(57)【要約】【課題】ターゲットが所定の位置に存在するか否かの検出を長期に亘って正確に行うことが可能なアーク蒸発装置を提供する。【解決手段】アーク蒸発装置１は、先端面３ａおよびそれに連続して軸方向に延びる側面３ｂを有し、アーク放電によって先端面３ａから溶解して蒸発する棒状のターゲット３と、アーク電源８と、ターゲット３を先端面３ａが前進する方向で軸方向に沿って移動させるターゲット送り部４と、ターゲット３の送り方向における所定の位置において、ターゲット３の側面３ｂに対して送り方向と交差する交差方向から接触可能な形状を有する点火ロッド６と、点火ロッド６を側面３ｂから交差方向に離れた退避位置から交差方向に沿ってターゲット３が送り込まれる領域へ進入するように移動させるロータリアクチュエータ７と、点火ロッド６の移動中において、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを検出する検出部９とを備えている。【選択図】図１
2017145428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の一方の端面である先端面と、当該先端面の周縁に連続して前記軸方向に延びる側面とを有し、アーク放電によって前記先端面から溶解して蒸発する棒状のターゲットと、
前記ターゲットの前記先端面との間で放電するための電極と、
前記ターゲットと前記電極との間に電圧を印加することによって前記先端面と前記電極との間でアーク放電を発生させるアーク電源と、
前記ターゲットを前記先端面が前進する方向で前記軸方向に沿って移動させるターゲット送り部と、
前記ターゲットの送り方向における所定の位置において、前記ターゲットの前記側面に対して前記送り方向と交差する交差方向から接触可能な形状を有する接触部と、
前記接触部を前記側面から前記交差方向に離れた退避位置から前記交差方向に沿って前記ターゲットが送り込まれる領域へ進入するように移動させる接触部駆動部と、
前記接触部の移動中において、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを検出する検出部と、
を備えているアーク蒸発装置。
【請求項２】
前記接触部は、導電性を有し、
前記接触部は、前記ターゲットとの間に電圧が印加された状態で当該ターゲットの前記側面に接触することによって、前記先端面と前記電極との間のアーク放電を開始させる
請求項１に記載のアーク蒸発装置。
【請求項３】
前記検出部は、
前記接触部の電位を測定する電位測定部と、
前記接触部の移動中において、前記電位測定部によって測定された前記接触部の電位によって、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、
を有している、
請求項２に記載のアーク蒸発装置。
【請求項４】
前記検出部は、
前記接触部が前記退避位置から前記領域へ移動中において、前記アーク電源の出力の変化に基づいて、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、
を有する、
請求項２に記載のアーク蒸発装置。
【請求項５】
前記接触部駆動部は、前記ターゲットの前記側面から前記交差方向に離間して前記軸方向と平行に延びる中心軸回りに前記接触部を旋回することにより、当該接触部を前記退避位置から前記交差方向に沿って前記領域へ進入するように回転移動させる構成を有する
請求項１または２に記載のアーク蒸発装置。
【請求項６】
前記接触部駆動部は、前記接触部が前記側面に接触したときに当該接触部が静止する程度の駆動力で前記接触部を回転移動させ、
前記検出部は、
前記接触部の旋回角度を検出する角度測定部と、
前記角度測定部によって測定された前記接触部の旋回角度が所定の角度以上であるか否かによって、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、
を有する
請求項５に記載のアーク蒸発装置。
【請求項７】
前記検出部が前記接触部の前記退避位置から前記領域への移動中において前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触しなかったことを検出したときに、前記ターゲットを前記先端面が前進する方向で前記軸方向に沿って移動させるように前記ターゲット送り部を制御する制御部をさらに備えている
請求項１〜６のいずれか１項に記載のアーク蒸発装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク放電によって蒸発する棒状のターゲットを有するアーク蒸発装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工具や機械部品などの基材の表面に耐摩耗性の向上等の目的のために被膜を形成する方法として、アーク放電を用いて基材の表面に被膜を形成する方法が種々提案されている。そのような被膜の材料としては、例えば、連続的な成膜を可能にするために棒状のターゲットが用いられる場合がある。
【０００３】
特許文献１には、図９（ａ）に示されるような棒状のターゲットであるカソード３１を有するアーク蒸発源が開示されている。このようなアーク蒸発源では、カソード３１の先端面である蒸発面３１ａは、アーク放電によって加熱される。その加熱により溶融した材料が基材の表面に付着することにより、基材表面の成膜が行われる。このようにして成膜が行われている間、カソード３１は、その先端の蒸発面３１ａから消耗するので、図示しない送出機構によって蒸発面３１ａの方（送出方向Ｐ）へ送り出される。
【０００４】
特許文献１記載のアーク蒸発源では、カソード３１の蒸発面３１ａの位置を適切に維持するために、アーク放電の点火用のトリガ３２を用いて当該蒸発面３１ａの位置が測定される。トリガ３２は、Ｌ状に曲がった本体と、この本体の先端からカソード３１の軸方向に沿って当該カソード３１の蒸発面３１ａに向かって突出する先端部３２ａとを有する。図９（ｂ）に示されるように、トリガ３２をカソード３１の送出方向Ｐと反対方向へ移動させて、トリガ３２の先端部３２ａをカソード３１の蒸発面３１ａに当接させ、その当接時のトリガ３２の移動量を測定することにより、蒸発面３１ａの位置が測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４８２７２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のアーク蒸発源では、トリガ３２の先端部３２ａをカソード３１の軸方向に沿ってカソード３１の蒸発面３１ａに当接させることによって、蒸発面３１ａの位置が測定されるので、その測定の繰り返しに伴い、図９（ｃ）に示されるように、トリガ３２は蒸発面３１ａとの接触でカソード３１から受ける反力によりカソード３１の軸方向に変形し、それによって、トリガ３２の先端部３２ａが軸方向に変位してしまう。この変位は、トリガ３２の先端部３２ａとカソード３１の蒸発面３１ａとの接触による当該蒸発面３１ａの位置の正確を阻害する。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ターゲットが所定の位置に存在するか否かの検出を長期に亘って正確に行うことが可能なアーク蒸発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】
【０００８】
本発明のアーク蒸発装置は、軸方向の一方の端面である先端面と、当該先端面の周縁に連続して前記軸方向に延びる側面とを有し、アーク放電によって前記先端面から溶解して蒸発する棒状のターゲットと、前記ターゲットの前記先端面との間で放電するための電極と、前記ターゲットと前記電極との間に電圧を印加することによって前記先端面と前記電極との間でアーク放電を発生させるアーク電源と、前記ターゲットを前記先端面が前進する方向で前記軸方向に沿って移動させるターゲット送り部と、前記ターゲットの送り方向における所定の位置において、前記ターゲットの前記側面に対して前記送り方向と交差する交差方向から接触可能な形状を有する接触部と、前記接触部を前記側面から前記交差方向に離れた退避位置から前記交差方向に沿って前記ターゲットが送り込まれる領域へ進入するように移動させる接触部駆動部と、前記接触部の移動中において、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを検出する検出部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
前記接触部は、導電性を有し、前記接触部は、前記ターゲットとの間に電圧が印加された状態で当該ターゲットの前記側面に接触することによって、前記先端面と前記電極との間のアーク放電を開始させるのが好ましい。
【００１０】
前記検出部は、前記接触部の電位を測定する電位測定部と、前記接触部の移動中において、前記電位測定部によって測定された前記接触部の電位が所定の電位によって、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、を有しているのが好ましい。
【００１１】
前記検出部は、前記接触部が前記退避位置から前記領域へ移動中において、前記アーク電源の出力の変化に基づいて、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、を有してもよい。
【００１２】
前記接触部駆動部は、前記ターゲットの前記側面から前記交差方向に離間して前記軸方向と平行に延びる中心軸回りに前記接触部を旋回することにより、当該接触部を前記退避位置から前記交差方向に沿って前記領域へ進入するように回転移動させる構成を有するのが好ましい。
【００１３】
前記接触部駆動部は、前記接触部が前記側面に接触したときに当該接触部が静止する程度の駆動力で前記接触部を回転移動させ、前記検出部は、前記接触部の旋回角度を検出する角度測定部と、前記角度測定部によって測定された前記接触部の旋回角度が所定の角度以上であるか否かによって、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、を有してもよい。
【００１４】
前記アーク蒸発装置は、前記検出部が前記接触部の前記退避位置から前記領域への移動中において前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触しなかったことを検出したときに、前記ターゲットを前記先端面が前進する方向で前記軸方向に沿って移動させるように前記ターゲット送り部を制御する制御部をさらに備えているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明のアーク蒸発装置によれば、ターゲットが所定の位置に存在するか否かの検出を長期に亘って正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るアーク蒸発装置の全体構成図である。
【図２】図１のターゲット周辺の部分の拡大斜視図である。
【図３】図１の点火ロッドがターゲットに接触した状態を説明する図であって、（ａ）はターゲット、点火ロッド、およびロータリアクチュエータの側面図、（ｂ）は（ａ）のターゲットを軸方向から見た図であって点火ロッドが変形前の状態の図、（ｃ）は（ａ）のターゲットを軸方向から見た図であって点火ロッドが当該軸方向に対して直交する方向へ曲げ変形した後の状態の図である。
【図４】本発明の変形例として、ターゲット周辺にリング状磁石が配置された構成をターゲットの先端面から見た図である。
【図５】図４の磁石によって発生した磁場を示す図であって、ターゲット先端面と磁石との間の部分を拡大した図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るアーク蒸発装置であって、点火ロッドの旋回角度から点火ロッドがターゲットの側面に接触したか否かを検知する形態の全体構成図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態に係るアーク蒸発装置であって、アーク電源の出力電流または出力電圧から点火ロッドがターゲットの側面に接触したか否かを検知する形態の全体構成図である。
【図８】本発明の他の変形例として図１のターゲットの先端面のみでアーク放電を発生させるためにターゲットの先端面に対向する位置にチャンバと絶縁したアノードを配置した例を示す説明図である。
【図９】従来のアーク蒸発源においてＬ字状のトリガをカソード先端の蒸発面に接触させたときに当該トリガがカソードの軸方向に変形する様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明のアーク蒸発装置の実施形態についてさらに詳細に説明する。
【００１８】
本実施形態のアーク蒸発装置１は、図１〜２に示されるように、チャンバ２内部において、棒状のターゲット３をアーク放電によって先端面３ａから溶解して蒸発し、その蒸発によって発生した物質によってチャンバ２内部に収容された基材（図示せず）に対して成膜を行う構成、たとえばスパッタリングやＡＩＰなどの成膜技術を行う構成を有する。具体的には、アーク蒸発装置１は、チャンバ２と、棒状のターゲット３と、ターゲット３を当該ターゲット３の軸方向Ａに送り出すターゲット送り部４と、ターゲット３のアーク放電を開始させる点火機構５と、アーク電源８と、検出部９と、ターゲット送り部４などの制御を行う制御部１３とを備えている。この点火機構５は、ターゲット３の側面３ｂに接触してターゲット３に対してアークの点火を行う点火ロッド６と、当該点火ロッド６を回転移動させるロータリアクチュエータ７とを有する。検出部９は、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを検出するものである。検出部９の具体的な構成については後段で詳細に説明される。
【００１９】
また、図１〜２に示されるアーク蒸発装置１は、アーク放電がターゲット３の先端面３ａのみで発生するように側面３ｂにおけるアーク放電の発生を阻止するために、チャンバ２の内部において、ターゲット３の先端面３ａ付近でターゲット３の周囲を覆うシールド板１４をさらに備えている。
【００２０】
チャンバ２は、導電性を有する材料で製造された密閉された筐体であり、ターゲット３の先端面３ａとの間で放電するための電極として機能する。具体的には、チャンバ２は、垂直方向に立てられた主壁２ａと、当該主壁２ａから軸方向Ａに離間した位置でターゲット３の先端面３ａに対向する対向壁２ｂと、天板２ｃと、底板２ｄとを有する。これら主壁２ａ、対向壁２ｂ、天板２ｃおよび底板２ｄによって、点火ロッド６およびターゲット３の先端面３ａを含む部分を収容する空間部２ｅが形成される。空間部２ｅは、アーク放電の発生時（すなわち成膜時）には図示されない真空ポンプによって成膜時には真空またはそれに近い圧力まで減圧される。
【００２１】
主壁２ａは、貫通孔２ｆおよび貫通孔２ｇを有する。貫通孔２ｆは、ターゲット３が挿入可能な内径を有する。貫通孔２ｇは、点火機構５のロータリアクチュエータ７の駆動軸７ａが挿入可能な内径を有する。
【００２２】
ターゲット３は、軸方向Ａに延びる棒状の形状、例えば、円柱形状状を有している。軸方向Ａの一方の端面である円形の先端面３ａと、当該先端面３ａの周縁に連続して軸方向Ａに延びる側面３ｂとを有する。棒状のターゲット３は、アーク放電によって先端面３ａから溶解して蒸発する。
【００２３】
ターゲット３の材料は、アーク放電によって蒸発して成膜用の材料として用いられるものであれば、本発明ではとくに限定されない。ターゲット３は、例えば、カーボン、タングステンカーバイド、タングステン、モリブデン、あるいは、ニオブなどの材料などで製造することが可能である。
【００２４】
棒状のターゲット３の先端部は、主壁２ａの貫通孔２ｆを通して当該主壁２ａを貫通して、チャンバ２の空間部２ｅの内部に露出している。また、ターゲット３の先端部は、シールド板１４を貫通して、シールド板１４よりもターゲット３の送り方向Ｑについて前方に位置している。ターゲット３の先端面３ａは、チャンバ２の対向壁２ｂに対向する。ターゲット３の残りの部分３ｃは、チャンバ２の外部において、主壁２ａの背面側に設けられた筒部２１内部に収容されている。
【００２５】
ターゲット送り部４は、ターゲット３を先端面３ａが前進する方向Ｑで当該ターゲット３の軸方向Ａに沿って直線的に移動させる構成を有しており、例えば、ボールねじなどの機構によって構成される。本実施形態では、ターゲット３が水平方向に延びるように配置され、ターゲット送り部４は、ターゲット３を水平方向に送っているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ターゲット３が垂直方向に延びるように配置されている場合には、ターゲット送り部４は、ターゲット３をその軸方向に沿って垂直方向に送り出してもよい。
【００２６】
上記の点火機構５の構成要素の１つである点火ロッド６は、本発明の接触部に対応するものであり、ターゲット３の送り方向Ｑにおける所定の位置において、ターゲット３の側面３ｂに対して送り方向Ｑと交差する交差方向として、本実施形態では当該送り方向Ｑと平行に延びる中心軸Ｃ回りに旋回する旋回方向Ｒから接触可能な形状を有する。具体的には、点火ロッド６は、導電性を有する。例えば、点火ロッド６は、導電性を有する金属材料からなる棒状の部材などによって構成される。
【００２７】
点火ロッド６は、チャンバ２の空間部２ｅに収容され、主壁２ａから離れた位置に配置されている。具体的には、点火ロッド６は、主壁２ａからチャンバ２の内側に当該主壁２ａとターゲット３の側面３ｂとの間でのアーク放電を阻止する程度の距離を隔てた位置で、点火ロッド６を側面３ｂから旋回方向Ｒに離れた退避位置Ｓ（図３（ｂ）参照）から旋回方向Ｒに沿ってターゲット３が送り込まれる領域Ｔ（すなわち、図３（ｂ）の側面３ｂで囲まれた領域Ｔ）へ進入することが可能な位置に配置されている。この構成では、点火ロッド６がチャンバ２の主壁２ａから当該主壁２ａとターゲット３の側面３ｂとの間でのアーク放電を阻止する程度の距離δを隔てた位置でターゲット３の側面３ｂに接触するので、ターゲット３の先端面３ａとチャンバ２の主壁２ａ以外の部分（例えば、天板２ｃや底板２ｄなど）との間でアーク放電が生じている間においても、ターゲット３の側面３ｂと主壁２ａとの間でアーク放電が生じるような異常放電を阻止することが可能である。なお、点火ロッド６と主壁２ａとの距離を上記の距離δにすれば、異常放電を阻止できるので、シールド板１４が点火ロッド６と主壁２ａとの間に介在していなくてもよい。
【００２８】
上記の点火機構５の他の構成要素であるロータリアクチュエータ７は、本発明の接触部駆動部に対応するものであり、点火ロッド６を上記の退避位置Ｓから旋回方向Ｒに沿って上記のターゲット３が送り込まれる領域Ｔへ進入するように移動させる構成を有する。
【００２９】
具体的には、ロータリアクチュエータ７は、ターゲット３の側面３ｂから旋回方向Ｒに離間して軸方向Ａと平行に延びる中心軸Ｃを回転中心として回転する駆動軸７ａを有する。駆動軸７ａは、チャンバ２の主壁２ａの貫通孔２ｇを通してチャンバ２の空間部２ａに出ている。駆動軸７ａと貫通孔２ｇの内壁との間は回転軸用の既存のシール部材（図示せず）によって閉塞されている。棒状の点火ロッド６は、駆動軸７ａの側面から当該駆動軸７ａの軸方向に直交する方向に突出するように当該駆動軸７ａに固定されている。
【００３０】
ロータリアクチュエータ７は、点火ロッド６が側面３ｂに接触したときに当該点火ロッド６が静止する程度の駆動力で点火ロッド６を回転移動させる。ロータリアクチュエータ７は、例えば、空気圧によって駆動軸７ａを回転させる機構を有する。ロータリアクチュエータ７は、ステップモータなどの他の機構によって駆動軸７ａを回転して点火ロッド６を旋回させる構成でもよい。
【００３１】
ロータリアクチュエータ７は、駆動軸７ａの回転によって点火ロッド６を中心軸Ｃ回りに旋回させることにより、簡単な構成で当該点火ロッド６を退避位置Ｓから旋回方向Ｒに沿って領域Ｔへ進入するように回転移動させることが可能である。
【００３２】
また、本実施形態では、ロータリアクチュエータ７の駆動軸７ａは、チャンバ２の主壁２ａの貫通孔２ｇを通して、チャンバ２の空間部２ｅに挿入され、空間部２ｅ内部で点火ロッド６と結合している。駆動軸７ａと貫通孔２ｇの内壁との隙間は、駆動軸７ａが回転できるように、回転軸のシール用の既存のシール部材（図示せず）によって閉塞されている。この構成は、点火ロッド６の移動のために直線移動するロッドがチャンバ２の壁を貫通するとともにその貫通部分がパッキンなどのシール部材でシールされた構造と比べて、気密性がよい。
【００３３】
ロータリアクチュエータ７は、例えば、点火ロッド６を領域Ｔへ進入する角度まで回転させた後に所定時間の経過後に退避位置Ｓまで点火ロッド６を戻すように逆方向に回転するように、制御部１３などによって制御される。
【００３４】
アーク電源８は、ターゲット３と当該ターゲット３に対向する電極となるチャンバ２との間に電圧を印加することによって、ターゲット３の先端面３ａとチャンバ２との間でアーク放電を発生させる。アーク電源８の陰極は、ターゲット３に接続されている。アーク電極８の陽極は、チャンバ２に接続されるとともに、ロータリアクチュエータ７を介して点火ロッド６にそれぞれ接続されている。これにより、アーク電源８は、ターゲット３とチャンバ２との間に電圧を印加するとともにターゲット３と点火ロッド６との間に電圧を印加する。点火ロッド６とターゲット３との間に電圧が印加された状態で当該点火ロッド６がターゲットの側面３ｂに接触することによって、先端面３ａとチャンバ２（例えば、天板２ｃおよび底板２ｄなど）との間でアーク放電を開始させることが可能である。  
【００３５】
検出部９は、点火ロッド６の移動中において、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを検出する。本実施形態の検出部９は、点火ロッド６の電位によりターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを検知する構成を有する。具体的には、検出部９は、点火ロッド６の電位を測定する電位測定部１０と、信号変換部１１と、ターゲット接触判断部１２とを有している。信号変換部１１は、電位測定部１０から得たアナログ信号をデジタル信号に変換（いわゆるA／D変換）する。
【００３６】
ターゲット接触判断部１２は、信号変換部１１によって変換されたデジタル信号を用いて、点火ロッド６とターゲット３との接触の有無を判断する。具体的には、ターゲット接触判断部１２は、点火ロッド６が旋回方向Ｒに沿って退避位置Ｓから領域Ｔへ進入する移動中において、電位測定部１０によって測定された点火ロッド６の電位が所定の電位以下であるか否かによって、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを判断する。
【００３７】
制御部１３は、検出部９が点火ロッド６の退避位置Ｓから領域Ｔへの移動中において点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触しなかったことを検出したときに、ターゲット３を先端面３ａが前進する方向で軸方向Ａに沿って移動させるようにターゲット送り部４を制御する。また、制御部１３は、ロータリアクチュエータ７などアーク蒸発装置１の他の構成要素についての制御も行う。
【００３８】
シールド板１４は、板状の部材であり、ターゲット３が挿入可能な貫通孔を有する。シールド板１４は、チャンバ２から絶縁された状態でチャンバ２内部に配置されている。シールド板１４は、ターゲット３の先端面３ａの周囲を覆うことにより、アーク放電がターゲット３の先端面３ａのみで発生するように側面３ｂにおけるアーク放電の発生を阻止することが可能である。
【００３９】
また、本発明の変形例として、図４〜５に示されるように、アーク放電がターゲット３の先端面３ａのみで発生するように側面３ｂにおけるアーク放電の発生を阻止するために、ターゲット３の周囲にリング状磁石１５が配置されてもよい。リング状の磁石１５は、磁場ＭＦ（図５参照）を発生させることによってアーク放電の起点となるアークスポットＡＳ（図４参照）をターゲット３の先端面３ａに閉じ込めるものである。リング状の磁石１５は、その内周面および外周面においてそれぞれ異なる磁性の磁極１５ａ、１５ｂを有している。リング状の磁石１５は、例えば、図１のチャンバ２の内部において、主壁２ａから送り方向Ｑに離間した位置に配置される。具体的には、リング状の磁石１５は、図４〜５に示されるように、ターゲット３の周囲を囲むように、ターゲット３の側面３ｂから当該ターゲット３の半径方向Ｂに離間した位置に配置されている。これらの磁極１５ａ、１５ｂは、当該ターゲット３の半径方向Ｂに並ぶ。リング状の磁石１５は、図５に示されるように、ターゲット３の先端面３ａから当該ターゲット３の軸方向Ａにおける後方側であって、磁石１５よりもターゲット３の先端面３ａに近い領域においてターゲット３の側面３ｂに対して磁力線ＦＬがなす角度θが鋭角（４５度以下）になる磁場ＭＦを発生するような位置に配置されている。ターゲット３の側面３ｂに対向する磁極１５ａは、Ｎ極であり、ターゲット３の半径方向Ｂの外側を向く磁極１５ｂは、Ｓ極である。
【００４０】
リング状の磁石１５がターゲット３の周囲を取り囲むことより、ターゲット３の側面３ｂにおいて、当該リング状の磁石１５によって発生する磁場ＭＦをターゲット３の周方向において均一に分布させることが可能である。
【００４１】
リング状の磁石１５は、図１のシールド板１４とチャンバ２の主壁２ａの間に配置されることにより、シールド板１４によってターゲット３の先端面３ａで発生するアーク放電から保護される。
【００４２】
リング状の磁石１５は、強い磁力を発生する永久磁石からなり、例えば、ネオジムを含む合金（例えば、ＮｄＦｅＢなど）によって製造される。また、強い磁力を発生する永久磁石は、サマリウムおよびコバルトを含む合金（ＳｍＣｏ）によっても製造される。なお、磁石１５は、電磁石でもよい。
【００４３】
上記の磁石１５によって発生する磁場ＭＦの磁力線ＦＬは、ターゲット３の側面３ｂに対向する磁極１５ａから出て、ターゲット３の側面３ｂにおける先端面３ａ付近の部分では、ターゲット３の側面３ｂに対して鋭角に延びる。そのため、ターゲット３の表面においてアーク放電が生じる点であるアークスポットＡＳ（図４参照）は、ターゲット３の先端面３ａの範囲から出ようとしても、ターゲット３の先端面３ａ付近の側面３ｂでは、当該側面３ｂにおける磁力線ＦＬ（図５参照）がアークスポットＳを当該先端面３ａの範囲内へ押し戻すように作用する。これによって、アークスポットＡＳは、カーボン製のターゲット３の先端面３ａの範囲内に維持され、アークスポットＡＳがターゲット３の先端面３ａの範囲外へ出ることが防止される。
【００４４】
なお、磁石１５は、互いに異なる磁性の磁極１５ａ（例えばＮ極）および磁極１５ｂ（例えばＳ極）が当該ターゲット３の軸方向Ａに並ぶように配置されたものでもよい。また、上記のように、磁石１５は、上記のようなリング状の磁石に限定されない。複数の永久磁石がターゲット３の周囲においてターゲットの周方向に互いに離間して配置されてもよい。
【００４５】
なお、磁石１５は、本発明のアーク蒸発装置１において必須の構成要素ではない。
【００４６】
上記のように構成されたアーク蒸発装置１では、ターゲット３の蒸発は、以下のようにして行われる。
【００４７】
まず、アーク放電を行う前に、ターゲット送り部４は、ターゲット３を送り方向Ｑへ前進させ、その先端面３ａが点火ロッド６よりも送り方向Ｑにおける前方に位置する位置まで、当該ターゲット３をチャンバ２の空間部２ｅへ送る。
【００４８】
ついで、点火機構５の点火ロッド６がターゲット３から離れた退避位置Ｓ（図３（ｂ）参照）にある状態において、アーク電源８は、ターゲット３とチャンバ２との間に電圧を印加するとともにターゲット３と点火ロッド６との間に電圧を印加する。
【００４９】
その後、点火機構５のロータリアクチュエータ７が点火ロッド６を旋回方向Ｒ（図３（ａ）、（ｂ）参照）に旋回させて、ターゲット３の領域Ｔ（図３（ｂ）参照）へ進入する方向へ回転移動させる。点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したとき、ターゲット３と点火ロッド６との間で電流が流れて、ターゲット３の表面にアークが点火し、それによって、ターゲット３の先端面３ａとチャンバ２（例えば、天板２ｃおよび底板２ｄなど）との間でアーク放電が発生する。このように、アーク電源８がターゲット３とチャンバ２との間に電圧を印加した状態で、電圧を印加した点火ロッド６をターゲット３の側面３ｂに接触してターゲット３にアークを点火することにより、当該ターゲット３の先端面３ａとチャンバ２との間でアーク放電を開始することが可能である。ロータリアクチュエータ７は、所定時間の経過後に、点火ロッド６を旋回方向Ｒと逆方向に旋回させて退避位置Ｓまで戻す。
【００５０】
アーク放電が生じている間は、ターゲット３は、その先端面３ａからアーク放電によって溶解されて蒸発される。
【００５１】
ターゲット送り部４は、ターゲット３を送り方向Ｑへ定期的に所定の送り量で自動的に送り出し、これにより、ターゲット３の蒸発が連続的に行われる。
【００５２】
ここで、ターゲット３の蒸発の条件（例えばターゲット３の材料の品質など）によって、ターゲット３の消耗量が想定された消耗量を上回る場合がある。そこで、上記のターゲット蒸発装置１では、ターゲット送り部４によるターゲット３の定期的な送り出しと併行して、ロータリアクチュエータ７が点火ロッド６を定期的にターゲット３へ向けて定期的に旋回させ、検出部９は、ターゲット３が所定の位置に有るか否かの検出を定期的に行う。
【００５３】
具体的には、まず、ロータリアクチュエータ７は、駆動軸７ａの回転により、点火ロッド６を定期的に中心軸Ｃ回りに旋回させることより、当該点火ロッド６を退避位置Ｓから旋回方向Ｒに沿ってターゲット３が送り込まれる領域Ｔ（図３（ｂ）参照）へ進入するように回転移動させる。
【００５４】
このとき、検出部９では、点火ロッド６の退避位置Ｓから領域Ｔへの移動中において、電位測定部１０は点火ロッド６の電位を測定し、信号変換部１１が電位測定部１０から得たアナログ信号をデジタル信号に変換する。ターゲット接触判断部１２は、変換されたデジタル信号を用いて、点火ロッド６が旋回方向Ｒに沿って退避位置Ｓから領域Ｔへ進入するように移動中において、電位測定部１０によって測定された点火ロッド６の電位が所定の電位以下であるか否かを調べる。ターゲット接触判断部１２は、この電位の変化によって、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを判断する。すなわち、ターゲット接触判断部１２は、点火ロッド６の電位が所定の電位以下である場合には上記の接触が有ったと判断し、所定の電位より大きい場合には上記の接触が無かったと判断する。
【００５５】
検出部９が点火ロッド６の退避位置Ｓから領域Ｔへの移動中において点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触しなかったことを検出したときには、検出部９から非接触の検出結果を受信した制御部１３は、ターゲット３を送り方向Ｑに（すなわち、先端面３ａが前進する方向で軸方向Ａに沿って）あらかじめ決められた追加の送り量で移動させるようにターゲット送り部４を制御する。
【００５６】
この構成では、点火ロッド６の退避位置Ｓから領域Ｔへの移動中において点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触しなかった場合には、制御部１３は、ターゲット３を先端面３ａが前進する方向で軸方向Ａに沿って移動させるようにターゲット送り部４を制御するので、ターゲット３の送り出しを自動的に行うことが可能である。その結果、成膜作業中においてターゲット３が消耗してターゲット３の先端面３ａが点火ロッド６よりも後退した位置になったときには、成膜作業を中断することなく、ターゲット３を自動的に送り出すことが可能である。
【００５７】
なお、上記のターゲット送り部４は、ターゲット３の送り出しとして、２種類の送り出し、すなわち、定期的な所定の送り量の送り出しと、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触しなかった場合の追加の送り出しとを両方行っているが、後者の送り出しのみを行うようにしてもよい。すなわち、ロータリアクチュエータ７による点火ロッド６の旋回の頻度を多くすれば、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触しなかった場合におけるターゲット送り部４によるターゲット３の送り出しだけで、成膜作業を中断することなく、ターゲット３を自動的に送り出すことが可能である。
【００５８】
以上のように、本実施形態のアーク蒸発装置１では、ターゲット３の存在を確認するために、点火ロッド６が退避位置Ｓからターゲット３が送り込まれる領域Ｔへ移動中において点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを検出することが可能である。このような構成では、ターゲット３に接触して当該ターゲット３を検知するための点火ロッド６がターゲット３との接触を繰り返し行ったことにより、図３（ｃ）に示されるようにターゲット３の送り方向Ｑと交差する旋回方向Ｒに変形しても、点火ロッド６が退避位置Ｓからターゲット３が送り込まれる領域Ｔへ向かって旋回方向Ｒに沿って移動する間において、ターゲット３の送り方向Ｑにおける所定の位置においてターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを検出部９によって検出することが可能である。この検出結果を用いれば、ターゲット３がターゲット３の送り方向Ｑにおいて所定の位置に存在するか否か（すなわち、ターゲット３の先端が点火ロッド６よりも送り方向Ｑの前方へ突出しているか否か）を判断することが可能である。その結果、ターゲット３が所定の位置に存在するか否かの検出を長期に亘って正確に行うことが可能である。
【００５９】
上記のようにターゲット３と点火ロッド６との間に電圧を印加した状態で、点火ロッド６をターゲット３の側面３ｂに接触してターゲット３にアークを点火するときには、点火ロッド６とターゲット３との間で電流が流れることにより、点火ロッド６の電位が低下する現象が生じる。そこで、上記の構成では、この電位差を利用して点火ロッド６が退避位置Ｓから領域Ｔへ移動中において、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触することによる点火ロッド６の電位の変化に基づいて、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かをターゲット接触判断部１２によって判断することが可能である。
【００６０】
また、上記のようにターゲット３の先端面３ａにおけるアーク放電を維持して成膜を行っている間でも、点火ロッド６をターゲット３の送り方向Ｑと交差する旋回方向Ｒから退避位置Ｓから領域Ｔへ移動させることによって、ターゲット接触判断部１２が当該点火ロッド６の電位に基づいて点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを判断することによって、ターゲット３が所定の位置に存在しているか判断することが可能である。そのため、ターゲット３の存在確認のためにアーク放電を中断する必要がないので、アーク放電による成膜によって形成された膜の質や厚さなどの不連続性（不均一）を回避することが可能である。また、アーク放電がターゲット３の先端面３ａとチャンバ２との間で発生している間は、ターゲット３の側面３ｂに点火ロッド６を接触させても、アーク放電が点火ロッド６に移行して当該点火ロッド６を損傷するおそれが低い。
【００６１】
（変形例）
上記実施形態では、検出部９は、点火ロッド６の電位を測定する電位測定部１０と、ターゲット接触判断部１２とを有し、ターゲット接触判断部１２が点火ロッド６の電位が所定の電位以下であるか否かによって、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを判断しているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明では、接触部（点火ロッド６）の移動中において、当該接触部がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを検出することが可能な構成であれば、種々の形態の検出部を採用することが可能である。
【００６２】
例えば、本発明の変形例として、図６に示されるアーク蒸発装置１のように、検出部９が、接触部である点火ロッド６の回転角度によりターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを検出する構成を有してもよい。
【００６３】
すなわち、図６に示される検出部９は、点火ロッド６の旋回角度を検出する角度測定部である回転角度変換部１６と、当該旋回角度に基づいて点火ロッドがターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを判断するターゲット接触判断部１２とを有する。
【００６４】
ロータリアクチュエータ７は、上記実施形態と同様に、点火ロッド６が側面３ｂに接触したときに当該点火ロッド６が静止する程度の駆動力で点火ロッド６を回転移動させる。この変形例におけるロータリアクチュエータ７は、駆動軸７ａの回転角度に対応するパルス信号を発生させるパルス発生部、例えば、ロータリエンコーダなどを有する。
【００６５】
回転角度変換部１６は、ロータリアクチュエータ７から発生するパルス信号を回転角度の情報に変換することにより、点火ロッド６の旋回角度を検出する。
【００６６】
ターゲット接触判断部１２は、回転角度変換部１６によって測定された点火ロッド６の旋回角度が所定の角度以上であるか否かによって、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを判断する。
【００６７】
点火ロッド６がロータリアクチュエータ７によって退避位置Ｓから領域Ｔ（図３（ｂ）参照）へ回転移動している間にターゲット３の側面３ｂに接触したときにはその位置で静止するが、当該側面３ｂに接触しない場合には、ターゲット３の側面３ｂがあるべき位置を過ぎて所定の角度以上旋回する。
【００６８】
そこで、図６に示されるアーク蒸発装置１では、ターゲット接触判断部１２は、この旋回角度の変化を利用して、点火ロッド６の旋回角度が所定の角度以上であるか否かによって、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを判断することが可能である。したがって、アーク放電していない場合やアーク電源８が動作していない場合でも、点火ロッド６の旋回角度に基づいてターゲット３の存在を判断することが可能である。
【００６９】
図６に示される検出部９が点火ロッド６の退避位置Ｓから領域Ｔへの移動中において点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触しなかったことを検出したときには、上記実施形態と同様に、検出部９から非接触の検出結果を受信した制御部１３は、ターゲット３を送り方向Ｑに移動させるようにターゲット送り部４を制御することが可能である。
【００７０】
なお、上記の図６に示される変形例では、点火ロッド６の旋回角度を検出する角度測定部として、ロータリアクチュエータ７から発生するパルス信号を回転角度の情報に変換する回転角度変換部１６が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではない。角度測定部は、点火ロッド６などの接触部の旋回角度を検出することが可能であれば他の形態を有してもよい。
【００７１】
また、本発明の他の変形例として、図７に示されるアーク蒸発装置１のように、検出部９が、アーク電源８の出力（例えば出力電流または出力電圧）に基づいてアーク放電の有無を調べることにより、ターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを検出する構成を有してもよい。
【００７２】
具体的には、検出部９は、アーク電源８の出力電流または出力電圧の信号をデジタル信号に変換する信号変換部１１と、ターゲット接触判断部１２とを有する。ターゲット接触判断部１２は、点火ロッド６が退避位置Ｓから領域Ｔへ移動中において、アーク電源８の出力電流または出力電圧の変化に基づいて、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを判断する。
【００７３】
この変形例におけるアーク電源８は、定期的にアーク放電を停止するように、ターゲット３とチャンバ２との間での電圧の印加を定期的に停止する構成を有している。
【００７４】
この図７に示されるアーク蒸発装置１では、アーク電源８は、ターゲット３とチャンバ２との間での電圧の印加を定期的に停止してアーク放電を定期的に停止する。そして、アーク電源８がターゲット３とチャンバ２との間に電圧を印加するとともにターゲット３と点火ロッド６との間に電圧を印加した状態で、ロータリアクチュエータ７が点火ロッド６を退避位置Ｓから領域Ｔ（図３（ｂ）参照）へ移動させることにより、ターゲット３にアークを再点火する動作が行われる。このとき、検出部９は、アーク放電が開始したか否かによって、ターゲット３の位置を判断する。具体的には、点火ロッド６が退避位置Ｓから領域Ｔへ移動してターゲット３の側面３ｂに接触してアーク放電が開始したときには、アーク電源８の出力電流または出力電圧は変動するので、ターゲット接触判断部１２は、アーク電源８の出力電流または出力電圧の変化に基づいて、点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触したか否かを判断する。すなわち、ターゲット接触判断部１２は、アーク電源８の出力電流または出力電圧の変化が所定の大きさ以上である場合には上記の接触が有ったと判断し、その変化が所定の大きさ未満の場合には上記の接触が無かったと判断する。
【００７５】
これにより、ターゲット接触判断部１２は、アーク放電が開始したか否かによってターゲット３位置を判断することが可能である。したがって、ターゲット３の位置を判断するために、アーク放電回路やアーク点火回路以外の付加的な回路や機器が不要になる。
【００７６】
図７に示される検出部９が点火ロッド６の退避位置Ｓから領域Ｔへの移動中において点火ロッド６がターゲット３の側面３ｂに接触しなかったことを検出したときには、上記実施形態と同様に、検出部９から非接触の検出結果を受信した制御部１３は、ターゲット３を送り方向Ｑに移動させるようにターゲット送り部４を制御することが可能である。
【００７７】
上記実施形態では、本発明の接触部として点火機構５の点火ロッド６を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ターゲット３の側面３ｂに接触可能な形状を有するものであれば本発明の接触部として用いることが可能である。したがって、点火機構５の点火ロッド６とは別に、ターゲット３の側面３ｂに接触して当該ターゲット３を検知するための部材を、接触部として用いてもよい。
【００７８】
また、接触部の形状については、本発明では棒状に限定されるものではなく、ターゲット３の側面３ｂに接触可能な形状であれば種々の形状が採用され得る。
【００７９】
上記実施形態では、本発明の接触部駆動部として、点火ロッド６に回転駆動力を与えるロータリアクチュエータ７が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではない。接触部（点火ロッド６）を送り方向Ｑと交差する方向に沿って退避位置からターゲット３が送り込まれる領域Ｔ（すなわち、図３（ｂ）に進入するように接触部を移動させるものであれば、本発明の接触部駆動部として用いることが可能である。したがって、本発明の接触部駆動部としては、接触部を送り方向Ｑと交差する方向に沿って退避位置から領域Ｔへ直線移動させるものでもよい。例えば、棒状の接触部の場合には、当該棒状の接触部の側面がターゲット３の側面３ｂに接触することが可能な方向に当該接触部を直線移動させてもよいし、または、当該棒状の接触部の先端がターゲット３の側面３ｂに接触するように、接触部の軸方向に当該接触部を直線移動させてもよい。また、送り方向Ｑと交差する方向は、送り方向Ｑと直交する方向に限定されるものではなく、送り方向Ｑと９０度以外の角度で交差する方向であってもよい。
【００８０】
上記実施形態では、アーク放電がターゲット３の先端面３ａのみで発生するように側面３ｂにおけるアーク放電の発生を阻止するために、シールド板１４およびリング状の磁石１５がチャンバ２内部に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。ターゲット３の先端面３ａでのみアーク放電を発生せるための本発明の変形例として、例えば、アーク蒸発装置は、ターゲット３の先端面３ａに近い位置で当該ターゲット３の側面を覆う絶縁リングが設けられた形態を有してもよい。絶縁リングは、電気が通りにくい絶縁材料で製造されたリング状の部材である。この形態では、絶縁リングがターゲット３の側面をチャンバ２から絶縁することにより、当該側面におけるアーク放電の発生を阻止して先端面３ａのみでアーク放電を発生させることが可能である。
【００８１】
また、本発明のさらに他の変形例として、図８に示されるように、ターゲット３の先端面３ａに対向する位置にチャンバ２から絶縁されたアノード１９が配置され、アーク電源２０の陽極がアノード１９に接続されるとともに当該アーク電源２０の陰極がターゲット３に接続される形態でもよい。この形態では、先端面３ａとそれに対向するアノード１９との間でのみでアーク放電が局所的に発生するので、ターゲット３の側面におけるアーク放電の発生を阻止することが可能である。
【００８２】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【００８３】
本実施形態のアーク蒸発装置は、軸方向の一方の端面である先端面と、当該先端面の周縁に連続して前記軸方向に延びる側面とを有し、アーク放電によって前記先端面から溶解して蒸発する棒状のターゲットと、前記ターゲットの前記先端面との間で放電するための電極と、前記ターゲットと前記電極との間に電圧を印加することによって前記先端面と前記電極との間でアーク放電を発生させるアーク電源と、前記ターゲットを前記先端面が前進する方向で前記軸方向に沿って移動させるターゲット送り部と、前記ターゲットの送り方向における所定の位置において、前記ターゲットの前記側面に対して前記送り方向と交差する交差方向から接触可能な形状を有する接触部と、前記接触部を前記側面から前記交差方向に離れた退避位置から前記交差方向に沿って前記ターゲットが送り込まれる領域へ進入するように移動させる接触部駆動部と、前記接触部の移動中において、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを検出する検出部と、を備えていることを特徴とする。
【００８４】
この構成では、アーク放電によって先端面から蒸発するターゲットの存在を確認するために、接触部が退避位置から当該ターゲットが送り込まれる領域へ移動中において接触部がターゲットの側面に接触したか否かを検出することが可能である。このような構成では、ターゲットに接触して当該ターゲットを検知するための接触部がターゲットとの接触を繰り返し行ってターゲットの送り方向と交差する交差方向に変形しても、接触部が退避位置からターゲットが送り込まれる領域へ向かって交差方向に沿って移動する間において、ターゲットの送り方向における所定の位置においてターゲットの側面に接触したか否かを検出部によって検出することが可能である。この検出結果を用いれば、ターゲットがターゲットの送り方向において所定の位置に存在するか否か（すなわち、ターゲットの先端が接触部よりも送り方向の前方へ突出しているか否か）を判断することが可能である。その結果、ターゲットが所定の位置に存在するか否かの検出を長期に亘って正確に行うことが可能である。
【００８５】
前記接触部は、導電性を有し、前記接触部は、前記ターゲットとの間に電圧が印加された状態で当該ターゲットの前記側面に接触することによって、前記先端面と前記電極との間のアーク放電を開始させるのが好ましい。
【００８６】
この構成では、アーク電源がターゲットと電極との間に電圧を印加した状態で、接触部がターゲットとの間に電圧が印加された状態で当該ターゲットの側面に接触することによって、ターゲットにアークが点火して、当該ターゲットの先端面と電極との間でアーク放電を開始することが可能である。
【００８７】
前記検出部は、前記接触部の電位を測定する電位測定部と、前記接触部の移動中において、前記電位測定部によって測定された前記接触部の電位が所定の電位によって、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、を有しているのが好ましい。
【００８８】
ターゲットと接触部との間に電圧を印加した状態で、接触部をターゲットの側面に接触してターゲットにアークを点火するときには、接触部とターゲットとの間で電流が流れることにより、接触部の電位が低下する。そこで、上記の構成では、この電位差を利用して接触部が前記退避位置から前記領域へ移動中において、接触部がターゲットの側面に接触することによる接触部の電位の変化に基づいて、接触部がターゲットの側面に接触したか否かを判断部によって判断することが可能である。
【００８９】
また、ターゲットの先端面におけるアーク放電を維持して成膜を行っている間でも、接触部をターゲットの送り方向と交差する交差方向から前記退避位置から前記領域へ移動させることによって、判断部が当該接触部の電位に基づいて接触部がターゲットの側面に接触したか否かを判断することによって、ターゲットが所定の位置に存在しているか判断することが可能である。そのため、ターゲットの存在確認のためにアーク放電を中断する必要がないので、アーク放電による成膜によって形成された膜の質や厚さなどの不連続性（不均一）を回避することが可能である。また、アーク放電がターゲットの先端面と電極との間で発生している間は、ターゲットの側面に接触部を接触させても、アーク放電が接触部に移行して当該接触部を損傷するおそれが低い。
【００９０】
前記検出部は、前記接触部が前記退避位置から前記領域へ移動中において、前記アーク電源の出力の変化に基づいて、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、を有してもよい。
【００９１】
この構成では、アーク電源は、ターゲットと電極との間での電圧の印加を定期的に停止してアーク放電を定期的に停止し、接触部を前記退避位置から前記領域へ移動してターゲットにアークを再点火する動作を行い、アーク放電が開始したか否かによって、ターゲット位置を判断することを可能にする。具体的には、接触部が前記退避位置から前記領域へ移動してターゲットの側面に接触してアーク放電が開始したときには、アーク電源の出力（電圧または電流など）は変動するので、判断部は、アーク電源の出力の変化に基づいて、接触部が前記ターゲットの側面に接触したか否かを判断する。言い換えれば、判断部は、アーク放電が開始したか否かによってターゲット位置を判断することが可能である。したがって、ターゲットの位置を判断するために、アーク放電回路やアーク点火回路以外の付加的な回路や機器が不要になる。
【００９２】
前記アーク蒸発装置は、前記接触部および前記ターゲットの前記先端面を含む部分を収容するチャンバをさらに備えており、前記チャンバは、導電性を有することにより前記電極として機能し、前記チャンバは、前記ターゲットが挿入可能な貫通孔を有する主壁を有し、前記接触部は、前記主壁から前記チャンバの内側に当該主壁と前記ターゲットの前記側面との間でのアーク放電を阻止する程度の距離を隔てた位置で前記退避位置から前記交差方向に沿って前記領域へ進入するのが好ましい。
【００９３】
この構成では、接触部がチャンバの主壁から当該主壁とターゲットの側面との間でのアーク放電を阻止する程度の距離を隔てた位置でターゲットの側面に接触するので、ターゲットの先端面とチャンバの主壁以外の部分(例えば天板や底板など)との間でアーク放電が生じている間においても、ターゲットの側面と主壁との間でアーク放電が生じるような異常放電を阻止することが可能である。
【００９４】
前記接触部駆動部は、前記ターゲットの前記側面から前記交差方向に離間して前記軸方向と平行に延びる中心軸回りに前記接触部を旋回することにより、当該接触部を前記退避位置から前記交差方向に沿って前記領域へ進入するように回転移動させる構成を有するのが好ましい。
【００９５】
この構成では、接触部駆動部は、接触部を旋回させることによって、簡単な構成で接触部を退避位置から前記交差方向に沿って前記領域へ進入するように移動させることが可能である。
【００９６】
前記接触部駆動部は、前記接触部が前記側面に接触したときに当該接触部が静止する程度の駆動力で前記接触部を回転移動させ、前記検出部は、前記接触部の旋回角度を検出する角度測定部と、前記角度測定部によって測定された前記接触部の旋回角度が所定の角度以上であるか否かによって、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、を有してもよい。
【００９７】
この構成では、接触部が接触部駆動部によって退避位置から前記領域へ回転移動している間にターゲットの側面に接触したときにはその位置で静止するが、当該側面に接触しない場合には、ターゲットの側面があるべき位置を過ぎて所定の角度以上旋回する。そこで、判断部は、この旋回角度の変化を利用して、接触部の旋回角度が所定の角度以上であるか否かによって、接触部がターゲットの前記側面に接触したか否かを判断することが可能である。したがって、この構成では、アーク放電していない場合やアーク電源が動作していない場合でも、接触部の旋回角度に基づいてターゲットの存在を判断することが可能である。
【００９８】
前記アーク蒸発装置は、前記検出部が前記接触部の前記退避位置から前記領域への移動中において前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触しなかったことを検出したときに、前記ターゲットを前記先端面が前進する方向で前記軸方向に沿って移動させるように前記ターゲット送り部を制御する制御部をさらに備えているのが好ましい。
【００９９】
この構成では、前記接触部の前記退避位置から前記領域への移動中において接触部がターゲットの側面に接触しなかった場合には、制御部は、ターゲットを先端面が前進する方向で前記軸方向に沿って移動させるようにターゲット送り部を制御するので、ターゲットの送り出しを自動的に行うことが可能である。その結果、成膜作業中においてターゲットが消耗してターゲットの先端面が接触部よりも後退した位置になったときには、成膜作業を中断することなく、ターゲットを自動的に送り出すことが可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１  アーク蒸発装置
２  チャンバ
２ａ  主壁
３  ターゲット
３ａ  先端面
３ｂ  側面
４  ターゲット送り部
５  点火機構
６  点火ロッド（接触部）
７  ロータリアクチュエータ（接触部駆動部）
８  アーク電源
９  検出部
１０  電位測定部
１２  ターゲット接触判断部
１３  制御部
１６  回転角度変換部（角度測定部）
１７  出力電流測定部
Ａ  軸方向
Ｑ  送り方向
Ｒ  旋回方向
Ｔ  領域
【図１】
2017145428.tif 000003
【図２】
2017145428.tif 000004
【図３】
2017145428.tif 000005
【図４】
2017145428.tif 000006
【図５】
2017145428.tif 000007
【図６】
2017145428.tif 000008
【図７】
2017145428.tif 000009
【図８】
2017145428.tif 000010
【図９】
2017145428.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月5日(2017.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の一方の端面である先端面と、当該先端面の周縁に連続して前記軸方向に延びる側面とを有し、アーク放電によって前記先端面から溶解して蒸発する棒状のターゲットと、
前記ターゲットの前記先端面との間で放電するための電極と、
前記ターゲットと前記電極との間に電圧を印加することによって前記先端面と前記電極との間でアーク放電を発生させるアーク電源と、
前記ターゲットを前記先端面が前進する方向で前記軸方向に沿って移動させるターゲット送り部と、
前記ターゲットの送り方向における所定の位置において、前記ターゲットの前記側面に対して前記送り方向と交差する交差方向から接触可能な形状を有する接触部と、
前記接触部を前記側面から前記交差方向に離れた退避位置から前記交差方向に沿って前記ターゲットが送り込まれる領域へ進入するように移動させる接触部駆動部と、
前記接触部の移動中において、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを検出する検出部と、
を備えており、
前記接触部は、導電性を有し、
前記接触部は、前記ターゲットとの間に電圧が印加された状態で当該ターゲットの前記側面に接触することによって、前記先端面と前記電極との間のアーク放電を開始させる
アーク蒸発装置。
【請求項２】
前記検出部は、
前記接触部の電位を測定する電位測定部と、
前記接触部の移動中において、前記電位測定部によって測定された前記接触部の電位によって、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、
を有している、
請求項１に記載のアーク蒸発装置。
【請求項３】
前記検出部は、
前記接触部が前記退避位置から前記領域へ移動中において、前記アーク電源の出力の変化に基づいて、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、
を有する、
請求項１に記載のアーク蒸発装置。
【請求項４】
前記接触部駆動部は、前記ターゲットの前記側面から前記交差方向に離間して前記軸方向と平行に延びる中心軸回りに前記接触部を旋回することにより、当該接触部を前記退避位置から前記交差方向に沿って前記領域へ進入するように回転移動させる構成を有する
請求項１に記載のアーク蒸発装置。
【請求項５】
前記接触部駆動部は、前記接触部が前記側面に接触したときに当該接触部が静止する程度の駆動力で前記接触部を回転移動させ、
前記検出部は、
前記接触部の旋回角度を検出する角度測定部と、
前記角度測定部によって測定された前記接触部の旋回角度が所定の角度以上であるか否かによって、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを判断する判断部と、
を有する
請求項４に記載のアーク蒸発装置。
【請求項６】
前記検出部が前記接触部の前記退避位置から前記領域への移動中において前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触しなかったことを検出したときに、前記ターゲットを前記先端面が前進する方向で前記軸方向に沿って移動させるように前記ターゲット送り部を制御する制御部をさらに備えている
請求項１〜５のいずれか１項に記載のアーク蒸発装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明のアーク蒸発装置は、軸方向の一方の端面である先端面と、当該先端面の周縁に連続して前記軸方向に延びる側面とを有し、アーク放電によって前記先端面から溶解して蒸発する棒状のターゲットと、前記ターゲットの前記先端面との間で放電するための電極と、前記ターゲットと前記電極との間に電圧を印加することによって前記先端面と前記電極との間でアーク放電を発生させるアーク電源と、前記ターゲットを前記先端面が前進する方向で前記軸方向に沿って移動させるターゲット送り部と、前記ターゲットの送り方向における所定の位置において、前記ターゲットの前記側面に対して前記送り方向と交差する交差方向から接触可能な形状を有する接触部と、前記接触部を前記側面から前記交差方向に離れた退避位置から前記交差方向に沿って前記ターゲットが送り込まれる領域へ進入するように移動させる接触部駆動部と、前記接触部の移動中において、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを検出する検出部と、を備えており、前記接触部は、導電性を有し、前記接触部は、前記ターゲットとの間に電圧が印加された状態で当該ターゲットの前記側面に接触することによって、前記先端面と前記電極との間のアーク放電を開始させることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
本実施形態のアーク蒸発装置は、軸方向の一方の端面である先端面と、当該先端面の周縁に連続して前記軸方向に延びる側面とを有し、アーク放電によって前記先端面から溶解して蒸発する棒状のターゲットと、前記ターゲットの前記先端面との間で放電するための電極と、前記ターゲットと前記電極との間に電圧を印加することによって前記先端面と前記電極との間でアーク放電を発生させるアーク電源と、前記ターゲットを前記先端面が前進する方向で前記軸方向に沿って移動させるターゲット送り部と、前記ターゲットの送り方向における所定の位置において、前記ターゲットの前記側面に対して前記送り方向と交差する交差方向から接触可能な形状を有する接触部と、前記接触部を前記側面から前記交差方向に離れた退避位置から前記交差方向に沿って前記ターゲットが送り込まれる領域へ進入するように移動させる接触部駆動部と、前記接触部の移動中において、前記接触部が前記ターゲットの前記側面に接触したか否かを検出する検出部と、を備えており、前記接触部は、導電性を有し、前記接触部は、前記ターゲットとの間に電圧が印加された状態で当該ターゲットの前記側面に接触することによって、前記先端面と前記電極との間のアーク放電を開始させることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
この構成では、アーク放電がターゲットの先端面のみで発生するアーク蒸発装置において、アーク放電によって先端面から蒸発するターゲットの存在を確認するために、接触部が退避位置から当該ターゲットが送り込まれる領域へ移動中において接触部がターゲットの側面に接触したか否かを検出することが可能である。このような構成では、ターゲットに接触して当該ターゲットを検知するための接触部がターゲットとの接触を繰り返し行ってターゲットの送り方向と交差する交差方向に変形しても、接触部が退避位置からターゲットが送り込まれる領域へ向かって交差方向に沿って移動する間において、ターゲットの送り方向における所定の位置においてターゲットの側面に接触したか否かを検出部によって検出することが可能である。この検出結果を用いれば、ターゲットがターゲットの送り方向において所定の位置に存在するか否か（すなわち、ターゲットの先端が接触部よりも送り方向の前方へ突出しているか否か）を判断することが可能である。その結果、ターゲットが所定の位置に存在するか否かの検出を長期に亘って正確に行うことが可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
また、上記のアーク蒸発装置は、前記接触部は、導電性を有し、前記接触部は、前記ターゲットとの間に電圧が印加された状態で当該ターゲットの前記側面に接触することによって、前記先端面と前記電極との間のアーク放電を開始させる構成を有する。そのため、アーク電源がターゲットと電極との間に電圧を印加した状態で、接触部がターゲットとの間に電圧が印加された状態で当該ターゲットの側面に接触することによって、ターゲットにアークが点火して、当該ターゲットの先端面と電極との間でアーク放電を開始することが可能である。