１延伸部は、中間部分および流入部分にアクセスすることが望まれる時に、任意に開放可能な閉管部を有していてもよい。
【００４４】
１の実施形態では、中間部分は、前記流出部分の長手軸と実質的に平行な長手軸を有する第２延伸部を更に有していてもよい。１の実施形態では、第２延伸部から流出部分へと直線経路が存在する。第２延伸部は、中間部分および流出部分にアクセスすることが望まれる時に、任意に開放可能な閉管部を有していてもよい。
【００４５】
１の実施形態では、流入部分の長手軸、第１延伸部の長手軸、流出部分の長手軸、および第２延伸部の長手軸が単一の点で交わり、“Ｘ”形状の屈曲ダクトが得られる。流入部分、中間部分、および流出部分だけが存在する他の１の実施形態では、流入部分の長手軸と流出部分の長手軸とが一点で交わり、“＞”形状の屈曲ダクトを形成する。流入部分、第１延伸部、中間部分、および流出部分だけが存在する他の１の実施形態では、流入部分の長手軸と、第１延伸部の長手軸と、流出部分の長手軸とが一点で交わり、“Ｙ”形状の屈曲ダクトを形成する。“Ｘ”、“＞”および“Ｙ”の記号は、一般的な説明のためだけに提示したものであり、“Ｘ”、“＞”および“Ｙ”の記号で示される直線のなす角度を制限又は定義するものでは全くない。
【００４６】
１の実施形態では、流出部分は、一端において中間部分と接続される下流部分を更に有する。下流部分では、前記中間部分から基材に向かって前記プラズマビームが通過する。下流部分は、プラズマビームの方向を、放射方向から、前記基材に向かう方向へと、９０°より小さな角度Ｚで逸脱させるよう構成される。角度Ｚは、０°＜Ｚ＜９０°、１０°≦Ｚ≦８０°、２０°≦Ｚ≦７０°、３０°≦Ｚ≦６０°、および４０°≦Ｚ≦５０°からなるグループから選択されてもよい。１の実施形態では、角度Ｚは、約４５°である。
【００４７】
流出部分が下流部分を有する実施形態では、流入平面と、下流部分を有する流出部分の流出平面との間のオフセット角Ｂは、オフセットしていてもよい。１の実施形態では、平面間のオフセット角Ｂは２０°より大きい。他の１の実施形態では、オフセット角Ｂは、２０°＜Ｂ＜９０°、２０°＜Ｂ＜８０°、２０°＜Ｂ＜７０°、２０°＜Ｂ≦６０°、３０°≦Ｂ≦６０°、３０°≦Ｂ≦５０°、および３０°≦Ｂ≦４５°からなるグループから選択される。１の実施形態では、角度Ｂは、約３０°と約４５°との間である。
【００４８】
流入部分が上流部分を有し、流出部分が下流部分を有する実施形態では、上流部分を有する流入部分の流入平面と、下流部分を有する流出部分の流出平面との間のオフセット角は、２０°より大きい。他の１の実施形態では、流入平面と流出平面との間のオフセット角は、２０°と６０°との間であり、好ましくは３０°と４５°との間である。
【００４９】
ここで記載される屈曲ダクトは、トロイダル状であってもよい。１の実施形態では、流入部分から流出部分まで、１つも見通し線が無くてもよい。１の実施形態では、アーク蒸着源から上流部分へとプラズマビームが進行する平面と、流入部分から流出部分へとプラズマビームが進行する平面とが、平行でない。他の１の実施形態では、流入部分から流出部分へと進行するプラズマビームと、下流部分から基材へと進行するプラズマビームとが、同一平面上にあってもよい。上流部分と、流入部分と、中間部分と、流出部分と、下流部分とは、実質的に同一の直径、又は、完全に異なる直径であってもよい。屈曲ダクトの、上流部分の直径、流入部分の直径、中間部分の直径、流出部分の直径、および下流部分の直径は、約５０ｍｍ〜約２５０ｍｍ、約６０ｍｍ〜約２４０ｍｍ、約７０ｍｍ〜約２３０ｍｍ、約８０ｍｍ〜約２２０ｍｍ、約９０ｍｍ〜約２１０ｍｍ、約１００ｍｍ〜約２００ｍｍ、約１２０ｍｍ〜約１８０ｍｍ、約１４０ｍｍ〜約１６０ｍｍ、又は約１４０ｍｍ〜約１５０ｍｍの範囲の直径からなるグループから、独立して選択されてもよい。
【００５０】
屈曲ダクトおよびその個々の部分は、磁界遮へい効果の低い、又は、磁界遮へい効果のない任意の材料から構成されてもよい。好ましくは、アーク蒸着中のプラズマビームの汚染を避けるために、屈曲ダクトおよびその個々の部分は、イオン化に実質的に不活性である材料から構成される。屈曲ダクトおよびその個々の部分は、アルミニウム、銅、その他の金属、又は、その合金のような、真空状態を維持することができる材料で構成されてもよい。１の実施形態では、屈曲ダクトおよびその個々の部分は、ステンレス鋼から構成される。
【００５１】
屈曲ダクト内には、ライナが存在してもよい。１の実施形態では、ライナは、清掃時に取り外し可能で、ダクトの管壁に、長期間、蒸着物が堆積することを防止できる。ライナとプラズマビーム中の陽イオンとの間に反発力を与え、それにより屈曲ダクトを通過するプラズマの流量を増加させるように、ライナは、一般的には約１０Ｖから約３０Ｖの間で、正にバイアスされていてもよい。さらに、ライナは、プラズマビームからのマクロ粒子のフィルタリングを向上させるのに適していてもよい。１の実施形態では、ライナは、ダクトの内部に向かって突き出し、ターゲットに向かって後方へ折り曲げられているフランジ、を有する一連のリングから構成されている。ライナは、外縁周辺で１つおきに、例えば１２時および６時と、３時および９時とで、リンクされた一連のリングから構成されてもよい。１の実施形態では、ライナは、柔軟性があり、ダクト内およびダクトのベンド周りに押し込むことに適するものであってもよい。
【００５２】
また、基材を被覆するためのアーク蒸着装置が提供される。アーク蒸着装置は、プラズマビームを発生するアーク源と、上に定義したフィルタと、プラズマビームを、入射方向から放射方向へと誘くための磁界を供給する磁界源とを備える。
【００５３】
開示のアーク蒸着装置では、処理能力を増加、あるいはアーク源のターゲットの利用を、約１〜２倍にすることができる。ターゲットアーク源は、高価なクロミウム、又は、グラファイトである可能性があるため、これは有利である。その結果、比類のない、開示のベンドは、よりコスト効率がよい。
【００５４】
プラズマビームは、ダクトの長さ方向に沿った曲線磁界によって誘導される。あるいは、プラズマビームは、交差する電磁界によって誘導されてもよい。また、屈曲ダクトには、プラズマビームに誘導磁界を供給するため、コイルが設けられてもよい。コイルは、水冷されてもよい。あるいは、永久磁石が使用されてもよい。負荷される磁界の強さは、約２０〜約１００ガウス、約３０〜約９０ガウス、約３０〜約８０ガウス、約３０〜約７０ガウス、約４０〜約６０ガウス、約３０〜約６０ガウス、あるいは約３０〜約５０ガウスの範囲であってもよい。
【００５５】
１の実施形態では、アーク源、フィルタ、および基材は、真空条件下にある。アーク蒸着装置は、 アーク源、フィルタ、および基材を流体でシールする真空チャンバを更に備えていてもよい。アーク蒸着装置において真空状態を生成するために、真空手段が設けられてもよい。生成される真空圧は、１０−６〜１０−５Ｔｏｒｒのオーダであってもよい。
【００５６】
アーク蒸着装置は、基材を保持するための基材保持部を更に備えていてもよい。アーク蒸着装置が陰極アーク蒸着装置である１の実施形態では、陰極を冷却するための手段があってもよい。他の１の実施形態では、アーク蒸着装置は、フィルタダクトに正のバイアスを加えるための手段を有していてもよい。
【００５７】
アーク電源供給部は、アーク源に接続され、真空チャンバ内に配置された可動式のストライカを用いて得られる、アークのための電力とアークストライク（スパーク）のための電力との両方を供給する。１の実施形態では、アーク電流は、２０〜約２００アンペア、３０〜約１５０アンペア、４０〜約１００アンペア、又は５０〜約８０アンペアであり、電流の変化は、基材上のイオンの蒸着速度によって変化する。アーク電圧も材料に依存し、アーク電圧は、アーク源の設定によらず、極めて狭い範囲を外れて変化することはない。カーボンターゲットでは、アーク電圧は、通常約２９Ｖである。
【００５８】
１の実施形態では、アーク蒸着装置は、プラズマビーム中のマクロ粒子およびイオンがあらゆる（無差別な）方向に進行することを減らすために、アーク蒸着装置の真空チャンバの壁部、又は壁部近傍、および、陰極ターゲットとプラズマダクトの間に、バッフルを更に備える。１の実施形態では、バッフルは不導体であり、例えばセラミック製や、ＰＴＦＥ製である。バッフルは、非金属、例えばグラファイト製やセラミック製であってもよい。他の１の実施形態では、バッフルは、清掃のため取り外し可能である。
【００５９】
このアーク蒸着装置は、アークにおいてガスイオン化を生じさせることが可能であってもよい。その結果、１の実施形態では、ガスの吸気口を有するガス導入手段が、真空チャンバ内に存在する。
【００６０】
また、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングする方法が提供される。フィルタリングする方法は、内部にマクロ粒子を含むプラズマビームを発生させるステップと、上で規定されたフィルタに、内部にマクロ粒子を含むプラズマビームを通すステップと、前記流出部分のマクロ粒子の数が、前記流入部分のマクロ粒子の数よりも少なくなるよう、プラズマビームを入射方向から放射方向へと導くために、プラズマビームに磁界を作用させるステップと、を含む。
【００６１】
１の実施形態では、本願に記載された、フィルタ、アーク蒸着装置および方法を用いて、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子の数が約１０個よりも少ない被覆、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子の数が約８個よりも少ない被覆、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子の数が約６個よりも少ない被覆、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子の数が約４個よりも少ない被覆、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子の数が約２個よりも少ない被覆、又は、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子の数が約１．８個よりも少ない被覆、を生成できる。マクロ粒子は、約０．２ミクロン以上、約０．５ミクロン以上、約０．８ミクロン以上、約１ミクロン以上、約２ミクロン以上、約３ミクロン以上、約４ミクロン以上、約５ミクロン以上、約６ミクロン以上、約７ミクロン以上、約８ミクロン以上、約９ミクロン以上、又は、約１０ミクロン以上の大きさである。１の実施形態では、本願に記載されたフィルタ、アーク蒸着装置および方法を用いて、約０．２ミクロン以上の大きさのマクロ粒子について、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子の数が約１．８個よりも少ない被覆を生成できる。
【００６２】
比較として、入射方向を放射方向に９０°より大きな角度で逸脱させる中間部分を有しない、例えばＷＯ９６／２６５３１に開示されるような、既知の、ダブルベント型フィルタを用いると、約０．２ミクロン以上の大きさのマクロ粒子について、被覆１ｃｍ２あたりのマクロ粒子の数量が約１０倍多い被覆が生成される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
添付の図面は、開示された１の実施形態を図示しており、開示された実施形態の原理の説明に寄与する。しかしながら、図面は説明のみを目的としたものであり、発明の範囲を規定するものではない。
【図１Ａ】本願で開示される一実施形態に係るフィルタの側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのフィルタを、要素１１４の端部側から見た断面図である。Ａ−Ａ線に沿っている。
【図１Ｃ】図１Ａのフィルタの立面図である。
【図１Ｄ】図１Ａのフィルタの斜視図である。
【図１Ｅ】図１Ｃのフィルタの磁界の配置を示している。
【図２Ａ】本願で開示される他の一実施形態に係るフィルタの側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのフィルタを、要素２１４の端部側から見た断面図である。Ａ−Ａ線に沿っている。
【図２Ｃ】図２Ａのフィルタの磁界の配置を示している。
【図３】本願で開示される更に他の一実施形態に係るフィルタの側面図である。
【図４Ａ】本願で開示される一実施形態に係るアーク蒸着装置の側面図である。
【図４Ｂ】要素４１４の端部側から見た図４Ａのアーク蒸着装置の他の図である。
【００６４】
＜図面の詳細な説明＞
図１Ａ，１Ｂ，１Ｃおよび１Ｄには、本願で開示される、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするフィルタ１００の一実施形態を示している。フィルタ１００は、第２部分１０４と第３部分１０６との間に規定される第１部分１０２を有する、屈曲ダクトを備える。第１部分１０２は、第２部分１０４に沿って第１方向（矢印Ａ）に進行するプラズマビームを、第３部分１０６に沿って第２方向（矢印Ｂ）に向かわせ、第２方向（矢印Ｂ）は第１方向（矢印Ａ）から１２０°（角度Ｘ）逸脱する。
【００６５】
また、屈曲ダクトは、第５部分１１０と第２部分１０４との間に規定される第４部分１０８を有する。図からわかるように、第５部分１１０の長手軸は、第２部分１０４の長手軸と平行ではなく、互いに３０°の角度（角度Ｙ）を成す。第４部分１０８は、矢印Ｅに沿って侵入し、第５部分１１０に沿って第３方向（矢印Ｃ）に進行するプラズマビームを、第２部分１０４に沿って第１方向（矢印Ａ）に進行させるように構成され、第１方向（矢印Ａ）は第３方向（矢印Ｃ）から３０°（角度Ｙ）逸脱する。
【００６６】
Ａ−Ａ線に沿った、図１Ｂの断面図から分かるように、第５部分１１０が存在する平面１０９と、第２部分１０４が存在する平面１１１と、はオフセットしており、互いに３０°の角度をなす。フィルタ１００の３次元構成は、図１Ｄからも明らかである。
【００６７】
屈曲ダクトは、また、第１部分１０２に接続される第６部分１１２を有し、マクロ粒子を、第２部分１０４から第６部分１１２へと進行させる。図から分かるように、第６部分１１２の長手軸と、第２部分１０４の長手軸は、互いに平行である。より具体的には、第６部分１１２と第２部分１０４は、同一の長手軸を共有する。
【００６８】
屈曲ダクトは、また、第１部分１０２と接続される第７部分１１４を有し、第７部分１１４の長手軸と第３部分１０６の長手軸とは、互いに平行である。より具体的には、第７部分１１４と第３部分１０６とは、同一の長手軸を共有している。また、図から、第２部分１０４、第３部分１０６、第６部分１１２および第７部分１１４の長手軸は、単一の点で交わることが分かる。
【００６９】
屈曲ダクトは、また、第３部分１０６と第９部分１１８との間に規定される、第８部分１１６を有する。図から分かるように、第９部分１１８の長手軸は、第３部分１０６の長手軸と平行ではなく、互いに４０°の角度（角度Ｚ）をなす。第８部分１１６は、第３部分１０６に沿って第２方向（矢印Ｂ）に進行するプラズマビームを、第９部分１１８に沿って第４方向（矢印Ｄ）に向かわせるように構成され、第４方向（矢印Ｄ）は、第２方向（矢印Ａ）から４０°（角度Ｚ）逸脱する。バッフル１２０は、必要に応じて、ダクトのあらゆる場所で、異なる部分に存在していてもよい。バッフル１２０は、部分１１２，１１４の端部の開口から、屈曲ダクトの異なる部分に挿入可能である。
【００７０】
使用時には、マクロ粒子を含むプラズマビームは、矢印Ｅに沿ってフィルタ１００に入り、初めに、平面１０９上の第５部分１１０に沿って第３方向（矢印Ｃ）に進行し、第４部分１０８を通過する。そして、プラズマビームは、平面１１１上の第２部分１０４に沿って第１方向（矢印Ａ）に進行し、同じく平面１１１上の第３部分１０６に沿って第２方向（矢印Ｂ）に進行するように再び方向を替える前に、第１部分１０２を通過する。第１部分１０２は、プラズマビームの方向の、急激な（９０°より大きな）変化をもたらす。方向の変化が急激なので、プラズマビーム中の陽イオンより重量が大きく、それゆえ慣性も陽イオンより大きなマクロ粒子は、実質上、方向を逸脱することなく、第６部分１１２に向かって進み続ける。その結果、マクロ粒子の大半はプラズマビームから取り除かれ、第３部分１０６に沿って第２方向（矢印Ｂ）に進行するプラズマビームには、ほとんど又は全くマクロ粒子が含まれなくなる。その後、プラズマビームは第３部分１０６から、第８部分１１６に向かって進行し、第４方向（矢印Ｄ）に進行方向を替え、第９部分１１８に沿って進む。第９部分１１８の端部に配置された基材（図示されない）は、実質的にマクロ粒子を含まないプラズマビームにより被覆される。第９部分１１８は、プラズマビームを第３部分１０６から固定された基材へと導く接続アームとして機能する。第８部分１１６も、第３部分１０６に思いがけず入り込んだ、残留するマクロ粒子を除去することができる。
【００７１】
図１Ｅには、図１Ｃのフィルタの磁界の配置が図示されている。磁界は、矢印Ａで示される第１方向から、矢印Ｂで示される第２方向へと、プラズマビームを導く必要がある。記号
0005554451.tif 000002
は、磁界の向きが紙面から外に進行する方向であること示し、一方で、記号
0005554451.tif 000003
は、磁界の向きが紙面内に進行する方向であることを示す。囲みで図示されたエリア１，２，３，４の磁界強度は、２０〜１００ガウスの範囲である。
【００７２】
図２Ａ，図２Ｂには、本願で開示される、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするフィルタ２００の他の一実施形態が図示されている。フィルタ２００は、第２部分２０４と第３部分２０６との間に規定される第１部分２０２を有する屈曲ダクトを備える。第１部分２０２は、第２部分２０４に沿って第１方向（矢印Ａ）に進行するプラズマビームを、第３部分２０６に沿って第２方向（矢印Ｂ）に向かわせ、第２方向（矢印Ｂ）は、第１方向（矢印Ａ）から１２１．６°（角度Ｘ）逸脱する。
【００７３】
また、屈曲ダクトは、第５部分２１０と第２部分２０４との間に規定される第４部分２０８を有する。図からわかるように、平面２０９上の第５部分２１０の長手軸は、平面２１１上の第２部分２０４の長手軸と、オフセットしており、互いに２０°の角度（角度Ｙ）をなす。第４部分２０８は、第５部分２１０に沿って第３方向（矢印Ｃ）に進行するプラズマビームを、第２部分２０４に沿って第１方向（矢印Ａ）に向かわせるよう構成され、第１方向（矢印Ａ）は、第３方向（矢印Ｃ）から２０°（角度Ｙ）逸脱する。
【００７４】
図２Ｂからわかるように、フィルタ２００の三次元構造は明確である。第５部分２１０が存在する平面２０９と、第２部分２０４が存在する平面２１１とは、オフセットしており、互いに２０°の角度をなす。
【００７５】
また、屈曲ダクトは、第１部分２０２に接続される第６部分２１２を有し、マクロ粒子を、第２部分２０４から第６部分２１２へと進行させる。図から分かる様に、第６部分２１２の長手軸と、第２部分２０４の長手軸とは、互いに平行である。より具体的には、第６部分２１２と第２部分２０４とは、同一の長手軸を共有している。
【００７６】
また、屈曲ダクトは、第１部分２０２と接続される第７部分２１４を有し、第７部分２１４の長手軸と、第３部分２０６の長手軸とは互いに平行である。より具体的には、第７部分２１４と第３部分２０６とは、同一の長手軸を共有する.図から、第２部分２０４，第３部分２０６，第６部分２１２，および第７部分２１４の長手軸は、単一の点で交わることも分かる。
【００７７】
使用時には、マクロ粒子を含むプラズマビームは、矢印Ｅに沿ってフィルタに入り、初めに、平面２０９上の第５部分２１０に沿って第３方向（矢印Ｃ）に進行し、第４部分２０８を通過する。そして、プラズマビームは、平面２１１上の第２部分２０４に沿って第１方向（矢印Ａ）に進行し、同じく平面２１１上の第３部分２０６に沿って第２方向（矢印Ｂ）に進行するように再び方向を替える前に、第１部分２０２を通過する。第１部分２０２は、プラズマビームの方向の、急激な（９０°より大きな）変化をもたらす。方向の変化が急激なので、プラズマビーム中の陽イオンより重量が大きく、それゆえ慣性も陽イオンより大きなマクロ粒子は、実質上、方向を逸脱することなく、第６部分２１２に向かって進み続ける。その結果、マクロ粒子の大半はプラズマビームから取り除かれ、第３部分２０６に沿って第２方向（矢印Ｂ）に進行するプラズマビームには、ほとんど又は全くマクロ粒子は含まれなくなる。
【００７８】
図２Ｃには、図２Ａのフィルタの磁界の配置が図示されている。磁界は、図２Ａにおいて矢印Ａで示される第１方向から、図２Ａにおいて矢印Ｂで示される第２方向へと、プラズマビームを導く必要がある。記号
0005554451.tif 000004
は、磁界の向きが紙面から外に進行する方向であること示し、一方で、記号
0005554451.tif 000005
は、磁界の向きが紙面内に進行する方向であることを示す。囲みで図示されたエリア１，２，３の磁界強度は、２０〜１００ガウスの範囲である。
【００７９】
図３には、本願で開示される、プラズマビームからマクロ粒子をフィルタリングするフィルタ３００の、更に他の一実施形態が図示されている。フィルタ３００は、第２部分３０４と第３部分３０６との間に規定される第１部分３０２を有する屈曲ダクトを備える。第１部分３０２は、第２部分３０４に沿って第１方向（矢印Ａ）に進行するプラズマビームを、第３部分３０６に沿って第２方向（矢印Ｂ）に向かわせ、第２方向（矢印Ｂ）は、第１方向（矢印Ａ）から１２０°（角度Ｘ）逸脱する。
【００８０】
また、屈曲ダクトは、第５部分３１０と第２部分３０４との間に規定される第４部分３０８を有する。図からわかるように、第５部分３１０の長手軸は、第２部分３０４の長手軸とは平行ではなく、互いに９０°より小さな、ある角度をなす。第４部分３０８は、第５部分３１０に沿って第３方向（矢印Ｃ）に進行するプラズマビームを、第２部分３０４に沿って第１方向（矢印Ａ）に向かわせるよう構成され、第１方向（矢印Ａ）は、第３方向（矢印Ｃ）から９０°より小さな、ある角度で逸脱する。
【００８１】
また、屈曲ダクトは、第１部分３０２に接続される第６部分３１２を有し、マクロ粒子を、第２部分３０４から第６部分３１２へと進行させる。図から分かる様に、第６部分３１２の長手軸と、第２部分３０４の長手軸とは、互いに平行である。より具体的には、第６部分３１２と第２部分３０４とは、同一の長手軸を共有している。
【００８２】
また、屈曲ダクトは、第１部分３０２と接続される第７部分３１４を有し、第７部分３１４の長手軸と、第３部分３０６の長手軸とは互いに平行である。より具体的には、第７部分３１４と第３部分３０６とは、同一の長手軸を共有する. 図から、第２部分３０４，第３部分３０６，第６部分３１２，および第７部分３１４の長手軸は、単一の点で交わることも分かる。
【００８３】
使用時には、マクロ粒子を含むプラズマビームは、矢印Ｅに沿ってフィルタ３００に入り、初めに、第５部分３１０に沿って第３方向（矢印Ｃ）に進行し、第４部分３０８を通過する。そして、プラズマビームは、第２部分３０４に沿って第１方向（矢印Ａ）に進行し、第３部分３０６に沿って第２方向（矢印Ｂ）に進行するように再び方向を替える前に、第１部分３０２を通過する。第１部分３０２は、プラズマビームの方向の、急激な（９０°より大きな）変化をもたらす。方向の変化が急激なので、プラズマビーム中の陽イオンより重量が大きく、それゆえ慣性も陽イオンより大きなマクロ粒子は、実質上、方向を逸脱することなく、第６部分３１２に向かって進み続ける。その結果、マクロ粒子の大半はプラズマビームから取り除かれ、第３部分３０６に沿って第２方向（矢印Ｂ）に進行するプラズマビームには、ほとんど又は全くマクロ粒子は含まれなくなる。
【００８４】
図４Ａおよび図４Ｂには、本願で開示されるアーク蒸着装置４００の一実施形態が図示されている。アーク蒸着装置は、上記の屈曲ダクトと構造的に同様で、同様の動作原理に基づく屈曲ダクトを有するフィルタを備える。参照符号４０２，４０４，４０６，４０８，４１０，４１２および４１４は、それぞれ、第１部分、第２部分、第３部分、第４部分、第５部分、第６部分、および第７部分に対応している。第５部分４１０は、陽イオンを含むプラズマビームを発生する陰極アーク源４２０に直接取り付けられている。使用される陰極アーク源４２０は、当該分野において一般的に使用されているものであってもよい。陰極アーク源の例は、ＷＯ９６／２６５３１およびＵＳ６，７３６，９４９に開示されており、参照することにより、両文献は本願に援用される。
【００８５】
＜適用＞
本願に開示されるフィルタ、アーク蒸着装置および方法は、シンプルであるが、プラズマビームからマクロ粒子の大半を取り除く上で効率的である。効果として、本願に開示されるフィルタ、アーク蒸着装置および方法により、被覆１ｃｍ２あたりの、直径０．２ミクロン以上のマクロ粒子の数が、１．８個より少ない被覆を生成できる。したがって、開示されたフィルタ、アーク蒸着装置および方法は、マクロ粒子が多数存在することが許容されない、ハードディスクの部品の被覆の様な、超清浄用途に用いることができる。アーク蒸着装置および方法は、他の被覆方法と比べ比較的高い蒸着速度を達成可能で、２ナノメータより薄い被覆膜を生成できる。そのような特徴は、産業規模でのハードディスクの部品の被覆をする際に利用する上で、特に有用である。
【００８６】
更に、開示されたフィルタ、アーク蒸着装置および方法に使用されるアーク電流の動作範囲は、通常約５０〜約８０アンペアの間であり、現在知られているフィルタの通常の動作範囲（約２０〜３５アンペア）より大きく、従来のフィルタ、アーク蒸着装置、およびアーク蒸着方法に比べアークの安定性が大きく改善される。
【００８７】
本願発明と同等の実施形態を記載するために合理的な努力がなされたが、本願発明の精神と範囲から離れることなく、本願発明に対して様々な他の変更および適用を加えることができ、全てのそのような変更および適用が添付した特許請求の範囲の範囲内に含まれることを意図していることは、前述の開示を読んだ当業者にとって明らかである。
【図１Ａ】
0005554451.tif 000006
【図１Ｂ】
0005554451.tif 000007
【図１Ｃ】
0005554451.tif 000008
【図１Ｄ】
0005554451.tif 000009
【図１Ｅ】
0005554451.tif 000010
【図２Ａ】
0005554451.tif 000011
【図２Ｂ】
0005554451.tif 000012
【図２Ｃ】
0005554451.tif 000013
【図３】
0005554451.tif 000014
【図４Ａ】
0005554451.tif 000015
【図４Ｂ】
0005554451.tif 000016