(57)【要約】【課題】基材に対する成膜時間の長期化や積層膜形成の自由度を高めることを可能にする。【解決手段】この真空アーク蒸着装置を構成するアーク式蒸発源１０ａは、複数個の陰極１４と、トリガ電極２０を任意の１個の陰極１４の前方に切り換えて位置させる動作および当該切り換えた位置でトリガ電極２０を陰極１４に接離させる動作を行うトリガ駆動装置２２ａと、前記任意の１個の陰極１４を除外して残り全部の陰極１４の前方を覆うシャッター３２と、シャッター３２を動かしてそれで覆わない陰極１４を切り換える動作を行うシャッター駆動装置３４とを有している。更にこの真空アーク蒸着装置は、シャッター駆動装置３４およびトリガ駆動装置２２ａを制御して、シャッター３２で覆わない陰極１４を切り換えると共に、シャッター３２で覆わない陰極１４の前方にトリガ電極２０を位置させる制御を行う切り換え制御装置４０を備えている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、真空アーク放電によって陰極から陰極物質を蒸発させるアーク式蒸発源と、このアーク式蒸発源の陰極とそれに対する陽極または陽極を兼ねる前記真空容器との間に陰極を負極側にして接続されたアーク電源とを備えていて、前記真空容器内において基材に前記陰極物質を堆積させて薄膜を形成する真空アーク蒸着装置において、
前記アーク式蒸発源は、陰極を保持するものであって前記アーク電源の負極に接続された導体製の陰極保持体と、この陰極保持体に取り付けられた複数個の陰極と、アーク点弧用のトリガ電極と、このトリガ電極を前記複数個の陰極の内の任意の１個の前方に切り換えて位置させる動作および当該切り換えた位置でトリガ電極を陰極に接離させる動作を行うトリガ駆動装置と、前記複数個の陰極の内の任意の１個を除外して残り全部の前方を覆うことのできるシャッターと、このシャッターを動かして当該シャッターで覆わない陰極を切り換える動作を行うシャッター駆動装置とを有しており、
更にこの真空アーク蒸着装置は、前記シャッター駆動装置および前記トリガ駆動装置を制御して、前記シャッターで覆わない陰極を切り換えると共に、当該シャッターで覆わない陰極の前方に前記トリガ電極を位置させる切り換え制御を行う切り換え制御装置を備えている、ことを特徴とする真空アーク蒸着装置。
【請求項２】
前記陰極保持体を経由して前記アーク電源に流れるアーク電流を通電時間で積算してアーク電流量を求めるアーク電流積算器を更に備えており、前記切り換え制御装置は、このアーク電流積算器で求めたアーク電流量が所定の基準値を超える度毎に前記切り換え制御を行うものである、請求項１記載の真空アーク蒸着装置。
【請求項３】
前記シャッターは金属製であり、当該シャッターと前記陽極または陽極を兼ねる真空容器との間に接続された抵抗器と、この抵抗器を経由して前記シャッターに流れる電流を計測する電流計測器と、この電流計測器で計測した電流が所定の基準値を超えたときに、前記アーク電源の出力を停止させる停止制御を行う停止制御装置とを更に備えている、請求項１または２記載の真空アーク蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、真空アーク放電によって陰極（カソード）物質を蒸発させるアーク式蒸発源を有していて、当該陰極物質を基材に堆積させて薄膜を形成する真空アーク蒸着装置に関し、より具体的には、成膜時間の長期化や積層膜形成の自由度を高めることを可能にする手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の真空アーク蒸着装置の従来例を図４に示し、そのＰ視図を図５に示す。
【０００３】
この真空アーク蒸着装置は、図示しない真空排気装置によって真空排気される真空容器２を備えており、この真空容器２内に、成膜しようとする基材４を保持するホルダ６が設けられている。このホルダ６上の基材４に向くように、この例では真空容器２の側壁部に、アーク式蒸発源１０が取り付けられている。
【０００４】
アーク式蒸発源１０は、真空アーク放電によって陰極１４から陰極物質１６を蒸発させるものである。詳述すると、このアーク式蒸発源１０は、陰極１４を保持する導体製（例えば非磁性金属製）の陰極保持体１２を有しており、この陰極保持体１２に従来は１個の陰極１４が取り付けられている。陰極保持体１２は絶縁物１８を介して真空容器２に取り付けられている。
【０００５】
アーク式蒸発源１０は、更に、陰極１４におけるアーク点弧用のトリガ電極２０と、このトリガ電極２０を、軸２４およびフィードスルー２６を介して、矢印Ｂに示すように陰極１４の前後方向に移動させて陰極１４に接離（接触することと離すこと）させるトリガ駆動装置２２を有している。フィードスルー２６は、この例では、真空シール機能および電気絶縁機能を有している。
【０００６】
アーク式蒸発源１０の陽極は、この例では真空容器２が兼ねている。アーク式蒸発源１０の陰極１４と陽極兼用の真空容器２との間には、陰極保持体１２を介して、かつ陰極１４を負極側（換言すれば真空容器２を正極側）にして、アーク放電用の直流のアーク電源２８が接続されている。トリガ電極２０とアーク電源２８の正極側（換言すれば陽極または陽極兼用の真空容器２）との間には、導電性の軸２４を介して、アーク点弧時の電流制限用の抵抗器３０が接続されている。
【０００７】
動作例を説明すると、トリガ電極２０をトリガ駆動装置２２によって移動させて、アーク電源２８から直流電圧（例えば数十Ｖ程度）を印加している陰極１４に接触させた後に離すと、トリガ電極２０と陰極１４との間に火花が生じ、これが引金となって陰極１４と陽極兼用の真空容器２との間でアーク放電が持続し、それによって陰極１４の表面が溶解されて陰極物質１６が蒸発する。そしてこの陰極物質１６が基材４に入射堆積して、基材４の表面に薄膜が形成される。
【０００８】
その際、ホルダ６上の基材４に、バイアス電源８から負のバイアス電圧（例えば−数十Ｖ〜−１０００Ｖ程度）を印加しておいても良い。そのようにすれば、基材４に対する薄膜の密着性が良くなる。
【０００９】
また、基材４を保持したホルダ６を矢印Ｅ方向またはその逆方向に回転させても良い。そのようにすれば、基材４に対する薄膜の均一性が向上する。
【００１０】
また、真空容器２内に、陰極物質１６と反応する反応性ガス（例えば窒素ガス）や反応しない不活性ガス（例えばアルゴンガス）を導入しても良い。反応性ガスを導入すると、基材４の表面に化合物薄膜を形成することができる。
【００１１】
なお、アーク式蒸発源１０の陽極を真空容器２とは別に設ける場合もあり、その場合は、アーク電源２８の正極および抵抗器３０は当該陽極に接続され、真空容器２は通常は接地される。後述するこの発明に係る真空アーク蒸着装置を構成するアーク式蒸発源１０ａの場合も同様である。
【００１２】
アーク式蒸発源１０は、ここでは１台のみ図示しているが、必要に応じて複数台設けても良い。例えば、ホルダ６上の基材４を左右から挟むように左右に１台ずつ合計２台設けても良いし、左側の上下に２台、右側の上下に２台の合計４台設けても良い。それ以上設けても良い。後述するアーク式蒸発源１０ａの場合も同様である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記真空アーク蒸着装置においては、成膜に伴ってアーク式蒸発源１０の陰極１４が消耗し、一定限度以上消耗すると成膜ができなくなるため、成膜時間が限られている。陰極１４が消耗すると、真空容器２内の真空を破って真空容器２内を大気開放して陰極１４を交換した後、真空容器２内を再び真空排気しなければならないため、交換作業に長時間を要する。
【００１４】
また、互いに異なる種類の陰極１４ひいては陰極物質１６を用いて、基材４の表面に積層膜（例えば多層膜）を形成する場合、当該積層膜を構成する膜の種類は、導入ガスの種類を別にすれば、アーク式蒸発源１０の台数によって制限されるので、積層膜形成の自由度が低い。
【００１５】
そこでこの発明は、基材に対する成膜時間の長期化や積層膜形成の自由度を高めることを可能にした真空アーク蒸着装置を提供することを主たる目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る真空アーク蒸着装置においては、アーク式蒸発源は、陰極を保持するものであって前記アーク電源の負極に接続された導体製の陰極保持体と、この陰極保持体に取り付けられた複数個の陰極と、アーク点弧用のトリガ電極と、このトリガ電極を前記複数個の陰極の内の任意の１個の前方に切り換えて位置させる動作および当該切り換えた位置でトリガ電極を陰極に接離させる動作を行うトリガ駆動装置と、前記複数個の陰極の内の任意の１個を除外して残り全部の前方を覆うことのできるシャッターと、このシャッターを動かして当該シャッターで覆わない陰極を切り換える動作を行うシャッター駆動装置とを有しており、更にこの真空アーク蒸着装置は、前記シャッター駆動装置および前記トリガ駆動装置を制御して、前記シャッターで覆わない陰極を切り換えると共に、当該シャッターで覆わない陰極の前方に前記トリガ電極を位置させる切り換え制御を行う切り換え制御装置を備えていることを特徴としている（請求項１）。
【００１７】
この真空アーク蒸着装置によれば、１台のアーク式蒸発源が複数個の陰極を有しており、しかも切り換え制御装置によって、前記シャッターで覆わない陰極を切り換えると共に、当該シャッターで覆わない陰極の前方に前記トリガ電極を位置させる切り換えを行うことができるので、真空容器を大気開放することなく、前記複数個の陰極を切り換えて使用することができる。従って、成膜動作を、複数の陰極を用いて継続して行うことができる。
【００１８】
その場合、この発明では、単にトリガ電極の位置を切り換えて、使用する陰極を切り換えるのではなく、使用していない陰極の全てをシャッターで覆うので、（ａ）使用している陰極から蒸発した陰極物質が、使用していない陰極の表面に付着することをシャッターによって抑制することができる。更に、（ｂ）使用している陰極におけるアーク放電が、使用していない陰極に移行して不所望なアーク放電が起こることをシャッターによって抑制することができる。
【００１９】
１台のアーク式蒸発源に設ける複数個の陰極の種類は、互いに同種にしても良いし、異種にしても良いし、同種と異種とを混在させても良い。
【００２０】
互いに同種にしておくと、陰極が１個の場合に比べて、基材に対する成膜時間を、陰極の個数に応じて長くすることができる。例えば、陰極の個数倍に長くすることができる。
【００２１】
互いに異種にしておくと、そのぶん多種多様な膜を形成することができるので、陰極が１個の場合に比べて、積層膜形成の自由度を高めることができる。この場合、使用していない陰極の全てをシャッターで覆うことによる前記（ａ）に示した作用は特に有効である。即ち、仮に使用していない陰極の内でシャッターで覆われていない陰極があると、使用している陰極（これを第１の陰極とする）から蒸発した陰極物質が当該シャッターで覆われていない陰極（これを第２の陰極とする）の表面に付着し、次に当該第２の陰極を使用して成膜するときに当該第２の陰極に付着していた陰極物質が蒸発して、目的とする組成とは異なった組成の膜がしばらく基材に形成されることになるけれども、それをこの発明では防止することができる。
【００２２】
同種と異種とを混在させておくと、成膜時間を長期化することと、積層膜形成の自由度を高めることの両方を可能にすることができる。
【００２３】
前記切り換え制御装置は、例えば、外部（例えばオペレータ等）から与えられる切り換え指令に応答して、前記切り換え制御を行う。あるいは次のようにして、自動で切り換え制御を行うようにしても良い。
【００２４】
即ち、前記陰極保持体を経由して前記アーク電源に流れるアーク電流を通電時間で積算してアーク電流量を求めるアーク電流積算器を更に設けておき、前記切り換え制御装置を、このアーク電流積算器で求めたアーク電流量が所定の基準値を超える度毎に前記切り換え制御を行うものにしておいても良い（請求項２）。
【００２５】
上記アーク電流積算器で求めるアーク電流量は、そのときに使用している陰極の消耗度合いに比例しているので、上記構成を採用することによって、使用している陰極が所定の消耗量に達する度毎に、使用する陰極を自動的に切り換えることができる。
【００２６】
前記シャッターは金属製であり、当該シャッターと前記陽極または陽極を兼ねる真空容器との間に接続された抵抗器と、この抵抗器を経由して前記シャッターに流れる電流を計測する電流計測器と、この電流計測器で計測した電流が所定の基準値を超えたときに、前記アーク電源の出力を停止させる停止制御を行う停止制御装置とを更に設けておいても良い（請求項３）。
【００２７】
このような構成を採用すると、上記抵抗器によって、シャッターが電気的に浮いた状態になることを防止することができると共に、シャッターと陰極との間で異常な放電が起こるのを抑制することができる。これは、アーク電源の正極（換言すれば陽極または陽極兼用の真空容器）とシャッターとの間には上記抵抗器が介在することになるので、陰極からシャッターへ放電が起ころうとすると、上記抵抗器に流れる電流が大きくなって当該抵抗器における電圧降下が大きくなって当該異常放電が阻止されるからである。しかも、何らかの原因でシャッターに流れる電流が所定の基準値を超えると、停止制御装置によってアーク電源の出力を自動的に停止させることができるので、シャッターにおける異常放電をより確実に防止することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明に係る真空アーク蒸着装置の一例を示す断面図である。図２は、この発明に係る真空アーク蒸着装置におけるアーク式蒸発源の陰極周りの一例を示す正面図であり、図１中の矢印Ｐ方向に見たものである。図４および図５に示した従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従来例との相違点を主に説明する。
【００２９】
この真空アーク蒸着装置は、従来のアーク式蒸発源１０に代わるものとして、次のようなアーク式蒸発源１０ａを備えている。アーク式蒸発源１０ａの台数は、前述したように、１台でも良いし、複数台でも良い。
【００３０】
アーク式蒸発源１０ａは、この例では、前記陰極保持体１２と、この陰極保持体１２に取り付けられた複数個の陰極１４と、前記トリガ電極２０と、このトリガ電極２０を機械的に駆動するものであって従来のトリガ駆動装置２２に代わるトリガ駆動装置２２ａとを備えている。
【００３１】
陰極１４は、この例では、図２を参照すれば良く分かるように、２個を横に並べて陰極保持体１２に取り付けている。各陰極１４は、陰極保持体１２を介して、アーク電源２８の負極に電気的に接続されている。
【００３２】
複数個の陰極１４は、互いに同一形状および同一寸法にするのが好ましい。そのようにすれば、陰極１４の製造コストの低減を図ることができる。陰極保持体１２への陰極１４の取付けも容易になる。更に、後述するシャッター３２の構造等も簡単になる。複数個の陰極１４は、この例では一例として、互いに同じ寸法の円柱状をしている。
【００３３】
トリガ駆動装置２２ａは、この例では、トリガ電極２０を軸２４を介して矢印Ｃに示すように往復回転させることによって左右に動かして、複数個（この例では２個）の陰極１４の内の任意の１個の前方（即ち、陰極物質１６を蒸発させる方向の前）に位置させる動作と、当該切り換えた位置でトリガ電極２０を矢印Ｂのように前後動させて、トリガ電極２０を陰極１４に接離させる動作とを行うものである。トリガ電極２０を位置させた所の陰極１４が使用可能となる。
【００３４】
アーク式蒸発源１０ａは、更に、複数個（この例では２個）の陰極１４の内の任意の１個を除外して残り全部の陰極１４を覆うことのできるシャッター３２と、軸３６を矢印Ｄに示すように往復回転させることによってシャッター３２を軸３６、アーム３７およびフィードスルー３８を介して左右に動かして、当該シャッター３２で覆わない（これは換言すれば、開放する、あるいは使用する、ということである。以下同じ）陰極１４を択一的に切り換える動作を行うシャッター駆動装置３４とを備えている。フィードスルー３８は、この例では、真空シール機能および電気絶縁機能を有している。
【００３５】
このシャッター３２と上記トリガ電極２０とは、同時に回転動作をさせても互いに干渉しない位置に配置している。例えばこの例では、トリガ電極２０の軸２４とシャッター３２の軸３６とを陰極保持体１２を挟んで相対向する位置に設け、かつシャッター３２よりも外側にトリガ電極２０を位置させている。
【００３６】
シャッター３２は、この例では、各陰極１４より若干大きめの円板状をしており、これを矢印Ｄに示すように切り換えて位置させることによって、２個の陰極１４の内の任意の一方の前方を覆うことができる。
【００３７】
この真空アーク蒸着装置は、更に、シャッター駆動装置３４およびトリガ駆動装置２２ａを制御して、シャッター３２で覆わない陰極１４を択一的に切り換えると共に、例えばそれに同期させて、当該シャッター３２で覆わない陰極１４の前方にトリガ電極２０を位置させる切り換え制御を行う切り換え制御装置４０を備えている。例えばこの例では、図２中に実線で示すように、シャッター３２で一方（右側）の陰極１４を覆っているときはトリガ電極２０を他方（左側）の陰極１４側に位置させ、二点鎖線で示すように、シャッター３２で他方（左側）の陰極１４を覆っているときはトリガ電極２０を一方（右側）の陰極１４側に位置させる、という切り換え制御を切り換え制御装置４０は行う。
【００３８】
トリガ駆動装置２２ａおよびシャッター駆動装置３４において、それぞれ単独で前述したような切り換え動作を行わせると、シャッター３２で覆っている陰極１４にトリガ電極２０を接触させようとする異常な動作が起こる可能性があるけれども、それをこの切り換え制御装置４０によって防止することができる。
【００３９】
上記切り換え制御の際、シャッター３２およびトリガ電極２０を何度回転させるかは、２個の陰極１４間の距離、およびそれらと軸３６、２４間の距離等の構造によって定まるので、それを例えば切り換え制御装置４０に予め設定しておけば良い。
【００４０】
陰極保持体１２に取り付ける陰極１４の数は、２個より多くても良い。図３は４個の場合の例を示す。４個の陰極１４は、この例では同一の円周上に配置されている。
【００４１】
そしてこの例では、シャッター３２を、４個の陰極１４の全体を覆う円板状のものであって、その一部に、各陰極１４より若干大きくて１個の陰極１４だけを露出せさる開口部３３を有するものとしている。このような構造によって、シャッター３２は、複数個の陰極１４の内の任意の１個を除外して残り全部の陰極１４の前方を覆うことができる。
【００４２】
このシャッター３２とトリガ電極２０との干渉を避けるために、この例では、トリガ電極２０を駆動する前記軸２４とシャッター３２を駆動する前記軸３６とを前者を内側にして互いに同軸状に配置し、それらを前記４個の陰極１４が配置された円の中心に位置させている。両軸２４、３６は、互いに電気的に絶縁している。
【００４３】
軸２４には前記トリガ駆動装置２２ａが連結されており、軸３６には前記シャッター駆動装置３４が連結されている。両トリガ駆動装置２２ａおよびシャッター駆動装置３４が互いに機械的に干渉しないように配置することは、公知の技術によって可能である。
【００４４】
シャッター３２は前記シャッター駆動装置３４によって矢印Ｄに示すように、かつトリガ電極２０は前記トリガ駆動装置２２ａによって矢印Ｃに示すように、所定角度ずつ（この例では９０度ずつ）回転させられる。そしてこの回転の制御を、図２の例の場合と同様、前記切り換え制御装置４０によって行う。即ち、切り換え制御装置４０は、シャッター３２で覆わない（即ち開口部３３に露出させる）陰極１４を択一的に切り換えると共に、当該開口部３３に露出している陰極１４の前方にトリガ電極２０を位置させる切り換え制御を行う。
【００４５】
図３の構造は、陰極１４の数が４個以外の複数個の場合にも適用することができる。例えば、２個、３個、５個等の場合にも適用することができる。陰極１４の数をｎ個（ｎは２以上の整数）とすると、複数個の陰極１４を同一の円周上に３６０／ｎ度ずつ等配に配置し、シャッター３２およびトリガ電極２０を切り換え制御装置４０による制御によって当該３６０／ｎ度ずつ回転させれば良い。
【００４６】
上記真空アーク蒸着装置によれば、１台のアーク式蒸発源１０ａが複数個の陰極１４を有しており、しかも切り換え制御装置４０によって、シャッター３２で覆わない陰極１４を択一的に切り換えると共に、当該シャッター３２で覆わない陰極１４の前方にトリガ電極２０を位置させる切り換えを行うことができるので、真空容器２を大気開放することなく、複数個の陰極１４を択一的に切り換えて使用することができる。従って、基材４に対する成膜動作を、複数の陰極１４を用いて継続して行うことができる。
【００４７】
その場合、この真空アーク蒸着装置では、単にトリガ電極２０の位置を切り換えて、使用する陰極１４を切り換えるのではなく、使用していない陰極１４の全てをシャッター３２で覆うので、（ａ）使用している陰極１４から蒸発した陰極物質１６が、使用していない陰極１４の表面に付着することをシャッター３２によって抑制することができる。更に、（ｂ）使用している陰極１４におけるアーク放電が、使用していない陰極１４に移行して不所望なアーク放電が起こることをシャッター３２によって抑制することができる。
【００４８】
１台のアーク式蒸発源１０ａに設ける複数個の陰極１４の種類（材質）は、互いに同種にしても良いし、異種にしても良いし、同種と異種とを混在させても良い。例えば、陰極１４が２個の場合、２個共にＡという同一の種類にしても良いし、１個をＡ、他の１個をＢというように別の種類にしても良い。また、陰極１４が３個の場合、３個全てをＡという同一の種類にしても良いし、３個をＡ、Ｂ、Ｃという全て別の種類にしても良いし、例えばＡ、Ａ、Ｂというように同種と異種とを混在させても良い。
【００４９】
複数個の陰極１４を互いに同種にしておくと、陰極１４が１個の場合に比べて、基材４に対する成膜時間を、陰極１４の個数に応じて長くすることができる。例えば、陰極１４が同一寸法の場合、陰極１４の個数倍に長くすることができる。
【００５０】
複数個の陰極１４を互いに異種にしておくと、そのぶん陰極１４の個数に応じて多種多様な膜を基材４に形成することができるので、陰極１４が１個の場合に比べて、積層膜形成の自由度を高めることができる。この場合、使用していない陰極１４の全てをシャッター３２で覆うことによる前記（ａ）に示した作用は特に有効である。即ち、仮に使用していない陰極１４の内でシャッター３２で覆われていない陰極１４があると、使用している陰極１４（これを第１の陰極とする）から蒸発した陰極物質１６が当該シャッター３２で覆われていない陰極１４（これを第２の陰極とする）の表面に付着し、次に当該第２の陰極１４を使用して成膜するときに当該第２の陰極１４の表面に付着していた陰極物質１６が蒸発して、目的とする組成とは異なった組成の膜がしばらく基材４に形成されることになるけれども、そのような不都合をこの真空アーク蒸着装置では防止することができる。
【００５１】
複数個の陰極１４に同種と異種とを混在させておくと、上述した成膜時間を長期化することと、積層膜形成の自由度を高めることの両方を可能にすることができる。
【００５２】
前記切り換え制御装置４０は、例えば、外部（例えばオペレータ等）から与えられる切り換え指令に応答して、前記切り換え制御を行う。より具体的には、切り換えの時期をオペレータが判断して切り換え指令を切り換え制御装置４０に与え、それによって切り換え制御装置４０に前記切り換え制御を行わせても良い。あるいは次のようにして、自動で切り換え制御を行うようにしても良い。
【００５３】
即ち、図１に示す例のように、陰極保持体１２を経由してアーク電源２８に流れるアーク電流ＩＡ　を通電時間ｔで積算してアーク電流量Ｑ（＝ＩＡ　・ｔ）を求めるアーク電流積算器４２を更に設けておき、切り換え制御装置４０を、このアーク電流積算器４２で求めたアーク電流量Ｑが所定の基準値Ｒ１　を超える度毎に前記切り換え制御を行うものにしておいても良い。切り換え制御装置４０には、アーク電流積算器４２で求めたアーク電流量Ｑが与えられる。また、上記基準値Ｒ１　が設定される。
【００５４】
アーク電流積算器４２で求めるアーク電流量Ｑは、そのときに使用している陰極１４の消耗度合いに比例しているので、上記構成を採用することによって、使用している陰極１４が所定の消耗量に達する度毎に、使用する陰極１４を自動的に切り換えることができる。
【００５５】
上記アーク電流積算器４２で求めたアーク電流量Ｑは、例えば、使用する陰極１４を切り換える度毎に、０にリセットするようにするのが好ましい。そのようにすれば、基準値Ｒ１　の設定が簡単になるので、制御が簡単になる。例えば、複数個の陰極１４が互いに同種の場合は、基準値Ｒ１　は一つで済むので、制御は非常に簡単になる。
【００５６】
同じアーク電流量Ｑでも、陰極１４の種類が異なれば、その消耗量が異なる場合がある。そこで、複数個の陰極１４の内に異種の陰極１４が混在している場合は、使用する位置にある陰極１４の種類に応じて、前記基準値Ｒ１　を切り換えるようにしても良い。そのようにすれば、異種の陰極１４が混在していても、使用している陰極１４がどれもほぼ一定の消耗量に達する毎に、使用する陰極１４を自動的に切り換えることができる。
【００５７】
前記シャッター３２は、例えば金属製である。その場合は、この例の真空アーク蒸着装置のように、当該シャッター３２を、陽極または陽極兼用の真空容器２に、換言すればアーク電源２８の正極側に、抵抗器４４を介して接続しておくのが好ましい。抵抗器４４は、この例では、導電性の軸３６を経由して、シャッター３２に電気的に接続されている。
【００５８】
このような構成を採用すると、上記抵抗器４４によって、シャッター３２が電気的に浮いた状態になることを防止することができると共に、シャッター３２と陰極１４との間で異常な放電が起こるのを抑制することができる。これは、アーク電源２８の正極（換言すれば陽極または陽極兼用の真空容器２）とシャッター３２との間には上記抵抗器４４が介在することになるので、陰極１４からシャッター３２へ放電が起ころうとすると、上記抵抗器４４に流れる電流が大きくなって当該抵抗器４４における電圧降下が大きくなって当該異常放電が阻止されるからである。
【００５９】
更に、この例のように、上記抵抗器４４を経由してシャッター３２に流れる電流ＩＳ　を計測する電流計測器４６と、この電流計測器４６で計測した電流ＩＳ　が所定の基準値Ｒ２　を超えたときに、アーク電源２８の出力を停止させる停止制御を行う停止制御装置４８とを設けておいても良い。
【００６０】
停止制御装置４８には上記基準値Ｒ２　が設定される。電流ＩＳ　がこの基準値Ｒ２　を超えると停止制御装置４８から停止信号Ｓがアーク電源２８に与えられ、それに応答してアーク電源２８はその出力を停止する。
【００６１】
一つの陰極１４でアーク放電を起こさせているときに、そのアーク放電の影響で、上記シャッター３２には、正常時でも若干の（例えば１〜２Ａ程度の）電流ＩＳ　が流れる場合があるので、上記基準値Ｒ２　は、この電流よりもある程度大きい値（例えば１０Ａ程度）に設定しておけば良い。
【００６２】
このような構成によれば、何らかの原因でシャッター３２に流れる電流ＩＳ　が所定の基準値Ｒ２　を超えると、停止制御装置４８によってアーク電源２８の出力を自動的に停止させることができるので、シャッター３２における異常放電をより確実に防止することができる。
【００６３】
【発明の効果】
この発明は、上記のとおり構成されているので、次のような効果を奏する。
【００６４】
請求項１記載の発明によれば、真空容器を大気開放することなく、アーク式蒸発源の複数個の陰極を切り換えて使用することができるので、基材に対する成膜時間の長期化や積層膜形成の自由度を高めることができる。
【００６５】
しかもこの発明では、単にトリガ電極の位置を切り換えて、使用する陰極を切り換えるのではなく、使用していない陰極の全てをシャッターで覆うので、使用している陰極から蒸発した陰極物質が、使用していない陰極の表面に付着することをシャッターによって抑制することができる。更に、使用している陰極におけるアーク放電が、使用していない陰極に移行して不所望なアーク放電が起こることをシャッターによって抑制することができる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、上記のようなアーク電流積算器および切り換え制御装置を備えているので、使用している陰極が所定の消耗量に達する度毎に、使用する陰極を自動的に切り換えることができる、という更なる効果を奏する。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、上記のような抵抗器、電流計測器および停止制御装置を備えているので、次のような更なる効果を奏する。即ち、シャッターが電気的に浮いた状態になることを防止することができると共に、シャッターと陰極との間で異常な放電が起こるのを抑制することができる。しかも、何らかの原因でシャッターに流れる電流が所定の基準値を超えると、停止制御装置によってアーク電源の出力を自動的に停止させることができるので、シャッターにおける異常放電をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る真空アーク蒸着装置の一例を示す断面図である。
【図２】この発明に係る真空アーク蒸着装置におけるアーク式蒸発源の陰極周りの一例を示す正面図であり、図１中の矢印Ｐ方向に見たものである。
【図３】この発明に係る真空アーク蒸着装置におけるアーク式蒸発源の陰極周りの他の例を示す正面図であり、図１中の矢印Ｐ方向に見たものである。
【図４】従来の真空アーク蒸着装置の一例を示す断面図である。
【図５】従来の真空アーク蒸着装置におけるアーク式蒸発源の陰極周りを示す正面図であり、図４中の矢印Ｐ方向に見たものである。
【符号の説明】
２　真空容器
４　基材
１０ａ　アーク式蒸発源
１２　陰極保持体
１４　陰極
１６　陰極物質
２０　トリガ電極
２２ａ　トリガ駆動装置
２８　アーク電源
３２　シャッター
３４　シャッター駆動装置
４０　切り換え制御装置
４２　アーク電流積算器
４６　電流計測器
４８　停止制御装置
【図１】
2004052049.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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