(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のターゲットおよび第２のターゲットを備えるアークソースであって、第１および第２のターゲットは実質的に第１の平面に位置しており、火花を点火するための点火装置が第１のターゲットおよび第２のターゲットに設けられており、前記点火装置は可動に組み付けられたトリガフィンガを含んでおり、第１のターゲットの表面および第２のターゲットの表面に向かって前記トリガフィンガのフィンガ先端部を動かす手段が設けられている、そのようなアークソースにおいて、運動を実行するための前記手段は直線駆動装置または回転駆動装置の群に属する駆動装置を含んでおり、前記駆動装置は、前記フィンガ先端部が駆動時に両方のターゲットと接する、および／または交差する強制軌道上を動くように、案内手段と連動し、
運動を実行するための前記手段はシャフトを含んでおり、該シャフトの軸は第１の平面に立てた法線に対して傾いており、点火フィンガは前記シャフトに固定的に配置されており、前記駆動装置は前記シャフトを回転させることができる回転駆動装置であり、前記強制軌道は第１および第２のターゲットでそれぞれ終わる円弧で成り立っていることを特徴とする、アークソース。
【請求項２】
第１のターゲットおよび第２のターゲットを備えるアークソースであって、第１および第２のターゲットは実質的に第１の平面に位置しており、火花を点火するための点火装置が第１のターゲットおよび第２のターゲットに設けられており、前記点火装置は可動に組み付けられたトリガフィンガを含んでおり、第１のターゲットの表面および第２のターゲットの表面に向かって前記トリガフィンガのフィンガ先端部を動かす手段が設けられている、そのようなアークソースにおいて、運動を実行するための前記手段は直線駆動装置または回転駆動装置の群に属する駆動装置を含んでおり、前記駆動装置は、前記フィンガ先端部が駆動時に両方のターゲットと接する、および／または交差する強制軌道上を動くように、案内手段と連動し、
運動を実行するための前記手段はシャフトを含んでおり、点火フィンガは前記シャフトに配置されるとともに可動であり、それにより、前記シャフトに対する前記フィンガ先端部の垂直方向の投影によって定義される前記フィンガ先端部の高さが可変であるようになっており、前記案内手段は半径方向で前記シャフトから間隔をおくゲートとして構成されており、前記駆動装置は回転駆動装置であることを特徴とする、アークソース。
【請求項３】
第１のターゲットおよび第２のターゲットを備えるアークソースであって、第１および第２のターゲットは実質的に第１の平面に位置しており、火花を点火するための点火装置が第１のターゲットおよび第２のターゲットに設けられており、前記点火装置は可動に組み付けられたトリガフィンガを含んでおり、第１のターゲットの表面および第２のターゲットの表面に向かって前記トリガフィンガのフィンガ先端部を動かす手段が設けられている、そのようなアークソースにおいて、運動を実行するための前記手段は直線駆動装置または回転駆動装置の群に属する駆動装置を含んでおり、前記駆動装置は、前記フィンガ先端部が駆動時に両方のターゲットと接する、および／または交差する強制軌道上を動くように、案内手段と連動し、
運動を実行するための前記手段はレールを含んでおり、該レールに前記トリガフィンガが直線的にスライド可能なように組み付けられており、前記案内手段はゲートとして構成されていることを特徴とする、アークソース。
【請求項４】
前記駆動装置は直線駆動装置であることを特徴とする、請求項３に記載のアークソース。
【請求項５】
前記駆動装置は前記レールを回転させることができる回転駆動装置であることを特徴とする、請求項３に記載のアークソース。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のアークソースを備える、真空室で工作物を処理する装置。
【請求項７】
コーティング設備である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
プラズマエッチング設備である、請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提項に記載されている、真空コーティング設備で電気式のアーク蒸発器の高電流放電を点火するための点火装置に関する。
【０００２】
上に述べたようなアーク蒸発器は、アークソースまたは火花源とも呼ばれており、高真空中で工作物を処理するために用いられ、特に、プラズマエッチングおよび／またはコーティングするために用いられる。
【背景技術】
【０００３】
アーク蒸発ソースの点火装置は、基本的に、次の３つのグループに区分することができる：
ａ．）カソードとアノードの間の接点の機械式の開閉。このとき電流は、直列抵抗を介して典型的には約５Ａに制限される。このようなメカニズムが図１に示されている。この場合、ストローク運動によってトリガフィンガ７のフィンガ先端部がカソード５と接触し、それによって電気回路が閉じられる。図１では、電気回路は点線で図示されている。ジェネレータ３は無負荷のとき、典型的には６０−１２０Ｖの無負荷電圧となっている。トリガフィンガ７を通る電流は、抵抗９によって約５Ａのオーダーに制限される。たとえばフィンガ先端部がカソードから離れる次のストローク運動によって電気回路が開くと、カソード表面で火花が生成される。これは初期プラズマであり、外部のダイナミックジェネレータ３によって引き続き駆動される。これに応じた電気回路が破線で図示されている。
【０００４】
ｂ．）電気的なフラッシオーバによるアーク放電の点火
このことは、たとえば図２に示す装置によって実現される。この場合、パルスジェネレータ１３の高圧パルスによって生成される電気的なフラッシオーバが、ターゲット５で初期火花を生起する。パルスジェネレータにより駆動される電気回路が点線で図示されている。初期火花はアーク電源３によって引き続き駆動される。これに応じた電気回路が破線で図示されている。アーク電源の出力段は、通常、スイッチ回路１１により高圧パルスから防護されなくてはならない。
【０００５】
ｃ．）導電性ブリッジによる点火
このことは、たとえば図３に示す装置によって実現される。アークソースの駆動中に、アノードとカソード５の間にある絶縁体１７がコーティングされる。導電性層のコーティングの場合、カソードからアノードへ抵抗ブリッジ１５が生じる。アークサプライに重ね合わされる高圧パルス（最大約５００Ｖ）により、この抵抗を介して電流がカソードからアノードへ導かれ、この電流が導電性層１９を局所的に溶融させる。アーク放電がそれによって点火される。この導電性層はソースの作動時に常に更新される。未使用のソースでは、多くの場合、刷毛で塗布される銀層によってプロセスが開始される。しかし、こうした手法は蒸発する絶縁性層では機能しない。
【０００６】
以上、カソードないしターゲットで火花を点火することのみを可能にする手法について説明した。従来技術では、トリガフィンガでストローク運動に加えて回転運動も意図する装置が知られている。回転運動により、トリガフィンガを第１のターゲットから少なくとも１つの別のターゲットへと旋回させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような装置がＵＳ６９９８０３４に開示されている。そこでは、１つまたは複数のアークソースを点火するための回転可能かつスライド可能なトリガフィンガが開示されている。そこに開示されている構造では、回転運動とストローク運動によって、ターゲット１からターゲットＮへの切換が行われる（たとえば最大４つのターゲット）。しかし欠点となるのは、その場合に高いコストのかかる駆動コンセプトが必要になることである。
【０００８】
したがって、高いコストのかかる駆動コンセプトなしですますことができる接点の機械式の開閉をベースとする、複数のターゲットに使用可能な点火装置を提供することが望まれる。
【０００９】
そこで本発明の課題は、複数のターゲット用として設計されており、および／または点火のために使用される接点部分がコーディングプロセス中にコーティングから防護される、接点の機械式の開閉のグループに区分することができる点火装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのためにトリガフィンガは、フィンガ先端部の運動が実質的に強制軌道上でのみ可能であるように可動に設けられており、強制軌道は点火されるべき各々のターゲットと少なくとも１つの点で接し、および／または交差する。フィンガ先端部はこの場合、点火のために使用される接点部分である。本発明によると、フィンガ先端部は点火後に強制軌道に沿って待機位置まで、ターゲットの作用空間から離れるように移動することができ、それにより、フィンガ先端部はコーティングプロセス中に実質的にコーティングされることがない。フィンガ先端部がコーティングされないので、いっそう長い耐用寿命を実現することができる。さらに、点火の信頼度が有意に高くなる。このことは特に、絶縁性層および特に酸化物層がコーティングされるプロセスについて当てはまる。
【００１１】
第１の実施形態では、トリガフィンガは回転軸に組み付けられ、回転軸は各ターゲットの間で傾いて配置されており、それにより、回転軸が回転するとフィンガ先端部が円切片に沿って動き、このとき円切片の平面は２つのターゲットが配置された平面と交差する。
【００１２】
第２の実施形態では、トリガフィンガはゲートに沿って直線的に案内される。ゲートは各ターゲットの上でフィンガ先端部の下降を引き起こし、ならびにターゲットからのフィンガ先端部の上昇を引き起こす。
【００１３】
本発明の第３の実施形態は、第１の実施形態と第２の実施形態との組み合わせである。すなわちフィンガは、同じく回転軸に組み付けられている。ただしフィンガはこの回転軸に対して相対的に、回転軸に対して垂直かつフィンガの軸に対して垂直な軸を中心として回転できるにように、可動に組み付けられている。ただしこの回転は、同じくゲートによって制限されている。回転軸が回転すると、フィンガ先端部も所定の回転に準じて、かつゲートによる設定に準じて動く。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】アーク蒸発ソースの点火装置の第１の例を示す図である。
【図２】アーク蒸発ソースの点火装置の第２の例を示す図である。
【図３】アーク蒸発ソースの点火装置の第３の例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の第１および第２の実施形態の組み合わせに相当する実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面およびさまざまな実施形態を参照しながら、本発明について一例を説明する。
【００１６】
図４は、２つのターゲット２３，２５が実質的に第１の平面に設けられた真空室２１の部分を有する、本発明の第１の実施形態を示している。さらに、トリガフィンガ２９およびフィンガ先端部３１を備える点火装置２７がある。さらに点火装置はシャフト３３を含んでおり、これにトリガフィンガ２９が固定的に配置されている。本発明によると、シャフト３３の軸は第１の平面に立てた法線とゼロではない角度を形成しており、それにより、シャフト３３が回転したときにフィンガ先端部３１が動く円切片は、ターゲットにより定義される平面とターゲットの領域で交差する平面に位置している。それによってトリガフィンガ２９のフィンガ先端部３１は、ただ１回の回転運動により、１つのターゲット表面２３から別のターゲット表面２５へと可逆的に動くことができる。
【００１７】
すなわち斜めに向いたシャフト３３により、トリガフィンガは回転運動のみによってトリガ表面で接点を成立させることができる。図示した実施形態では、点火装置はその機能に関してシンメトリーであり、したがって、相並んで配置された２つのアークソース（ターゲット）のために使用される。トリガフィンガ２９は点火の完了後、ターゲット領域の範囲外にある円弧の頂点の待機位置へと回転することができるのが特別に好ましい。それにより、アークソースのコーティング動作中にトリガフィンガがわずかしか汚れることがなく、このことは、長い耐用寿命を洗浄なしで可能にする。この実施形態のさらに別の利点は、トリガ点すなわちフィンガ先端部３１がターゲット２３，２５の表面に接触する点が、トリガフィンガの外方旋回によって自動的に到達されることである。それにより、特にコーティングプロセスに基づくターゲット浸食によってターゲット表面が変化したとき、距離やストローク運動の調節が必要ない。
【００１８】
図５は、本発明の第２の実施形態を示している。この場合、トリガフィンガ５０１はレール５０３に可動に組み付けられており、それによりレールに沿って動くことができるようになっている。さらにトリガフィンガは、トリガフィンガがレール５０３に沿ってスライドするときにこれを強制軌道上で動かすことができるゲート５０５がなければ、レール５０３を中心として回転することができるはずである。図５には、３つのターゲット５０７，５０９，５１１が示されている。ゲート５０５は、トリガフィンガ５０１がレール５０３に沿ってスライドするときに、フィンガ先端部の軌道がそれぞれターゲットの表面に接触するように構成されている。この実施形態を任意の個数のターゲットに拡張できることは、当業者には自明である。トリガフィンガ５０１は点火後に、ターゲット領域の範囲外にある待機位置へスライドできるのが同じく好ましい。
【００１９】
図６は、ある意味で第１および第２の実施形態の組み合わせである、本発明のさらに別の実施形態を示している。第２の実施形態で述べたゲートは、ここでは円筒形のスリーブ６０１に変形されている。トリガフィンガ６０３は、円筒軸と平行な、実質的に円筒中心点にある軸を中心として回転することができる。トリガフィンガは、スリーブのゲートによって強制軌道上を案内される。
【００２０】
複数のターゲットを有する実施例を参照して本発明を説明してきた。しかしながら付言しておくと、コーティングから防護された待機位置へ点火フィンガを移動させるという態様は、点火フィンガによってただ１つのターゲットを点火できるようにすることが問題となるときにも、有利に適用することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１  真空室
３  ジェネレータ
５  カソードないしターゲット
７  トリガフィンガ
９  抵抗
１１  保護スイッチ回路
１３  パルスジェネレータ
１５  抵抗ブリッジ
１７  絶縁体
１９  導電性層
２１  真空室の部分
２３  ターゲット
２５  ターゲット
２７  点火装置
２９  トリガフィンガ
３１  フィンガ先端部
３３  シャフト
５０１  トリガフィンガ
５０３  レール
５０５  ゲート
５０７  ターゲット
５０９  ターゲット
５１１  ターゲット
６０１  スリーブ
６０３  トリガフィンガ
【図１】
0005624551.tif 000002
【図２】
0005624551.tif 000003
【図３】
0005624551.tif 000004
【図４】
0005624551.tif 000005
【図５】
0005624551.tif 000006
【図６】
0005624551.tif 000007