(57)【要約】本発明は陽極と、陰極としてのターゲット（１４）と、ターゲット表面（１６）にアークスポットを発生するために陽極及び陰極に接続された電源と、ターゲットの下にあって内側及び外側環状コイル（７０、７２）を具備し、ターゲット表面上のアーク運動を調節する磁界を発生する電磁装置（６６）とからなるアーク蒸着装置に関する。アークをターゲット表面の大きな範囲にわたって所定の軌道上で移動させるために、ターゲットの表面（１６）の区域で環状コイルの磁界を調節する高い比透磁率（μｒ＞１）の部材（７４、７６）を電磁装置（６６）の環状コイル（７０、７２）の少なくとも１つに配属することを提案する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、陰極の働きをするか又は陰極と結合されたターゲット（１４）と、ターゲット又はその自由面（１６）にアーク又はアークスポット（１８、２０）を発生するために陽極及び陰極に接続された電源と、ターゲットの下にあって内側及び外側環状コイル（７０、７２）を具備し、ターゲット表面上のアーク運動を調節する磁界を発生する電磁装置（６６）とからなるアーク蒸着装置において、ターゲットの表面（１６）の区域で環状コイルの磁界を調節する高い比透磁率（μｒ＞１）の部材（７４、７６）が電磁装置（６６）の環状コイル（７０、７２）の少なくとも１つに配属され、内側環状コイルに配属された部材は内側環状コイルの周囲を取り囲み、外側環状コイル（７２）に配属された部材は外側環状コイルの内側環状コイル側の面に沿って通っていることを特徴とするアーク蒸着装置。
【請求項２】
部材（７４、７６）が内側環状コイル（７０）又は外側環状コイル（７２）と同心に円周状又はおおむね円周状に延びていることを特徴とする請求項１に記載のアーク蒸着装置。
【請求項３】
部材（７４、７６）がμｒ≧１０４、特にμｒ≧１０６の比透磁率μｒを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアーク蒸着装置。
【請求項４】
部材（７４、７６）が強磁性材料からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のアーク蒸着装置。
【請求項５】
部材（７４、７６）が鉄又は鋼もしくは合金例えばパーマロイからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のアーク蒸着装置。
【請求項６】
電磁装置（６６）が発生する磁界に基づき、アークがターゲット表面（１６）上で主枝及び側枝の分岐を回避しておおむね所定の軌道に沿って移動し得ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載のアーク蒸着装置。
【請求項７】
少なくとも内側環状コイル（７０）が高い比透磁率（μｒ＞１）の部材に取り囲まれていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のアーク蒸着装置。
【請求項８】
環状コイルにより発生され、ターゲット表面（１６）の区域でアークスポット（１８、２０）に作用する磁界が、外側又は内側環状コイル（７０、７２）に配属された高い比透磁率の部材（７４、７６）によって、内側環状コイルが発生した磁界はターゲット中央寄りに、外側環状コイルが発生した磁界はターゲット縁端寄りに変位するように調節されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のアーク蒸着装置。
【請求項９】
ターゲット（１４）の縦軸と環状コイル（７０、７２）の縦軸がターゲット表面（１６）に対して垂直に延びる共通の平面にあることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のアーク蒸着装置。
【請求項１０】
陽極と、陰極の働きをするか又は陰極と結合されたターゲット（１４）と、ターゲット又はその自由面（１６）にアーク又はアークスポット（１８、２０）を発生するために陽極及び陰極に接続された電源と、ターゲットの下にあって内側及び外側環状コイル（７０、７２）を具備し、ターゲット表面上のアーク運動を調節する磁界を発生する電磁装置（６６）とからなるアーク蒸着装置において、電磁装置（６６）の少なくとも１つの環状コイル（７０、７２）が、ターゲットの表面（１６）の区域で環状コイルの磁界を調節する高い比透磁率（μｒ＞１）の部材（７４、７６）によって周囲を取り囲まれ、電磁装置がターゲット表面と平行な少なくともｘ及び／又はｙ方向に調整可能であることを特徴とするアーク蒸着装置。
【請求項１１】
電磁装置（６６）がターゲット表面（１６）に対して垂直にｚ方向に調整可能であることを特徴とする請求項１０に記載のアーク蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽極と、陰極の働きをするか又は陰極と結合されたターゲットと、ターゲット又はその自由面にアーク又はアークスポットを発生するために陽極及び陰極に接続された電源と、ターゲットの下にあって内側及び外側環状コイルを具備し、ターゲット表面上のアーク運動を調節する磁界を発生する電磁装置とからなるアーク蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アーク蒸着装置は例えば基体を超硬材料で被覆するために利用される。このために真空室の中で金属製のターゲットに入射するアークによってターゲット材料が蒸発され、ターゲット材料は真空室に導入される反応ガス例えばＮ2、Ｃ2Ｈ2と反応して基体の上に沈着する。ターゲットが例えばチタンからなり、真空室に窒素が供給される場合は、被覆される基体にＴｉＮが沈着する。この点については周知の方法を参照されたい。１０ないし５０Ｖ（ボルト）の範囲又は６０Ａ（アンペア）以上の値の印加電圧又は供給電流についても同様である。真空室自体の中では例えば０．０００１ないし０．１ｍｂａｒ（１０−2Ｐａないし１０Ｐａ）の圧力値が支配する。
【０００３】
その場合ターゲット上に形成されるアークスポットを例えばドイツ特許公開第４２４３５９２号公報によりランダム軌道に沿って移動するために、陰極への通電を陰極に直接に又は電磁石コイルを経て行うことができる。
【０００４】
欧州特許第０３０６４９１号公報では基体への合金膜の被着のためにターゲットの異なる活性面部分に少なくとも２つの異なる金属を有するターゲットを利用するアーク蒸着装置が記載されている。
【０００５】
ドイツ特許第３５２８６７７号公報によれば大きなターゲット面でもターゲット材料の均一なエロージョンを得るために、少なくとも１個の閉じたループを有する磁界がターゲット面に間欠的に発生される。
【０００６】
冒頭に挙げた種類の装置がドイツ特許公開第４３２９１５３号公報で明らかである。この装置ではとりわけ２個のコイルと中央に配置された永久磁石（内側コイルに取り囲まれた）とを組み合わせて、磁界の水平分がターゲットの幅のなるべく広い範囲にわたってなるべく一定であるように、ターゲット表面に磁界が形成される。こうして一方ではアークがターゲットに沿って閉じた軌道で運動し続け、横方向（磁界の水平分と平行）には優先部位を選ばず、時間的に平均してこの横方向へすべて同じ周波数で通過することができる。この場合は「アーク移動方向のコントロールドアークと横方向のランダムアーク」が取り上げられる。良好なターゲット利用又はエロージョンを得るように努めるのが目的である。このような装置の欠点は次の通りである。即ち永久磁石に由来する磁界成分の強さがエロージョンとともに変化し、コイルによって修正することは大変面倒であるか又はまったく不可能である。その結果ターゲット利用が最適でない。
【０００７】
エロージョンの進行中に電圧電流特性を一定に保つことができず、析出される超硬材料層は性質の変化を生じる。磁界強度の変動の可能性は限られており、このため層のある種の性質は実現することができない。磁界の水平分の幅広い水平特性は「ランダムアーク効果」に関連してアークの分岐を促進し、その結果激しい溶滴放出と望ましくない層粗面化をもたらす。また磁界配列の制御が比較的複雑である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
公知のすべてのアーク蒸着装置では、下記の条件が守られ又は下記の基準が満たされるように電磁装置又は磁気装置を構成することを目指している。磁気装置が発生する磁界の水平分はターゲット表面に閉じた軌道を形成する。ターゲット表面が長方形の幾何学的形状を有するならば、磁界の軌道は必ずかどが丸くなった長方形である。環状コイル（電磁石）、永久磁石又はこれら組合せによって適当な磁界形状を得ることができる。その場合重要なのは、ターゲットに形成されるアークの電圧電流特性をターゲットの材料及び被覆条件に応じて最適に選択し、調整することである。その場合電流は定常に設定され、電圧は現存する磁界（制御系によりパラメータが可変である）、バイアス電圧、圧力、ガスの種類等に依存する。それに加えて磁界強度が大きな範囲にわたって可変であることが必要である。その場合実際の経験が示すところでは、磁界強度は数ガウスないし約２００ガウス（数１０−4Ｔないし約２×１０−2Ｔ）の範囲で可変である。またターゲット材料を最適に利用するには、磁界の水平分がターゲット表面の全域をカバーできることが必要である。その場合コイルの制御により（静的ＭＡＣ、ＭＡＣ＝Magnetic Arc Confinementアークの磁気閉じ込め）又はＭＡＣの機械的運動によって磁界の運動を実現しなければならない。言うまでもなく静的電磁装置は構造が簡単であり、従ってより安価に実現することができる。
【０００９】
また再現性のあるプロセスを得るために、ターゲット上のアークの運動を規定する磁界即ち磁界水平分が所望の範囲で調整されることをターゲットの全利用期間にわたって保証しなければならない。その場合アークが幾つもの分岐に分裂することを抑制するために、磁力線の水平分が急激な低下を示すならば好都合である。一方、それによってターゲットからの溶滴（液滴）のノックアウトが少なくなり、その結果基体上に形成される層のあらさが減少する。
【００１０】
本発明の根底にあるのは、アークがカバーするターゲット区域の範囲が拡大され、即ちエロージョンのくぼみの拡張が可能になるように、ターゲットに配属された電磁装置の磁界を変化することを可能にする課題である。同時にアークが所定の軌道で移動し得ることを保証しなければならない。また高い経済性を得るために、ターゲットの全利用期間にわたって電圧電流特性の十分な定常性を達成しなければならない。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１１】
本発明によればこの課題はおおむね次のように解決される。即ちターゲット表面区域で環状コイルの磁界を調節する高い比透磁率（μｒ＞１）の部材が電磁装置の環状コイルの少なくとも１つに配属され、ターゲットの表面に対して垂直又はおおむね垂直な環状コイルの内側又は外側に沿って伸張するのである。特に、高い比透磁率の部材が内側環状コイルの周囲を取り囲み又は外側環状コイルの内側に沿って円周状に伸張した構成とする。また環状コイルは互いに同心に配列されるものとする。
【００１２】
本発明は磁界の水平分がターゲットの中心の方向に変位されるように内側環状コイルの磁界を調節するために、内側環状コイルの周囲を高い比透磁率の部材で取り囲んだ構成とする。その結果、こうして形成され、磁気短絡を生じる磁極片によって、磁力線が外側環状コイルの方向へずらされることが防止される。
【００１３】
外側環状コイルに関しては、高い比透磁率の部材が外側環状コイルと内側環状コイルの間に、即ち外側環状コイルの内側に沿って通っており、この部材によって外側環状コイルの磁界が外側へ押しやられる。こうして磁極片と呼ばれる高い比透磁率の部材によって磁界の経過が変化し、ターゲット表面が大きな範囲にわたってアークによりカバーされるように、磁界の水平分をターゲット表面に対して整列することが可能になる。
【００１４】
高い比透磁率の部材は鉄又は鋼もしくは鉄合金例えばパーマロイのような磁性材料からなる部材である。その場合部材はとりわけμｒ≧１０６の比透磁率μｒを有することになる。
【００１５】
本発明によってターゲットのエロージョン幅の増加が得られ、それによって当該のアーク蒸着装置の生産性の向上も達成される。この技術的解決策は構造が簡単であり、低廉である。定置式の、即ち機械的に移動不能な電磁装置が利用されるから、故障の恐れがほとんどない。永久磁石が回避される。また１０−5ないし実に１０−2以上の値の範囲の磁界強度を得ることが可能である。
【００１６】
本発明は内側及び外側環状コイルを有する電磁装置によって実現することが好ましいが、ただ１個の環状コイルしかなく、ターゲット表面区域で環状コイルの磁界を調節する高い比透磁率の部材を本発明に従ってこの環状コイルに配属した電磁装置を使用することも可能である。その場合、部材が環状コイルの周囲を取り囲み、電磁装置自体がターゲット表面と平行な平面でｘ及び／又はｙ方向に移動し得ることが好ましい。場合によってはターゲット表面に対して垂直に、即ちｚ方向に調整を行うこともきる。
【００１７】
発明のその他の細部、利点及び特徴は特許請求の範囲及び特許請求の範囲に見られる特徴−単独で及び／又は組合せとして−のみならず、下記の図面の説明に見られる実施例でも明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
原則として同じ部材に同じ参照符号を付した図に基づきアーク蒸着装置のための電磁装置を説明する。図は一方では先行技術に対応し（図１ないし５）、他方では本発明の教示（図６ないし１３）に該当する。しかしながら、図に基づき原理的に図示したターゲット及び電源の配列は、公知の電磁装置に関連して説明を行っているが本発明による固有の内容を有するものであることを付言しなければならない。
【００１９】
図１ないし６にはフランジプレート１２によってアーク蒸着装置の真空室のハウジングの中に固定される陰極体１０が極めて原理的に示されている。その場合陰極体１０はターゲット１４を具備し、ターゲットの真空室側の自由面（ターゲット表面１６）はその上で移動するアークスポット１８又は２０によって蒸発される。蒸発した材料は次に真空室に導入された反応ガス、例えばＮ2又はＣ2Ｈ2と反応し、真空室内にある図示しない基体の上に析出する。ターゲット１４が例えばチタンからなり、真空室に窒素が導入されるならば、基体の上に窒化チタンが析出される。
【００２０】
ターゲット材料の蒸発のために、電源によりターゲット１４と真空室のハウジングの間に電圧が印加される。その場合ハウジングが陽極、陰極体１０とターゲット１４が陰極である。この点については周知の技術を参照されたい。約１０Ｖないし５０Ｖの規模の印加電圧と好ましくは６０Ａ以上の電流に関しても同様である。真空室内の圧力は、単に一例として値を挙げれば用途によって例えば０．０００１ないし０．１ｍｂａｒ（１０−2ＰＡないし１０Ｐａ）である。
【００２１】
強調すべき実施態様によれば、ターゲット１４はベース２２から張り出し、一方、ベースは絶縁体２４により例えばアルミニウムからなるフランジプレート１２に対して電気的に絶縁されている。ベース２２とターゲット１４は互いに間隔をおいて間隙２６を形成し、ここに冷却液が送入される。またターゲット１４は円周状の底側フランジ２８を有し、これによってターゲット１４がベース２２とターゲット１４の上側にある固定板３０との間に固定される。固定板３０自体は例えばＢＮからなる絶縁体３２で覆われ、絶縁体３４、３６によって台板１２と結合される。
【００２２】
ターゲット１４又はベース２２はボルト、ねじ又は同様に作用する部材３８、４０により、電源に通じる特に環状導体の形の電気接続部４２と結合される。
【００２３】
陽極と陰極の間に印加された電圧で形成されるアークスポット１８、２０をターゲットの材料除去のためにターゲット１４の表面１６の上で所定の軌道に沿って移動するために、ターゲット１４の下側かつ真空室の外側に電磁装置が設けられている。先行技術で知られている電磁装置が図１ないし４の実施例で明らかである。
【００２４】
２個の環状コイル４４、４６を具備し、ターゲット１４の表面１６と平行な平面でおおむね平行に延びる電磁装置４２が図１に示されている。環状コイル４４、４６は例えばプラスチック又はアルミニウムからなるケース４８に納められている。マウント４８と環状コイル４４は定置されている。また環状コイル４４、４６は−本発明と同じく−互いに同心であり、ターゲット１４の縦軸に対して対称である。その点については公知の環状コイルの配置と整列を参照されたい。
【００２５】
図１では内側環状コイル４４に通電されるから、磁力線５０の水平分の最大は間隔Ｄ１をとる。図１に見られる配列で内側環状コイル４４を遮断して外側環状コイル４６に通電するならば、磁力線５２の水平分の最大の間隔はＤ２である。図３では両方の環状コイル４４、４６に通電されるから、間隔Ｄ３で磁力線５４の水平分の最大が生じ、明らかＤ２≧Ｄ３≧Ｄ１である。
【００２６】
こうして磁力線の水平な経過で決まるアークスポット１８、２０の軌道は、ターゲット１４の幅を基準として最大でＤ２−Ｄ１の範囲を侵食し、その結果コイル４４、４６の適当な制御によってターゲット１４に図７のエロージョン輪郭５６が形成される。差Ｄ２−Ｄ１はターゲット１４の幅Ｄと比較して小さい。代表的な値はＤ２−Ｄ１≦０．５Ｄである。ターゲットのエロージョン範囲が狭小であることの原因は、コイル４４及び４６の間の磁束が大きいため、内側環状コイル４４の磁力線が外側環状コイル４６の方向へ押しやられることである。その結果、範囲Ｄ１が比較的大きい。内側環状コイル４４で大きな磁界強度を生じることにより間隔Ｄ１の減少をはかることができよう。ところが大きな磁界強度は、環状コイルの幾何学的広がりを拡大せざるを得ず、このためＤ１が大きくなることを意味する。
【００２７】
換言すれば、図１ないし３の定置式電磁装置４２ではターゲットのエロージョンの範囲が比較的小さいので、高価なターゲット材料の場合は層の形成のために高い製造費が生じる。
【００２８】
図１ないし３に相当する陰極体１０を有し、ドイツ特許公開第４３２９１５５号公報で提案されるように、互いに同軸の２個の環状コイル４４、４６のほかに永久磁石６０を有し、永久磁石６０が内側環状コイル４４によって取り囲まれ、ターゲット１４の中央に配置されている電磁装置５８が図４で明らかである。この実施例では内側環状コイル４４に通電したとき内側コイル４４の磁界と永久磁石６０の磁界の重畳によって発生する磁力線６０が示されている。磁力線６２の水平分の最大の間隔はＤ４である。内側コイル４４に通電しないで、外側コイル４６を起動すれば、差Ｄ２−Ｄ４の改善が生じるが、しかし永久磁石６０の磁界強度が原則として常に存在し、多額の費用をかけてコイル４４、４６で補償するほかはないという欠点を我慢しなければならない。従って生じる磁界強度は限られている。実際に示されたところでは、エロージョンが進行してゆくと、再現性のある結果を得るためにコイル４４、４６によるプロセスコントロールを必要な範囲で行うことがもはやできなくなり、その結果ターゲットをかなり早期に交換しなければならない。図４の配列に相当するエロージョン輪郭を図７に参照符号６４で表示した。エロージョン輪郭５６と比較すれば、エロージョンのくぼみの幅が大きいことが明らかである。
【００２９】
代案として１個の永久磁石を有する電磁装置だけをターゲットに配属することができる。この場合は永久磁石をターゲット表面と平行な平面で少なくともｘ及びｙ方向に移動することが必要である。ターゲット表面に対して垂直な、即ちｚ方向の補助運動は磁界強度自体と特にその経過の変化を生じる。
【００３０】
図５及び６では本発明の教示に属する電磁装置６６の原理図が明らかである。
【００３１】
電磁装置６６は例えばプラスチック又はアルミニウムからなるマウント６８を具備する。マウント６８は内側環状コイル７０及びこれと同心の外側環状コイル７２を支える。環状コイル７０、７２はターゲット１４の幾何学的形状にほぼ従い、平面図でかどが丸くなった長方形を有する。また環状コイル７０、７２はターゲット１４の表面１６と平行に延びる平面にある。またターゲット１４の縦軸に対して対称である。
【００３２】
公知の装置と異なり内側コイル７０は鉄又は鋼もしくは合金例えばパーマロイのような強磁性材料、即ち特にμｒ≧１０４、とりわけ≧１０６の高い比透磁率を有する材料からなる円周状の磁極片７４によって取り囲まれる。
【００３３】
外側環状コイル７２の内側に同じく適当な材料の磁極片７６が隣接し、磁極片７６は磁極片７４と同軸である。図５及び６にはさらに内側環状コイル７０だけを接続したときの磁力線又は外側環状コイル７２だけを接続したときの磁力線（図６）が示されている。
【００３４】
図５の図示によれば内側環状コイル７０によって発生した磁力線７８の水平分の最大の間隔はＤ５であり、これに対して外側環状コイル７２に電流が流れ、内側環状コイル７０が切断されたときの磁力線８０の水平分の最大の間隔は値Ｄ６を有することが分かる。明らかに差Ｄ６−Ｄ５は図１ないし３の実施例による差Ｄ２−Ｄ１、さらには図４による当該の差よりよりはるかに大きい。こうして図７による幅広いエロージョン輪郭８２が生じる。このことはまた公知の装置と比較して電磁装置６６によるアーク蒸着装置の生産性が向上し、同時にエロージョン状態に関係なくインピーダンスを自由に選択できることを意味する。
【００３５】
差即ちエロージョンのくぼみの幅が大きいことの説明として、次のことを挙げることができる。即ち大きな比透磁率の材料からなり、内側環状コイル７０の周囲を取り囲む磁極片７４は磁気抵抗が小さいため、コイル７０に通電したときに磁力線の大部分が磁極片７４を通って流れる。ところが磁力線７８は必ず環状コイル７０の中央区域をターゲット１４の中心軸に沿って流れる。磁極片７４の磁気短絡によって外側環状コイル７２の方向への磁力線の押しのけが阻止されるから、磁界７８の水平分の最大がターゲット中央へ押しやられる。即ち間隔Ｄ５が図１ないし４の実施例による間隔より小さくなる。外側環状コイル７２が通電されると、逆の効果が現われる。外側環状コイルの内側に沿ってこのコイルと同心に延びる磁極片７６の磁気短絡が磁束を変化させ、その結果磁力線８０が外側へ押しやられるから、磁界の水平分の最大の間隔が増加する。図６ではこの間隔がＤ６で示されている。結局Ｄ６とＤ５の差が大きくなり、その結果ターゲットの利用が改善されると同時に変動範囲が増加する。−先行技術のように−環状コイル７０、７２に送られる電流を適当に変化し、又はコイルを断続することによって、磁力線の最大の変位が得られる。
【００３６】
図６ａに図５及び６に相当する電磁装置を示す。この場合は内側環状コイル７０にも外側環状コイル７２にも通電される。こうして発生された磁界の最大水平分はコイル７０、７２の通電に応じて内側又は外側へ移動する。この実施例では有効磁界の最大分が間隔Ｄ７で記載されている。
【００３７】
環状コイル７０、７２及び磁極片７４、７６が対称をなすターゲット１４の中心点から出発して、ターゲット１４に対する磁界強度Ｈの水平分を図８に極めて原理的に描いた。内側コイル７０の磁界強度即ち水平分は狭小であり、急速に低下するが（実線）、これに対して外側環状コイル７２によって生じる磁界強度は幅広く、ゆるやかに低下することが明示されている。こうした条件のもとで、ターゲット表面１６上で移動するアークスポット１８、２０に対してただ１つの細い軌道しか生ぜず、その結果運動の分枝が起こらず、溶滴の減少が得られる。
【００３８】
一般に図８について言えば、ターゲット表面上のアークで分かるように、磁界の水平分の変化がこの図から推察される。磁界（水平分）のイオン化作用に促されて、アークは高い磁界が支配する軌道に沿って運動しようとする。磁界の水平分が図８の曲線１の経過即ち急速に低下する曲線を有するならば、アークはとりわけ幅ｘ１の範囲で停滞又は運動するであろう。ところが磁界の水平分が図８の経過２を有するならば、アークはｘ２の範囲に停滞するであろう。ここにｘ２＞ｘ１である。従って曲線１の磁界の経過の場合はアークが大変強く局在化され、コントロールされる。
【００３９】
またこれで明らかなように、内側及び外側環状コイル７０、７２が接続される場合は、磁極片７４、７６はもはやこのように決定的に重要ではなく、むしろエロージョン幅を拡大する効果を示す。
【００４０】
図１及び４の先行技術による電磁装置と本発明の教示による電磁装置の比較試験の結果は次の通りであった。すべての試験でターゲット１４は１４０ｍｍの幅Ｄを有した。長さは７５０ｍｍであった。ターゲット表面１６と当該のマウント４８、６８の間の、図１にＨで表示した間隔は２５ｍｍであった。使用される内側及び外側環状コイル４４、４６又は７０、７２はそれぞれ同じ寸法を有し、内側環状コイル４４、７０は幅（ターゲット表面１６と平行）２２ｍｍ、高さ（ターゲット表面に垂直）５５ｍｍで３２００アンペア回数と表示された。外側環状コイル４６、７２は幅１８ｍｍ、高さ５５ｍｍであり、アンペア回数は２５００であった。図１ないし３による配列、即ち互いに同心の２個の環状コイルだけの場合は水平分の最大の間の区域の水平磁界強度が０ないし４０ガウスに調整された。間隔Ｄ１は８０ｍｍの値、間隔Ｄ２は１１５ｍｍの値であり、従って３５ｍｍの差が生じた。ターゲット１４の中心にある、又はその中心軸に沿って延びる永久磁石６０を有する電磁装置５８の場合は、磁力線の水平分の最大の間に２０ないし５０ガウスの水平磁界強度が生じた。その場合Ｄ４は５５ｍｍ、Ｄ２は１２０ｍｍであり、従って６５ｍｍの差が生じた。
【００４１】
前述の結果は原則として巻数２５０ないし３５０でコイルを流れる電流強度が代表的には８Ａ（アンペア）ないし１０Ａ（アンペア）で得たものである。
【００４２】
本発明の教示による電磁装置６６では水平分の最大の間の区域の水平磁界強度の最大を０ないし８０ガウスの間で変動することができ、最大の間にＤ５＝３０ｍｍ、D６＝１２０ｍｍ、即ちＤ６−Ｄ５の差約９０ｍｍが生じた。
【００４３】
試験が示したところでは、内側環状コイル７０にだけこれを同心に取り囲む大きな比透磁率の材料の磁極片７４を配属した場合でも、公知の装置と比較して改善されたエロージョン輪郭が得られる。
【００４４】
図９ないし１３に本発明の教示による電磁装置の原理図が見られる。図９ないし１１の電磁装置はターゲット１４の表面１６と平行に配置された、アルミニウム−場合によってはプラスチック−からなる、本体１００と称するケースを具備する。本体１００の内部に内側環状コイル７０が配置されており、これを同心に取り囲む磁極片７４が周囲にある。本例では内側環状コイル７０は本体１００のウエブ状部分１０２を取り囲む。ウエブ状部分１０２はターゲット１４の中心軸に沿ってその横軸に対して垂直に延びる。一方、内側磁極片７４は内側環状コイル７０と内側磁極片７４を同心に取り囲む本体１００の隔壁１０４に隣接し、外側環状コイル７２に配属された第２の磁極片７４が隔壁１０４の外側に沿って通っている。最後に外側環状コイル７２は本体１００の外壁１０６によって取り囲まれる。
【００４５】
図５に示した間隔Ｄ５を一層減少するために、ウエブ１０２はなるべく細幅で−事実上ゼロに近く−なければならず、場合によっては「空気」又は非磁性材料例えばプラスチックに置き換えられることを付言しなければならない。
【００４６】
図９、１０及び１１の図示で明らかなように、環状コイル７０、７２及びこれに配属された磁極片７４、７８は互いに同心であり、ターゲット１４の縦軸又は横軸に対して整列されている。
【００４７】
図１２及び１３の実施例は、内側コイル７０にだけ磁極片７４が配属され、一方、外側環状コイル７２の内側と外側には本体１００の一部、即ち基本的に図９ないし１１の隔壁１０４に相当する外壁１０６及び隔壁１０８が隣接することが図９ないし１１の実施例と相違する。
【００４８】
磁極片７４、７６と環状コイル７０、７２の代表的な寸法は次の通りである。内側磁極片７４は内側環状コイル７０の高さに相当する高さ、例えば６０ｍｍで５ないし１０ｍｍの幅を有する。外側磁極片７６については３ないし８ｍｍの幅が好ましく、高さは外側環状コイルの高さ例えば６０ｍｍである。コイル７０、７２自体にはとりわけ０ないし２０Ａ（アンペア）の電流強度が働く。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】２個の環状コイルのうち内側環状コイルに通電される電磁装置の原理図である。
【図２】外側環状コイルに通電される図１と同様の電磁装置の図である。
【図３】内側及び外側環状コイルに通電される図１及び２の電磁装置の図である。
【図４】環状コイルと永久磁石を有する電磁装置の図である。
【図５】内側環状コイルに通電される本発明の電磁装置の原理図である。
【図６】外側環状コイルに通電される図５と同様な電磁装置の図である。
【図６ａ】両方の環状コイルに通電される図５及び６と同様な電磁装置の図である。
【図７】図１ないし６の電磁装置で得られる代表的なエロージョン輪郭の図である。
【図８】本発明の装置により発生される磁界強度のターゲット表面沿いの経過の図である。
【図９】電磁装置の第１の実施形態の斜視図である。
【図１０】図９の電磁装置の平面図である。
【図１１】破断して示す図９及び１０の電磁装置の図である。
【図１２】電磁装置の別の実施形態の平面図である。
【図１３】破断して示す図１２の電磁装置の斜視図である。
【図１】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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