(57)【要約】【課題】プラズマの発生に伴って生成された導電性物質によるターゲットとトリガ電極との絶縁性の低下を抑制できるアークプラズマ発生装置を提供する。【解決手段】アークプラズマ発生装置は、ターゲット３０を部分的に露出させて保持する絶縁体３３と、ターゲット３０の絶縁体３３から露出した部分との間で、アーク放電を誘起させるためのトリガ放電を生じるトリガ電極３２とを有する。トリガ電極３２は、ターゲット３０の露出部分から離れた絶縁体３３の外面に当接している。ターゲット３０の露出部分とトリガ電極３２とを隔てる絶縁体３３の外面の少なくとも一部が、プラズマの発生に伴う導電性物質の付着を抑制する物質を含んだ材料によって形成されている。【選択図】図１
2019151904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソードに設けられたターゲットとアノードとの間のアーク放電によってプラズマを発生するアークプラズマ発生装置であって、
前記ターゲットを部分的に露出させて保持する絶縁体と、
前記ターゲットの前記絶縁体から露出した部分との間で、前記アーク放電を誘起させるためのトリガ放電を生じるトリガ電極とを有し、
前記トリガ電極は、前記ターゲットの露出部分から離れた前記絶縁体の外面に当接しており、
前記ターゲットの露出部分と前記トリガ電極とを隔てる前記絶縁体の外面の少なくとも一部が、前記プラズマの発生に伴う導電性物質の付着を抑制する物質を含んだ材料によって形成されている、
アークプラズマ発生装置。
【請求項２】
前記導電性物質の付着を抑制する物質は、二酸化ケイ素、酸化バリウム及び酸化カルシウムの少なくとも１つを含む、
請求項１に記載のアークプラズマ発生装置。
【請求項３】
前記導電性物質の付着を抑制する物質は、亜鉛、ストロンチウム及びチタンの少なくとも１つを更に含む、
請求項２に記載のアークプラズマ発生装置。
【請求項４】
前記導電性物質の付着を抑制する物質は、酸化アルミニウムに比べて体積抵抗率の低い物質を含む、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のアークプラズマ発生装置。
【請求項５】
前記絶縁体は、前記ターゲットの露出部分の縁に当接する第１絶縁部材を含み、
前記トリガ電極は、前記ターゲットの露出部分の縁から離れた前記第１絶縁部材の外面に当接しており、
前記第１絶縁部材は、前記導電性物質の付着を抑制する物質を含んだ材料によって形成されている、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のアークプラズマ発生装置。
【請求項６】
前記第１絶縁部材は、前記ターゲットの露出部分を囲む孔が空いた端面を持ち、
前記トリガ電極は、前記孔から離れた前記孔の周囲において前記端面に当接する、
請求項５に記載のアークプラズマ発生装置。
【請求項７】
前記第１絶縁部材は、円盤状の形状を持ち、
前記孔は、円盤状の前記絶縁部材における一方の端面と他方の端面とを貫通し、
前記絶縁体は、前記第１絶縁部材の側面と前記他方の端面とに当接する第２絶縁部材を含み、
前記トリガ電極は、前記孔から離れた前記孔の周囲において前記一方の端面に当接する、
請求項６に記載のアークプラズマ発生装置。
【請求項８】
前記絶縁体は、
絶縁材料で形成された基部と、
前記基部の外面の少なくとも一部を覆う外層とを含み、
前記外層は、前記導電性物質の付着を抑制する物質を含んだ材料によって形成されており、
前記ターゲットの露出部分と前記トリガ電極とが、前記外層によって隔てられている、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載のアークプラズマ発生装置。
【請求項９】
前記基部は、前記ターゲットが装填された筒状部を含み、
前記トリガ電極は、前記筒状部の外側面に当接し、
前記ターゲットが露出する前記筒状部の一方の端面が前記外層に覆われている、
請求項８に記載のアークプラズマ発生装置。
【請求項１０】
前記筒状部の外側面を囲むようにＣ字状に曲がった導電部材を有し、
前記トリガ電極は、前記導電部材を介して前記筒状部の外側面を把持する、
請求項９に記載のアークプラズマ発生装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０の何れか一項に記載されたアークプラズマ発生装置を有する真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アーク放電を利用してプラズマを発生するアークプラズマ発生装置及び真空蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸着用の材料（ターゲットとも呼ばれる）をアーク放電によりプラズマ化して種々の基板の表面に蒸着させる技術が知られている。下記の特許文献には、カソードとしてのターゲットの周囲に円筒状のアノードを配置し、カソード近辺にトリガ電極を配置し、トリガ放電により発生するカソードスポットとアノード間でアーク放電（主放電）が発生するように構成された薄膜形成装置が記載されている。この装置では、カソード近傍に配置されたトリガ電極とカソードとの間に高電圧パルスが印加されることにより、トリガ放電が発生する。トリガ放電が発生すると、カソードスポットと呼ばれる電流の集中した領域がカソード上に生じ、カソードスポットとアノードとの間でアーク放電が開始する。アーク放電が起きている間、カソードスポットはカソード上で成長しつつ移動し、カソードスポット中で生成された原子やイオンがプラズマとして放出される。アーク放電用の電源としてコンデンサが用いられており、コンデンサの容量によってアーク放電の持続時間が制限される。アーク放電の持続時間や繰り返し回数に応じて、基板に形成される膜の厚さなどを制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１６５６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、トリガ放電とアーク放電を繰り返し行った場合、ターゲット（カソード）とトリガ電極とを固定する碍子（絶縁体）の表面には、これらの放電に伴って生成された導電性物質（ターゲットの材料など）が付着する。導電性物質の付着量が多くなると、ターゲットとトリガ電極との絶縁性が低下してしまい、高電圧パルスによるトリガ放電が発生し難くなる。そのため、アーク放電によるプラズマ（アークプラズマとも呼ばれる）を蒸着に利用した真空蒸着装置では、プラズマ発生装置を真空チャンバから取り出して、碍子の表面に付着した導電性物質をカッターやサンドペーパーなどで取り除くメインテナンスが必要となる。このメインテナンスでは、プラズマ発生装置の取り外し、分解、清掃、組み立て、再取り付けなどを行わなければならず、作業の負担が大きい。また、碍子の表面から導電性物質を除去する作業中に誤って碍子を破損してしまう場合もある。
【０００５】
そこで、本開示は、プラズマの発生に伴って生成された導電性物質によるターゲットとトリガ電極との絶縁性の低下を抑制できるアークプラズマ発生装置及び真空蒸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の側面は、カソードに設けられたターゲットとアノードとの間のアーク放電によってプラズマを発生するアークプラズマ発生装置に関する。このアークプラズマ発生装置は、ターゲットを部分的に露出させて保持する絶縁体と、ターゲットの絶縁体から露出した部分との間で、アーク放電を誘起させるためのトリガ放電を生じるトリガ電極とを有する。トリガ電極は、ターゲットの露出部分から離れた絶縁体の外面に当接している。ターゲットの露出部分とトリガ電極とを隔てる絶縁体の外面の少なくとも一部が、プラズマの発生に伴う導電性物質の付着を抑制する物質を含んだ材料によって形成されている。
【０００７】
このアークプラズマ発生装置では、ターゲットの露出部分とトリガ電極とを隔てる絶縁体の外面の少なくとも一部が、プラズマの発生に伴う導電性物質の付着を抑制する物質を含んだ材料によって形成されている。これにより、ターゲットの露出部分とトリガ電極とを隔てる絶縁体の外面に導電性物質が付着し難くなるため、ターゲットの露出部分とトリガ電極との絶縁性の低下が抑制される。
【０００８】
好適に、導電性物質の付着を抑制する物質は、二酸化ケイ素、酸化バリウム及び酸化カルシウムの少なくとも１つを含んでよい。
【０００９】
好適に、導電性物質の付着を抑制する物質は、亜鉛、ストロンチウム及びチタンの少なくとも１つを更に含んでよい。
【００１０】
好適に、導電性物質の付着を抑制する物質は、酸化アルミニウムに比べて体積抵抗率の低い物質を含んでよい。
【００１１】
アークプラズマ発生装置の第１の態様において、絶縁体は、ターゲットの露出部分の縁に当接する第１絶縁部材を含んでよく、トリガ電極は、ターゲットの露出部分の縁から離れた第１絶縁部材の外面に当接してよい。第１絶縁部材は、導電性物質の付着を抑制する物質を含んだ材料によって形成されてよい。
【００１２】
この構成によれば、ターゲットの露出部分とトリガ電極とを隔てている第１絶縁部材が、導電性物質の付着を抑制する物質を含んだ材料によって形成されている。これにより、ターゲットの露出部分とトリガ電極とを隔てる第１絶縁部材の外面に導電性物質が付着し難くなるため、ターゲットの露出部分とトリガ電極との絶縁性の低下が抑制される。
【００１３】
アークプラズマ発生装置の第１の態様において、第１絶縁部材は、ターゲットの露出部分を囲む孔が空いた端面を持ってよく、トリガ電極は、孔から離れた孔の周囲において端面に当接してよい。
【００１４】
この構成によれば、第１絶縁部材の端面に空いた孔がターゲットの露出部分を囲っており、この孔から離れた孔の周囲の端面にトリガ電極が当接している。そのため、ターゲットが露出する側の第１絶縁部材の端面において、第１絶縁部材が安定に支持される。
【００１５】
アークプラズマ発生装置の第１の態様において、第１絶縁部材は、円盤状の形状を持ってよく、孔は、円盤状の絶縁部材における一方の端面と他方の端面とを貫通してよい。絶縁体は、第１絶縁部材の側面と他方の端面とに当接する第２絶縁部材を含んでよい。トリガ電極は、孔から離れた孔の周囲において一方の端面に当接してよい。
【００１６】
この構成によれば、円盤状の絶縁部材における一方の端面と他方の端面とを貫通した孔にターゲットが挿入され、第１絶縁部材の一方の端面にトリガ電極が当接し、第１絶縁部材の側面及び他方の端面に第２絶縁部材が当接するため、第１絶縁部材がより安定に支持される。
【００１７】
アークプラズマ発生装置の第２の態様において、絶縁体は、絶縁材料で形成された基部と、基部の外面の少なくとも一部を覆う外層とを含んでよい。外層は、導電性物質の付着を抑制する物質を含んだ材料によって形成されてよい。ターゲットの露出部分とトリガ電極とが、外層によって隔てられていてよい。
【００１８】
この構成によれば、ターゲットの露出部分とトリガ電極とを隔てている絶縁体の外層が、導電性物質の付着を抑制する物質を含んだ材料によって形成されている。これにより、ターゲットの露出部分とトリガ電極とを隔てる絶縁体の外層の外面に導電性物質が付着し難くなるため、ターゲットの露出部分とトリガ電極との絶縁性の低下が抑制される。
【００１９】
アークプラズマ発生装置の第２の態様において、基部は、ターゲットが装填された筒状部を含んでよい。トリガ電極は、筒状部の外側面に当接してよい。ターゲットが露出する筒状部の一方の端面が、外層に覆われていてよい。
【００２０】
この構成によれば、ターゲットが露出する筒状部の一方の端面に外層が設けられるため、外層を形成する材料を減らし易い。
【００２１】
アークプラズマ発生装置の第２の態様は、筒状部の外側面を囲むようにＣ字状に曲がった導電部材を有してよい。トリガ電極は、導電部材を介して筒状部の外側面を把持してよい。
【００２２】
この構成によれば、Ｃ字状の導電部材を介して筒状部の外側面がトリガ電極により把持されるため、トリガ電極と筒状部とのがたつきが抑制され易くなる。
【００２３】
本開示の第２の側面は、第１の側面に係るアークプラズマ発生装置を有する真空蒸着装置に関する。
【発明の効果】
【００２４】
本開示によれば、プラズマの発生に伴って生成された導電性物質によるターゲットとトリガ電極との絶縁性の低下を抑制できるアークプラズマ発生装置及び真空蒸着装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る真空蒸着装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、図１に示す真空蒸着装置におけるプラズマ発生部の一例を模式的に表した図である。図２Ａは斜視図であり、図２Ｂは断面図である。
【図３】図３は、図２Ａ及び図２Ｂに示すプラズマ発生部の要部の分解図である。
【図４】図４は、第２の実施形態に係る真空蒸着装置の構成の一例を示す図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、図４に示す真空蒸着装置におけるプラズマ発生部の一例を模式的に表した図である。図５Ａは斜視図であり、図５Ｂは断面図である。
【図６】図６は、図５Ａ及び図５Ｂに示すプラズマ発生部の要部の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る真空蒸着装置１の構成の一例を示す図である。図１に示す真空蒸着装置１は、真空チャンバ２と、真空チャンバ２内に収容されたプラズマ発生部３と、真空チャンバ２に設けられた電流導入端子を介してプラズマ発生部３に電源を供給する電源部５と、真空排気系６と、制御部７とを有する。
【００２７】
図１の例において、真空チャンバ２内の上側にプラズマ発生部３が配置され、プラズマ発生部３と対向する真空チャンバ２内の下側に被蒸着物２２の載置台２１が配置される。プラズマ発生部３により発生したアークプラズマは、下側の被蒸着物２２に向かって移動し、その蒸着物２３が被蒸着物２２の表面に蒸着する。
【００２８】
真空排気系６は、真空チャンバ２内の気体を排気する。真空排気系６は、図１の例において、ロータリーポンプ６１と、バルブ６２と、ターボ分子ポンプ６３と、バルブ６４を有する。ターボ分子ポンプ６３の排気側はバルブ６２を介してロータリーポンプ６１に接続され、ターボ分子ポンプ６３の吸気側はバルブ６４を介して真空チャンバ２に接続される。
【００２９】
プラズマ発生部３は、カソードに設けられたターゲット３０と、アノード３１と、トリガ電極３２と、絶縁体３３とを有しており、ターゲット３０とアノード３１との間のアーク放電によって真空チャンバ２内にプラズマを発生する。絶縁体３３は、ターゲット３０を部分的に露出させて保持しており、このターゲット３０の露出部分から離れた絶縁体３３の外面にトリガ電極３２が当接する。トリガ電極３２は、ターゲット３０の絶縁体３３から露出した部分との間でアーク放電を誘起させるためのトリガ放電を生じる。
【００３０】
ターゲット３０の露出部分とトリガ電極３２とを隔てる絶縁体の外面の一部（後述する第１絶縁部材３４）は、プラズマの発生に伴う導電性物質の付着を抑制する物質を含んだ材料によって形成されている。この導電性物質の付着を抑制する物質（以下、「抑制物質」と略記する場合がある。）は、例えば、二酸化ケイ素、酸化バリウム及び酸化カルシウムの少なくとも１つを含む。抑制物質を含む材料としては、例えば、種々の部品の絶縁被覆や保護などに用いられる粉末ガラスを焼成して成形したものが挙げられる。
【００３１】
また抑制物質は、上述した二酸化ケイ素、酸化バリウム、酸化カルシウムの他に、亜鉛、ストロンチウム及びチタンの少なくとも１つを更に含んでいてもよい。
【００３２】
電源部５は、アーク放電用電源５１とトリガ放電用電源５４を含む。トリガ放電用電源５４は、制御部７の制御に従って、例えば数ｋＶの振幅を持った高電圧パルスを発生する。トリガ放電用電源５４の正出力端子はトリガ電極３２に接続され、負出力端子はターゲット３０に接続される。トリガ放電用電源５４から高電圧パルスが出力されると、トリガ電極３２とターゲット３０との間でトリガ放電が起こり、このトリガ放電によってアノード３１とターゲット３０との間のアーク放電が誘起される。
【００３３】
アーク放電用電源５１は、ターゲット３０とアノード３１との間に直流電圧を印加する電源であり、キャパシタ５２と直流電源５３を含む。直流電源５３の正出力端子は、アノード３１に接続されるとともに、アースに接地される。直流電源５３の負出力端子は、ターゲット３０に接続される。キャパシタ５２は、直流電源５３の正出力端子と負出力端子との間に接続される。キャパシタ５２は、アーク放電時の瞬時的な大電流を供給する。直流電源５３は、アーク放電に伴って放電されたキャパシタ５２の充電を行う。
【００３４】
アーク放電に伴う瞬時的な大電流の放電によってキャパシタ５２の電圧が低下すると、アーク放電が止まる。アーク放電が止まっている間、直流電源５３は、アーク放電が可能となる所定の電圧（例えば１００Ｖ程度）までキャパシタ５２を充電する。キャパシタ５２が所定の電圧まで充電された状態でトリガ放電が起こると、再びアーク放電が発生する。
【００３５】
制御部７は、真空蒸着装置１の全体的な制御を行う装置であり、例えばトリガ放電用電源５４における高電圧パルスの出力や、真空排気系６における真空排気動作などを制御する。例えば制御部７は、プログラムに従って制御を実行するコンピュータを含んでおり、トリガ放電用電源５４による高電圧パルスの出力をプログラムに従って制御する。
【００３６】
図２Ａ及び図２Ｂは、図１に示す真空蒸着装置１におけるプラズマ発生部３の一例を模式的に表した図である。図２Ａは斜視図であり、図２Ｂは断面図である。図３は、図２Ａ及び図２Ｂに示すプラズマ発生部３の要部の分解図である。
【００３７】
アノード３１は、例えば図２Ａに示すように、円筒状の形状を持つ。この円筒状のアノード３１における中心軸上に、円柱状のターゲット３０が配置される。アノード３１とターゲット３０とは、それぞれの中心軸を一致させた位置関係で（すなわち同軸に）配置される。
【００３８】
絶縁体３３は、例えば図２Ｂに示すように、第１絶縁部材３４及び第２絶縁部材３５を含む。
【００３９】
第１絶縁部材３４は、上述した抑制物質を含む材料によって形成された部材である。第１絶縁部材３４は、ターゲット３０の露出部分の縁４１に当接しており、この第１絶縁部材３４の外面にトリガ電極３２が当接する。従って、第１絶縁部材３４の外面が、ターゲット３０の露出部分とトリガ電極３２とを隔てている。抑制物質を含んだ材料によって第１絶縁部材３４が形成されているため、第１絶縁部材３４の外面には、プラズマの発生に伴って生成される導電性物質が付着し難い。
【００４０】
第１絶縁部材３４は、例えば図３に示すように、中心部に孔３４１が空いた円盤状の形状を持つ。孔３４１は、円盤状の第１絶縁部材３４における一方の端面３４２と他方の端面３４３とを貫通している。円柱状のターゲット３０が孔３４１に挿入され、ターゲット３０の一部が孔３４１の端面３４２側から外部に露出する。ターゲット３０の露出部分は、端面３４２において孔３４１に囲まれている。トリガ電極３２は、孔３４１から離れた孔３４１の周囲において端面３４２に当接する。
【００４１】
第２絶縁部材３５は、例えば図２Ｂ及び図３に示すように、第１絶縁部材３４の側面３４４と端面３４３とに当接する。図３の例において、第２絶縁部材３５は孔３５１を持つ。孔３５１の内側には、第１絶縁部材３４の側面３４４に当接する内側面３５２と、第１絶縁部材３４の端面３４３の縁に当接する段差３５３とが形成されている。第１絶縁部材３４は、第２絶縁部材３５及びトリガ電極３２によって２つの端面３４２及び３４３と側面３４４とが押さえられることにより、安定に支持されている。
【００４２】
第２絶縁部材３５は、第１絶縁部材３４を形成する材料に比べて導電性物質が付着し易い汎用的な高絶縁材料（酸化アルミニウムなど）によって形成してよい。第２絶縁部材３５は、トリガ放電を生じるターゲット３０の露出部の縁４１とトリガ電極３２との間に位置していないため、その表面に導電性物質が付着したとしても、トリガ放電の発生にはあまり影響を与えない。
【００４３】
トリガ電極３２は、図３の例において板状の導体であり、第１絶縁部材３４の孔３４１より径の大きい孔３２１が空けられている。トリガ電極３２は、裏側の面において第１絶縁部材３４の端面３４２に当接する。トリガ電極３２の孔３２１の中心は、ターゲット３０の中心軸及び第１絶縁部材３４の孔３４１の中心と概ね一致する。トリガ電極３２の孔３２１は、端面３４２から離れるにつれて径が大きくなっており、孔３２１の縁は、図２Ｂに示すようにテーパー面４０となっている。孔３２１の縁がテーパー面４０になっていることにより、ターゲット３０の露出部と第１絶縁部材３４との境界（縁４１）から飛び出した電子がアノード３１へ到達し易くなるため、トリガ放電によってアーク放電を誘起させ易くなる。
【００４４】
トリガ電極３２は、図２Ａ及び図２Ｂの例において、第２絶縁部材３５の側面にネジ４７で固定されている。このネジ４７は、トリガ放電用電源５４の正出力端子に接続された絶縁線４６の圧着端子４５をトリガ電極３２に固定する用途も兼ねている。
【００４５】
第１絶縁部材３４の孔３４１に挿通されたターゲット３０は、図２Ｂにおいて示すように第２絶縁部材３５の孔３５１を貫通する。孔３５１を貫通して第１絶縁部材３４が位置する側の反対側に突出したターゲット３０の端部は、電極保持部３７によって保持される。電極保持部３７は、銅などの導体であり、ネジ４９を締め付けることでターゲット３０の側面を把持する構造となっている。電極保持部３７は、絶縁体３８に保持されたカソード部材３９を介して、直流電源５３及びトリガ放電用電源５４の負出力端子に接続される。
【００４６】
次に、上述した構成を有する真空蒸着装置１の動作を説明する。
【００４７】
プラズマを発生させる場合、まず真空チャンバ２内が所望の真空度となるように真空排気系６が制御され、真空チャンバ２内の気体が排出される。また、アーク放電用電源５１のキャパシタ５２がアーク放電可能な所定の電圧となるように、直流電源５３によってキャパシタ５２が充電される。真空チャンバ２内が真空に排気されるとともに、キャパシタ５２が所定の電圧に充電された状態で、トリガ放電用電源５４から高電圧パルスが出力される。
【００４８】
トリガ放電用電源５４から高電圧パルスが出力されると、ターゲット３０の露出部分の縁４１と、第１絶縁部材３４に当接したトリガ電極３２の孔３２１の縁との間で、第１絶縁部材３４の表面に沿った放電（トリガ放電）が発生する。このトリガ放電により、ターゲット３０の露出部分と第１絶縁部材３４との境界（縁４１）から電子が放出される。
【００４９】
トリガ放電によってターゲット３０から放出された電子の一部は、ターゲット３０に対して正の電位が与えられたアノード３１に到達する。これにより、ターゲット３０とアノード３１との間の絶縁が低下し、ターゲット３０とアノード３１との間でアーク放電が発生する。
【００５０】
アーク放電が発生すると、ジュール熱によってターゲット３０の表面が熱せられて、ターゲット３０の構成物質が蒸発し、イオン化した原子や電子等を含むプラズマが発生する。プラズマが発生すると、ターゲット３０とアノード３１との間の絶縁が低下し、キャパシタ５２からターゲット３０に供給される電流が増大して、プラズマの発生量が増大する。その結果、キャパシタ５２からターゲット３０へ急激に大きな電流が供給される。
【００５１】
アーク放電によってターゲット３０とアノード３１との間に電流が流れると、アノード３１の内部には電流に伴う磁場が形成され、プラズマ中の荷電粒子にローレンツ力が作用する。特に、プラズマ中の正の荷電粒子（金属イオンなど）には、アノード３１の開口部に向かう方向のローレンツ力が作用する。その結果、正の荷電粒子がアノード３１の開口部から被蒸着物２２に向かって放散され、被蒸着物２２の表面に蒸着する。
【００５２】
アーク放電によってキャパシタ５２が放電されると、キャパシタ５２の電圧が急速に低下する。アーク放電を維持できない電圧までキャパシタ５２の電圧が低下すると、アーク放電が自発的に止まる。アーク放電が止まると、直流電源５３から供給される電流によってキャパシタ５２が充電され、キャパシタ５２の電圧が徐々に上昇する。キャパシタ５２の電圧がアーク放電可能な所定の電圧に到達すると、直流電源５３によるキャパシタ５２の充電が停止される。この状態で、トリガ放電用電源５４から高電圧パルスが出力されると、上述したアーク放電が再び発生する。従って、トリガ放電用電源５４による高電圧パルスの発生を制御することにより、アーク放電の回数と時間間隔を制御することが可能となる。
【００５３】
本実施形態によれば、トリガ放電が発生するターゲット３０の露出部の縁４１とトリガ電極３２の孔３２１の縁との間は、第１絶縁部材３４の外面によって隔てられており、第１絶縁部材３４は抑制物質を含んだ材料によって形成されている。そのため、トリガ放電が発生する第１絶縁部材３４の外面には、プラズマの発生に伴って生成された導電性物質が付着し難い。従って、ターゲット３０の露出部分とトリガ電極３２との絶縁性の低下を効果的に抑制することができる。
【００５４】
また、第１絶縁部材３４においてターゲット３０が露出した端面３４２には、トリガ電極３２が当接している。これにより、図１に示すように端面３４２が下向きに配置されている場合でも、第１絶縁部材３４を安定に支持することができる。
【００５５】
更に、第１絶縁部材３４の他方の端面３４３と側面３４４には、第２絶縁部材３５が当接している。そのため、第１絶縁部材３４をより安定に支持することができる。
【００５６】
また、第１絶縁部材３４と第２絶縁部材３５が独立した部材であるため、第１絶縁部材３４の外面の絶縁性が導電性物質の付着によって低下した場合でも、第１絶縁部材３４を新品に交換すればよく、導電性物質を除去する作業を省略できる。しかも、第１絶縁部材３４は、トリガ放電に必要な程度の外面を持っていればよく、サイズを小さくすることができるため、第１絶縁部材３４の材料のコストを抑えることができる。その上、第１絶縁部材３４は、円盤の中央に孔を空けただけの簡単な構造であるため、第１絶縁部材３４の制作に要するコストを抑えることができる。
【００５７】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る真空蒸着装置１について図４〜図６を参照して説明する。
【００５８】
図４は、第１の実施形態に係る真空蒸着装置１の構成の一例を示す図である。図５Ａ及び図５Ｂは、図４に示す真空蒸着装置１におけるプラズマ発生部３の一例を模式的に表した図である。図５Ａは斜視図であり、図５Ｂは断面図である。図６は、図５Ａ及び図５Ｂに示すプラズマ発生部３の要部の分解図である。本実施形態に係る真空蒸着装置１は、図１に示す真空蒸着装置１のプラズマ発生部３におけるトリガ電極３２及び絶縁体３３をトリガ電極３２Ａ及び絶縁体３３Ａに置換し、導電部材３６を追加したものであり、他の構成は概ね図１に示す真空蒸着装置１と同じである。以下では、図１に示す真空蒸着装置１との相違点を中心に説明する。
【００５９】
絶縁体３３Ａは、例えば図４や図５Ｂに示すように、外層３４Ａと基部３５Ａを含む。基部３５Ａは、酸化アルミニウムなどの高絶縁性の材料で形成されており、例えば図５Ｂや図６に示すように、円柱状のターゲット３０が装填された筒状部３５５及び３５６を含む。基部３５Ａの筒状部３５５及び３５６は、アノード３１の中心軸に対して同軸に配置される。筒状部３５６は筒状部３５５に比べて径が大きく、筒状部３５５は筒状部３５６よりもアノード３１の開口部側に位置する。ターゲット３０は、基部３５Ａを貫通する孔３５４の筒状部３５５側の開口部において外部に露出している。
【００６０】
外層３４Ａは、抑制物質を含んだ材料によって形成されており、基部３５Ａの外面の一部を覆っている。外層３４Ａは、例えば、抑制物質を含む釉薬（粉末ガラスの成分を含んだ釉薬など）を第１絶縁部材３４の外面の一部に塗布して焼成することにより形成される。外層３４Ａは、ターゲット３０の露出部分とトリガ電極３２Ａとを隔てており、この外層３４Ａの外面に沿ってトリガ放電が発生する。
【００６１】
例えば図６において、トリガ電極３２Ａは、絶縁体３３Ａの筒状部３５５の外側面に導電部材３６を介して当接する。ターゲット３０は、筒状部３５５の端面において外部に露出する。筒状部３５５の端面は、ターゲット３０の露出部分とトリガ電極３２Ａとの間に位置しており、この端面に沿ってトリガ放電が発生する。しかしながら、筒状部３５５の端面は、図６において示すように外層３４Ａによって覆われているため、プラズマの発生に伴って生成される導電性物質が付着し難い。
【００６２】
導電部材３６は、筒状部３５５の外側面を囲むようにＣ字状に曲がっており、トリガ電極３２Ａと筒状部３５５との間に介挿されている。導電部材３６、図６に示すように筒状の導体であり、側面の一部がスリット３６２によって分離している。トリガ電極３２Ａは、銅などの導体であり、ネジ４８を締め付けることで筒状部３５５の外側面を把持する構造となっている。
【００６３】
トリガ電極３２Ａは、絶縁線４６の圧着端子４５がネジ４７で取り付けられており、絶縁線４６を介してトリガ放電用電源５４の正出力端子に接続されている。
【００６４】
図５Ｂに示すように、電極保持部３７とトリガ電極３２Ａとの間には基部３５Ａの筒状部３５６が挟まれており、これによって電極保持部３７とトリガ電極３２Ａとの絶縁が確保されている。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態では、トリガ放電が発生するターゲット３０の露出部とトリガ電極３２Ａとの間が、筒状部３５５の端面を覆う外層３４Ａによって隔てられており、外層３４Ａは抑制物質を含んだ材料によって形成されている。そのため、トリガ放電が発生する筒状部３５５の端面には、プラズマの発生に伴って生成された導電性物質が付着し難い。従って、ターゲット３０の露出部分とトリガ電極３２Ａとの絶縁性の低下を効果的に抑制することができる。
【００６６】
また、ターゲット３０が露出する筒状部３５５の端面に外層３４Ａが設けられるため、外層３４Ａを形成する面積を小さくすることができ、外層３４Ａの材料のコストを抑えることができる。
【００６７】
また、Ｃ字状の導電部材３６を介して筒状部３５５の外側面がトリガ電極３２Ａにより把持されるため、トリガ電極３２Ａと筒状部３５５との寸法誤差によるがたつきを効果的に抑制できる。
【００６８】
なお、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。
【００６９】
例えば、上述した実施形態では、抑制物質の例として二酸化ケイ素、酸化バリウム、酸化カルシウムなどを挙げたが、本発明はこれに限定されない。本発明に係る他の実施形態において、ターゲットの露出部分とトリガ電極とを隔てる絶縁体の外面の少なくとも一部が、酸化アルミニウムに比べて体積抵抗率の低い物質を抑制物質として含んだ材料により形成されていてもよい。これにより、絶縁体の全体が酸化アルミニウムによって形成される場合に比べて、トリガ放電が生じる絶縁体の外面の体積抵抗率が低くなり、この外面への導電性物質の付着を抑制できる。
【符号の説明】
【００７０】
１…真空蒸着装置、２…真空チャンバ、２１…載置台、２２…被蒸着物、２３…蒸着物、３…プラズマ発生部、３０…ターゲット、３１…アノード、３２，３２Ａ…トリガ電極、３２１…孔、３３，３３Ａ…絶縁体、３４…第１絶縁部材、３４１…孔、３４２，３４３…端面、３４４…側面、３４Ａ…外層、３５…第２絶縁部材、３５１…孔、３５２…内側面、３５３…段差、３５Ａ…基部、３５４…孔、３５５，３５６…筒状部、３６…導電部材、３６２…スリット、３７…電極保持部、３８…絶縁体、３９…カソード部材、４０…テーパー面、４１…縁、４５…圧着端子、４６…絶縁線、４７〜４９…ネジ、５…電源部、５１…アーク放電用電源、５２…キャパシタ、５３…直流電源、５４…トリガ放電用電源、６…真空排気系、６１…ロータリーポンプ、６２…バルブ、６３…ターボ分子ポンプ、６４…バルブ、７…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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