JPH11140629A - カソードアーク気相堆積装置 - Google Patents
カソードアーク気相堆積装置Info
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- JPH11140629A JPH11140629A JP10245458A JP24545898A JPH11140629A JP H11140629 A JPH11140629 A JP H11140629A JP 10245458 A JP10245458 A JP 10245458A JP 24545898 A JP24545898 A JP 24545898A JP H11140629 A JPH11140629 A JP H11140629A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32055—Arc discharge
-
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- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/32577—Electrical connecting means
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コスト効果良く、かつ、均一で高品質のコー
ティングを基体に対して行うことを可能とするカソード
アーク気相堆積装置を提供する。 【解決手段】 カソードアーク気相堆積法によって材料
を基体１２にコーティングするための装置１０は、容器
１４と、この容器を真空に維持するための装置１６と、
カソード１８と、コンタクタ２０と、このカソード１８
とアノード２６の間でアークの電気エネルギーを選択的
に維持させるための手段２４と、アクチュエータ２２
と、を有している。上記カソード１８と上記コンタクタ
２０は、上記容器の内側に配置されており、上記コンタ
クタ２０は、前記アークの電気エネルギーを選択的に支
持するための手段２４に電気的に連結されている。アク
チュエータ２２は、選択的に上記コンタクタ２０を前記
カソード１８に電気的に連結させ、前記カソード１８を
前記アークの電気的エネルギーを支持するための手段２
４に連結させている。
ティングを基体に対して行うことを可能とするカソード
アーク気相堆積装置を提供する。 【解決手段】 カソードアーク気相堆積法によって材料
を基体１２にコーティングするための装置１０は、容器
１４と、この容器を真空に維持するための装置１６と、
カソード１８と、コンタクタ２０と、このカソード１８
とアノード２６の間でアークの電気エネルギーを選択的
に維持させるための手段２４と、アクチュエータ２２
と、を有している。上記カソード１８と上記コンタクタ
２０は、上記容器の内側に配置されており、上記コンタ
クタ２０は、前記アークの電気エネルギーを選択的に支
持するための手段２４に電気的に連結されている。アク
チュエータ２２は、選択的に上記コンタクタ２０を前記
カソード１８に電気的に連結させ、前記カソード１８を
前記アークの電気的エネルギーを支持するための手段２
４に連結させている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概ね気相堆積（ベ
ーパデポジッション）装置、より詳細には、カソードア
ーク気相堆積装置に関する。
ーパデポジッション）装置、より詳細には、カソードア
ーク気相堆積装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】基体へのコーティングを施すための手段
として気相堆積法が当業界で知られている。この気相堆
積法としては、ケミカルベーパデポジッション法（化学
的気相堆積法）、フィジカルベーパデポジッション法
（物理的気相堆積法）、カソードアークベーパデポジッ
ション法（カソードアーク気相堆積法）を挙げることが
できる。化学的気相堆積法（ＣＶＤ）は、反応性ガスで
ある元素を１つ以上のコーティングすべき基体を入れた
堆積チャンバに導入する。物理的気相堆積法（ＰＶＤ）
は、供給材料及び基体を排気された堆積チャンバに導入
するステップを有している。この供給材料は、抵抗加
熱、誘導加熱又は電子ビーム手段によって加熱されるこ
とでエネルギーが加えられて気化する。
として気相堆積法が当業界で知られている。この気相堆
積法としては、ケミカルベーパデポジッション法（化学
的気相堆積法）、フィジカルベーパデポジッション法
（物理的気相堆積法）、カソードアークベーパデポジッ
ション法（カソードアーク気相堆積法）を挙げることが
できる。化学的気相堆積法（ＣＶＤ）は、反応性ガスで
ある元素を１つ以上のコーティングすべき基体を入れた
堆積チャンバに導入する。物理的気相堆積法（ＰＶＤ）
は、供給材料及び基体を排気された堆積チャンバに導入
するステップを有している。この供給材料は、抵抗加
熱、誘導加熱又は電子ビーム手段によって加熱されるこ
とでエネルギーが加えられて気化する。
【０００３】カソードアーク気相堆積法は、供給材料及
びコーティングすべき基体を排気された堆積チャンバ内
に配置するステップを有している。このチャンバは、比
較的少量の気体しか含有していない。直流（ＤＣ）電源
からの負側の導線は、上記供給材料に取り付けられ（こ
れを以後、「カソード」として引用する）、その正側の
導線は、アノード部材に取り付けられる。多くの場合に
は、上記正の導線は、上記堆積チャンバに連結され、こ
のチャンバをアノードとしている。上記アノードと同電
位あるいは上記アノード付近の電位でアークを開始させ
るトリガは、上記カソードに接触しており、連続して上
記カソードから離れて行くようになっている。上記トリ
ガが上記カソードにいまだ極近接している場合には、上
記トリガと上記カソードの間の電位差により、それらの
間に電気的なアークが生じる。このトリガがより離間す
るにつれこのアークは、上記カソードと上記アノード電
位とされたチャンバ部分の間で生じることになる。上記
カソード表面のアークが接触するその位置又はその複数
の位置を、以後カソードスポットと呼ぶ。制御機構が存
在しなければ、このカソードスポットは、上記カソード
表面上をランダムに移動してしまうことになる。
びコーティングすべき基体を排気された堆積チャンバ内
に配置するステップを有している。このチャンバは、比
較的少量の気体しか含有していない。直流（ＤＣ）電源
からの負側の導線は、上記供給材料に取り付けられ（こ
れを以後、「カソード」として引用する）、その正側の
導線は、アノード部材に取り付けられる。多くの場合に
は、上記正の導線は、上記堆積チャンバに連結され、こ
のチャンバをアノードとしている。上記アノードと同電
位あるいは上記アノード付近の電位でアークを開始させ
るトリガは、上記カソードに接触しており、連続して上
記カソードから離れて行くようになっている。上記トリ
ガが上記カソードにいまだ極近接している場合には、上
記トリガと上記カソードの間の電位差により、それらの
間に電気的なアークが生じる。このトリガがより離間す
るにつれこのアークは、上記カソードと上記アノード電
位とされたチャンバ部分の間で生じることになる。上記
カソード表面のアークが接触するその位置又はその複数
の位置を、以後カソードスポットと呼ぶ。制御機構が存
在しなければ、このカソードスポットは、上記カソード
表面上をランダムに移動してしまうことになる。
【０００４】上記カソードスポットにおいて放出される
エネルギーは強力であり、１０5〜１０7Ａ／ｃｍ2程度
で、数μｓの時間だけ持続する。このエネルギー強度
は、上記カソードスポットの局所的温度を上記排気され
たチャンバ圧での上記カソード材料の沸点にほぼ等しい
温度にまで上昇させる。この結果、上記カソードスポッ
トにおけるカソード材料は、原子、分子、イオン、電
子、粒子を含有するプラズマとして気化する。正に帯電
したイオンは、上記カソードから飛び出し、この正に帯
電したイオンに対して低い電位を有する上記堆積チャン
バ内のどのような物体にでも付着する。いくつかの堆積
プロセスでは、コートされる上記基体を上記アノードと
同電位に維持させている。別のプロセスでは、上記基体
の電位を低下させるためにバイアス電源を用いて、上記
正帯電イオンに対しより引力を与えるようにされてい
る。どちらの場合にも、上記基体は、上記カソードから
飛び出して気化した材料によってコートされることにな
る。この堆積速度、コーティング密度、コーティング厚
は、用途に応じて調節することが可能である。
エネルギーは強力であり、１０5〜１０7Ａ／ｃｍ2程度
で、数μｓの時間だけ持続する。このエネルギー強度
は、上記カソードスポットの局所的温度を上記排気され
たチャンバ圧での上記カソード材料の沸点にほぼ等しい
温度にまで上昇させる。この結果、上記カソードスポッ
トにおけるカソード材料は、原子、分子、イオン、電
子、粒子を含有するプラズマとして気化する。正に帯電
したイオンは、上記カソードから飛び出し、この正に帯
電したイオンに対して低い電位を有する上記堆積チャン
バ内のどのような物体にでも付着する。いくつかの堆積
プロセスでは、コートされる上記基体を上記アノードと
同電位に維持させている。別のプロセスでは、上記基体
の電位を低下させるためにバイアス電源を用いて、上記
正帯電イオンに対しより引力を与えるようにされてい
る。どちらの場合にも、上記基体は、上記カソードから
飛び出して気化した材料によってコートされることにな
る。この堆積速度、コーティング密度、コーティング厚
は、用途に応じて調節することが可能である。
【０００５】現在使用できるカソードアークコータは、
典型的には上記コータに固定された冷却カソードを用い
ている。一つの冷却方法としては、上記カソードとマニ
ホルドの間で冷媒を流すようになったマニホルドをカソ
ードに取り付けることによる。別の手法としては、ホロ
ーカソードに連結した冷却パイプを用いることによる。
典型的には上記コータに固定された冷却カソードを用い
ている。一つの冷却方法としては、上記カソードとマニ
ホルドの間で冷媒を流すようになったマニホルドをカソ
ードに取り付けることによる。別の手法としては、ホロ
ーカソードに連結した冷却パイプを用いることによる。
【０００６】いずれの場合も問題となるのは上記マニホ
ルド又はパイプを収容すべく、カソードを機械加工しな
ければならないことにある。すべてのカソード材料が、
機械加工が可能ではあっても適しているわけではないの
で、機械加工は、上記消耗品であるカソードに対し著し
いコストを加えてしまうことになる。カソードの「直接
冷却」により生じる別の問題点は、その使用寿命が終了
した場合に上記カソードを交換する労力を伴うことにあ
る。マニホルド（又はパイプ）が上記カソードに機械的
に取り付けられている上述の場合には、上記マニホルド
（又はパイプ）は、古いカソードから取り外されて、新
しいカソード及び上記堆積チャンバに装着され、それに
引き続いて冷媒によって洗浄が行われる。各コーティン
グ操作の後にカソードを交換することが必要な用途の場
合には、労力・コスト及び停止時間が重大な関心事とな
る。さらには、上記直接冷却による別の問題は、リーク
にある。堆積中の冷媒のリークは、コーティングする上
記基体を汚染するので、上記堆積チャンバ内を充分に清
掃化することが必要となる。ガスタービンエンジンの翼
は、コートすべき高価な基体の一例である。このような
汚染による損失を最低限とし、又は排除することは、重
大な課題であるといえる。
ルド又はパイプを収容すべく、カソードを機械加工しな
ければならないことにある。すべてのカソード材料が、
機械加工が可能ではあっても適しているわけではないの
で、機械加工は、上記消耗品であるカソードに対し著し
いコストを加えてしまうことになる。カソードの「直接
冷却」により生じる別の問題点は、その使用寿命が終了
した場合に上記カソードを交換する労力を伴うことにあ
る。マニホルド（又はパイプ）が上記カソードに機械的
に取り付けられている上述の場合には、上記マニホルド
（又はパイプ）は、古いカソードから取り外されて、新
しいカソード及び上記堆積チャンバに装着され、それに
引き続いて冷媒によって洗浄が行われる。各コーティン
グ操作の後にカソードを交換することが必要な用途の場
合には、労力・コスト及び停止時間が重大な関心事とな
る。さらには、上記直接冷却による別の問題は、リーク
にある。堆積中の冷媒のリークは、コーティングする上
記基体を汚染するので、上記堆積チャンバ内を充分に清
掃化することが必要となる。ガスタービンエンジンの翼
は、コートすべき高価な基体の一例である。このような
汚染による損失を最低限とし、又は排除することは、重
大な課題であるといえる。
【０００７】すなわち、基体への材料のカソードアーク
気相堆積法のための装置に対しては、効率よく操作で
き、基体への高品質のコーティングを一貫して行うこと
ができ、カソード浸食を最適化でき、コスト効率が良い
こと、が要求されていたのである。
気相堆積法のための装置に対しては、効率よく操作で
き、基体への高品質のコーティングを一貫して行うこと
ができ、カソード浸食を最適化でき、コスト効率が良い
こと、が要求されていたのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、コスト効果良く基体へと材料をカソードアーク
気相堆積させるための装置を提供することにある。
目的は、コスト効果良く基体へと材料をカソードアーク
気相堆積させるための装置を提供することにある。
【０００９】本発明の別の目的は、再現性の良い均一で
高品質のコーティングを上記装置内部のすべての基体に
対して行うことを可能とする、基体へと材料をカソード
アーク気相堆積させるための装置を提供することにあ
る。
高品質のコーティングを上記装置内部のすべての基体に
対して行うことを可能とする、基体へと材料をカソード
アーク気相堆積させるための装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、基体に
対してカソードアーク気相堆積法を施すための装置は、
容器と、この容器を真空に維持させるための手段と、カ
ソードと、コンタクタと、選択的にアークの電気エネル
ギーを上記カソードとアノードの間で維持させるための
手段と、アクチュエータと、を有している。上記カソー
ド及びコンタクタは上記容器内に配置され、上記コンタ
クタは、電気的に上記アークの電気エネルギーを選択的
に維持させる手段に連結されている。上記アクチュエー
タは、選択的に上記コンタクタを上記カソードと電気的
に接続させ、上記カソードを上記アークの電気エネルギ
ー維持手段に電気的に連結させている。上記アークの電
気的エネルギーは、上記カソードと上記アノードの間に
延びて上記カソード材料を蒸発させ、この蒸発した部分
が上記容器内に配置された上記基体に堆積される。
対してカソードアーク気相堆積法を施すための装置は、
容器と、この容器を真空に維持させるための手段と、カ
ソードと、コンタクタと、選択的にアークの電気エネル
ギーを上記カソードとアノードの間で維持させるための
手段と、アクチュエータと、を有している。上記カソー
ド及びコンタクタは上記容器内に配置され、上記コンタ
クタは、電気的に上記アークの電気エネルギーを選択的
に維持させる手段に連結されている。上記アクチュエー
タは、選択的に上記コンタクタを上記カソードと電気的
に接続させ、上記カソードを上記アークの電気エネルギ
ー維持手段に電気的に連結させている。上記アークの電
気的エネルギーは、上記カソードと上記アノードの間に
延びて上記カソード材料を蒸発させ、この蒸発した部分
が上記容器内に配置された上記基体に堆積される。
【００１１】本発明の上記目的及び他の目的、特徴、効
果については、添付する図面を持ってする本発明の最良
の実施例についての詳細な説明により、より明確とする
ことができる。
果については、添付する図面を持ってする本発明の最良
の実施例についての詳細な説明により、より明確とする
ことができる。
【００１２】
Ｉ．装置 図１を参照し、基体１２へのカソード気相堆積法のため
の装置１０を以後、「カソードアークコータ」と呼ぶこ
とにする。このカソードアークコータ１０は、容器１４
と、上記容器１４を真空に維持するための手段１６と、
カソード１８と、コンタクタ２０と、上記カソード１８
に電気的に接続させるように選択的に駆動されるアクチ
ュエータ２２と、上記カソード１８と上記アノード２６
の間においてアークの電気エネルギーを維持させるため
の手段２４と、を有している。冷媒供給源２８は、それ
ぞれ上記容器１４及び上記コンタクタ２０内の冷媒通路
３０，３２を通して冷媒を循環させることにより、上記
装置を許容可能な温度に維持させている。好適な実施例
では、上記容器１４内の真空を維持させるための上記手
段１６は、低真空用の機械的真空ポンプ３４と上記容器
内部へと通された拡散型大容量真空ポンプ３６とから構
成されている。これら以外の真空手段であっても用いる
ことが可能である。
の装置１０を以後、「カソードアークコータ」と呼ぶこ
とにする。このカソードアークコータ１０は、容器１４
と、上記容器１４を真空に維持するための手段１６と、
カソード１８と、コンタクタ２０と、上記カソード１８
に電気的に接続させるように選択的に駆動されるアクチ
ュエータ２２と、上記カソード１８と上記アノード２６
の間においてアークの電気エネルギーを維持させるため
の手段２４と、を有している。冷媒供給源２８は、それ
ぞれ上記容器１４及び上記コンタクタ２０内の冷媒通路
３０，３２を通して冷媒を循環させることにより、上記
装置を許容可能な温度に維持させている。好適な実施例
では、上記容器１４内の真空を維持させるための上記手
段１６は、低真空用の機械的真空ポンプ３４と上記容器
内部へと通された拡散型大容量真空ポンプ３６とから構
成されている。これら以外の真空手段であっても用いる
ことが可能である。
【００１３】図２を参照して、上記カソード１８は、第
１の端面３８と、第２の端面４０と、それらの間に延び
た蒸発面４２を備える実質的に断面円形のディスクとさ
れている。本発明のカソードは、ディスク形状であるこ
とが好ましく、また、円形断面の鋳造物から例えば切削
によって得られるようになっていることが好ましい。上
記端面３８，４０は、実質的に互いに平行とされてい
る。堆積されるコーティングは、上記カソード１８の組
成によって決定され、又しばしば上記カソード１８は、
単に鋳造ロッドから切断されたものとすることが可能で
ある。上記カソード１８の軸方向の長さ４４は、上記カ
ソード１８の上記蒸発面４２に沿った浸食パターン４８
の予測される最終幅４６よりも長くされていることが好
ましい。上記端面３８，４０の間の上記浸食パターン４
８を維持させることにより、上記アークが上記カソード
１８の上記蒸発面４２から離れてしまう可能性が最低化
される。
１の端面３８と、第２の端面４０と、それらの間に延び
た蒸発面４２を備える実質的に断面円形のディスクとさ
れている。本発明のカソードは、ディスク形状であるこ
とが好ましく、また、円形断面の鋳造物から例えば切削
によって得られるようになっていることが好ましい。上
記端面３８，４０は、実質的に互いに平行とされてい
る。堆積されるコーティングは、上記カソード１８の組
成によって決定され、又しばしば上記カソード１８は、
単に鋳造ロッドから切断されたものとすることが可能で
ある。上記カソード１８の軸方向の長さ４４は、上記カ
ソード１８の上記蒸発面４２に沿った浸食パターン４８
の予測される最終幅４６よりも長くされていることが好
ましい。上記端面３８，４０の間の上記浸食パターン４
８を維持させることにより、上記アークが上記カソード
１８の上記蒸発面４２から離れてしまう可能性が最低化
される。
【００１４】図１，３，４を参照すると、好適な実施例
では、上記カソード１８は、取り出し可能ななプラター
５０上に位置決めされている。上記プラター５０は、ト
レイ５２と、複数のペディスタル５４と、上記ペディス
タル５４を回転させるための手段５６と、を有してい
る。上記カソード１８は、上記プラター５０の中心にお
いて、複数のスペーサ５８の頂部にマウントされており
（図２参照）、これらのスペーサは、電気的絶縁体６０
によって分離されている。アダプタ６２は、上記ペディ
スタル５４に取り付けられており、上記基体１２を上記
カソード１８の径方向外側において整列させるために用
いられる。
では、上記カソード１８は、取り出し可能ななプラター
５０上に位置決めされている。上記プラター５０は、ト
レイ５２と、複数のペディスタル５４と、上記ペディス
タル５４を回転させるための手段５６と、を有してい
る。上記カソード１８は、上記プラター５０の中心にお
いて、複数のスペーサ５８の頂部にマウントされており
（図２参照）、これらのスペーサは、電気的絶縁体６０
によって分離されている。アダプタ６２は、上記ペディ
スタル５４に取り付けられており、上記基体１２を上記
カソード１８の径方向外側において整列させるために用
いられる。
【００１５】上記ペディスタル５４を回転させるための
手段５６は、複数のペディスタルギア６６と係合した中
心ギア６４を備えている。各ペディスタルギア６６は、
上記ペディスタル５４に固定されており、上記中心ギア
とペディスタルギア６４，６６は、上記トレイ５２に回
動可能に取り付けられている。上記センタギア６４は、
上記容器１４の内部に配置されたギア６８によって駆動
されている。シャフトは、上記容器壁を通して延ばされ
ており、上記ギア６８を駆動ユニット７０へと連結させ
ている。
手段５６は、複数のペディスタルギア６６と係合した中
心ギア６４を備えている。各ペディスタルギア６６は、
上記ペディスタル５４に固定されており、上記中心ギア
とペディスタルギア６４，６６は、上記トレイ５２に回
動可能に取り付けられている。上記センタギア６４は、
上記容器１４の内部に配置されたギア６８によって駆動
されている。シャフトは、上記容器壁を通して延ばされ
ており、上記ギア６８を駆動ユニット７０へと連結させ
ている。
【００１６】図１及び図２を参照すると、上記コンタク
タ２０は、上記シャフト７４に取り付けられたヘッド７
２と、上記コンタクタ２０を冷却するための手段７６
と、を有している。上記ヘッド７２は、上記容器１４の
内側に配置されており、上記シャフト７４は、上記ヘッ
ド７２から上記容器１４の外へと延ばされている。絶縁
性のディスク７８（図１）は、上記コンタクタ２０を上
記容器１４から電気的に絶縁させている。上記コンタク
タ２０を冷却するための手段７６は、上記シャフト７４
内部でこれと同軸に位置決めされた冷却チューブ８０
と、この冷却チューブ８０に連結された冷媒インレット
ポート８２と、上記同軸冷媒チューブ８０及び上記シャ
フト７４の間に形成された冷媒排出ポート８４と、をさ
らに有している。上記冷却チューブ８０と上記シャフト
７４の間のこのような同軸配置により、冷媒が上記冷却
チューブ８０に導入され、上記シャフト７４と上記冷却
チューブ８０の間の上記通路３２を通して排出され又こ
の逆も可能なようにされている。上記ヘッド７２には、
カップ８６とシャフトフランジ８８とが備えられてい
る。シャフトフランジ８８は、上記シャフト７４に取り
付けられており、上記カップ８６は、上記シャフトフラ
ンジ８８に取り付けられている。上記カップ８６と、上
記シャフトフランジ８８と、上記シャフト７４は、銅合
金といった導電性材料から製造されている。上記ヘッド
７２の好ましい実施例では、さらに、磁界発生装置９０
を有している。
タ２０は、上記シャフト７４に取り付けられたヘッド７
２と、上記コンタクタ２０を冷却するための手段７６
と、を有している。上記ヘッド７２は、上記容器１４の
内側に配置されており、上記シャフト７４は、上記ヘッ
ド７２から上記容器１４の外へと延ばされている。絶縁
性のディスク７８（図１）は、上記コンタクタ２０を上
記容器１４から電気的に絶縁させている。上記コンタク
タ２０を冷却するための手段７６は、上記シャフト７４
内部でこれと同軸に位置決めされた冷却チューブ８０
と、この冷却チューブ８０に連結された冷媒インレット
ポート８２と、上記同軸冷媒チューブ８０及び上記シャ
フト７４の間に形成された冷媒排出ポート８４と、をさ
らに有している。上記冷却チューブ８０と上記シャフト
７４の間のこのような同軸配置により、冷媒が上記冷却
チューブ８０に導入され、上記シャフト７４と上記冷却
チューブ８０の間の上記通路３２を通して排出され又こ
の逆も可能なようにされている。上記ヘッド７２には、
カップ８６とシャフトフランジ８８とが備えられてい
る。シャフトフランジ８８は、上記シャフト７４に取り
付けられており、上記カップ８６は、上記シャフトフラ
ンジ８８に取り付けられている。上記カップ８６と、上
記シャフトフランジ８８と、上記シャフト７４は、銅合
金といった導電性材料から製造されている。上記ヘッド
７２の好ましい実施例では、さらに、磁界発生装置９０
を有している。
【００１７】図１を参照して、上記コンタクタ２０を選
択的に上記カソード１８へと電気的に接続させるための
上記アクチュエータ２２は、上記容器１４と上記コンタ
クタシャフト７４に取り付けられたシャフトフランジ９
４の間で動作する、対となった２方向アクチューエタシ
リンダ９２を有している（油圧又は空圧式である）。機
械的手段（図示せず）であっても、上記アクチュエータ
シリンダ９２の代わりに用いることができる。市販の利
用可能な制御装置（図示せず）は、上記シリンダ９２
（又は機械的装置）の位置及び力を制御するために用い
ることができる。
択的に上記カソード１８へと電気的に接続させるための
上記アクチュエータ２２は、上記容器１４と上記コンタ
クタシャフト７４に取り付けられたシャフトフランジ９
４の間で動作する、対となった２方向アクチューエタシ
リンダ９２を有している（油圧又は空圧式である）。機
械的手段（図示せず）であっても、上記アクチュエータ
シリンダ９２の代わりに用いることができる。市販の利
用可能な制御装置（図示せず）は、上記シリンダ９２
（又は機械的装置）の位置及び力を制御するために用い
ることができる。
【００１８】好ましい実施例では、上記カソードアーク
コータ１０は、上記基体１２を電気的にバイアスさせる
ためのバイアス電源９６を備えていることが好ましい。
接触式のスイッチ９８は、電気的に上記バイアス源９６
と上記プラター５０とを連結させている。上記基体１２
は、上記プラター５０へと電気的及び機械的に接続され
ており、このため上記バイアス電源９６に電気的に接続
されている。上記基体１２を上記バイアス電源９６に連
結させるための別の手段であっても、別途用いることが
可能である。
コータ１０は、上記基体１２を電気的にバイアスさせる
ためのバイアス電源９６を備えていることが好ましい。
接触式のスイッチ９８は、電気的に上記バイアス源９６
と上記プラター５０とを連結させている。上記基体１２
は、上記プラター５０へと電気的及び機械的に接続され
ており、このため上記バイアス電源９６に電気的に接続
されている。上記基体１２を上記バイアス電源９６に連
結させるための別の手段であっても、別途用いることが
可能である。
【００１９】デフレクタシールド９８を上記コータ１０
全体に用いて、上記基体１２の領域上へと気化される上
記カソード材料を規制するることも可能である。上記容
器１４に取り付けられた上記デフレクタシールド９８
と、上記プラター５０と、上記スペーサ５８と、上記コ
ンタクタ２０とが、これらの面上に好ましからざる材料
堆積を最低化させるようにしている。好ましい実施例で
は、上記デフレクタシールド９８は、上記容器１４に取
り付けられていて、電気的に上記容器１４と接続され、
腐食に耐性のある例えばステンレススチールといった導
電性材料から製造されていることが好ましい。
全体に用いて、上記基体１２の領域上へと気化される上
記カソード材料を規制するることも可能である。上記容
器１４に取り付けられた上記デフレクタシールド９８
と、上記プラター５０と、上記スペーサ５８と、上記コ
ンタクタ２０とが、これらの面上に好ましからざる材料
堆積を最低化させるようにしている。好ましい実施例で
は、上記デフレクタシールド９８は、上記容器１４に取
り付けられていて、電気的に上記容器１４と接続され、
腐食に耐性のある例えばステンレススチールといった導
電性材料から製造されていることが好ましい。
【００２０】上記カソード１８とアノード２６の間にお
いてアークの電気的エネルギーを維持させるための手段
２４は、直流（Ｄ．Ｃ．）電源１００を備えている。好
ましい実施例では、上記電源１００からの正の導線１０
６は、上記容器１４へと接続されていて、上記容器１４
をアノードとして作用させている。上記電源１００から
の負の導電１０８は、上記コンタクタ２０に電気的に連
結されている。別の実施例では、上記容器１４の内側に
配設されたアノード（図示せず）を用いることもでき
る。アーク開始装置１０２は、上記容器１４の電位ある
いはその付近の電位に維持されており、アークを開始さ
せるために用いられている。
いてアークの電気的エネルギーを維持させるための手段
２４は、直流（Ｄ．Ｃ．）電源１００を備えている。好
ましい実施例では、上記電源１００からの正の導線１０
６は、上記容器１４へと接続されていて、上記容器１４
をアノードとして作用させている。上記電源１００から
の負の導電１０８は、上記コンタクタ２０に電気的に連
結されている。別の実施例では、上記容器１４の内側に
配設されたアノード（図示せず）を用いることもでき
る。アーク開始装置１０２は、上記容器１４の電位ある
いはその付近の電位に維持されており、アークを開始さ
せるために用いられている。
【００２１】ＩＩ．装置の操作 図１を参照して、本発明のカソードアークコータ１０の
操作について説明する。本発明のカソードアークコータ
１０は、複数の基体１２と、単一のカソード１８が上記
プラター５０に取り付けられているとともに、上記プラ
ター５０は、上記容器１４内に配置されている。稼働中
には、上記プラターセンタギア６４は、上記容器１４内
の上記ギア６８に係合されており、上記バイアス電源９
６は、上記プラター５０に電気的に連結されている。こ
の時点では上記基体１２は、あらかじめ油分が除去され
て、実質的に清浄化されているが、それぞれその外表面
に幾分かの汚染分子又は表面酸化物が残存している。上
記アクチュエータシリンダ９２が、続いて上記コンタク
タ２０を上記カソード１８に電気的に接続するように駆
動され、上記容器１４が閉じられる。
操作について説明する。本発明のカソードアークコータ
１０は、複数の基体１２と、単一のカソード１８が上記
プラター５０に取り付けられているとともに、上記プラ
ター５０は、上記容器１４内に配置されている。稼働中
には、上記プラターセンタギア６４は、上記容器１４内
の上記ギア６８に係合されており、上記バイアス電源９
６は、上記プラター５０に電気的に連結されている。こ
の時点では上記基体１２は、あらかじめ油分が除去され
て、実質的に清浄化されているが、それぞれその外表面
に幾分かの汚染分子又は表面酸化物が残存している。上
記アクチュエータシリンダ９２が、続いて上記コンタク
タ２０を上記カソード１８に電気的に接続するように駆
動され、上記容器１４が閉じられる。
【００２２】上記低真空用機械的真空ポンプ３４は、上
記容器１４を所定の圧力まで排気するように運転され
る。その所定圧力にまで達すると、上記大容量拡散真空
ポンプ３６は、さらに上記容器１４を真空条件にまで排
気する。上記基体１２は、その後どのような残存汚染物
及び酸化物、あるいはそれら双方でも「スパッタクリー
ニング」と言った方法により清浄化される。スパッタク
リーニングは、当業界においては良く知られた方法であ
り、本願明細書においては詳細な説明を行わない。別の
清浄化方法であっても用いることが可能である。上記基
体１２が清浄化された後には、上記汚染物質が、典型的
には不活性ガスを用いてパージされる。
記容器１４を所定の圧力まで排気するように運転され
る。その所定圧力にまで達すると、上記大容量拡散真空
ポンプ３６は、さらに上記容器１４を真空条件にまで排
気する。上記基体１２は、その後どのような残存汚染物
及び酸化物、あるいはそれら双方でも「スパッタクリー
ニング」と言った方法により清浄化される。スパッタク
リーニングは、当業界においては良く知られた方法であ
り、本願明細書においては詳細な説明を行わない。別の
清浄化方法であっても用いることが可能である。上記基
体１２が清浄化された後には、上記汚染物質が、典型的
には不活性ガスを用いてパージされる。
【００２３】アークを開始させる前に、いくつかのステ
ップを完了させておく。これらのステップとしては、
（１）上記基体１２を上記バイアス電源９６により電気
的にバイアスしてこれらの基体１２が上記カソード１８
から放出される正イオンに対して引力を及ぼすようにさ
せるステップと、（２）上記基体１２を所定の速度で回
転させるステップと、（３）上記電源１００をセットし
てアークを開始させないまま、一定の電流強度及び電圧
のアークを開始させるようにするためのステップと、
（４）上記真空ポンプ３４，３６を起動して上記容器１
４内の気体圧力を一定の真空となるように維持させるス
テップと、（５）冷媒を上記容器１４に通じる冷却通路
３０及び上記コンタクタ２０に通じる上記冷却通路３２
に通すステップと、を挙げることができる。特定のプロ
セスパラメータは、基体材料、コーティング材料、その
コーティングの所望特性に応じて定めることができる。
ップを完了させておく。これらのステップとしては、
（１）上記基体１２を上記バイアス電源９６により電気
的にバイアスしてこれらの基体１２が上記カソード１８
から放出される正イオンに対して引力を及ぼすようにさ
せるステップと、（２）上記基体１２を所定の速度で回
転させるステップと、（３）上記電源１００をセットし
てアークを開始させないまま、一定の電流強度及び電圧
のアークを開始させるようにするためのステップと、
（４）上記真空ポンプ３４，３６を起動して上記容器１
４内の気体圧力を一定の真空となるように維持させるス
テップと、（５）冷媒を上記容器１４に通じる冷却通路
３０及び上記コンタクタ２０に通じる上記冷却通路３２
に通すステップと、を挙げることができる。特定のプロ
セスパラメータは、基体材料、コーティング材料、その
コーティングの所望特性に応じて定めることができる。
【００２４】上記ステップが完了すると、上記アーク開
始装置１０２が駆動されて上記カソード１８の上記蒸発
面４２との接触が断たれて、上記アーク開始装置１０２
と上記蒸発面４２の間においてアークを生じさせること
になる。上記アーク開始装置１０２は、連続的に上記カ
ソード１８から遠ざけられ、上記基体１２の径方向外側
とされることが好ましい。上記アーク開始装置１０２が
上記カソード１８にもはや近接していなくなると、上記
アークは、上記カソード１８と上記容器１４に電気的に
接続された上記デフレクタシールド９８の間で、又はこ
のデフレクタシールド９８がない場合には上記カソード
１８と上記容器１４の間において直接発生するようにな
る。上記磁界発生装置９０は、上記コンタクタ２０内に
配置されていて、上記カソード１８の上記蒸発面４２に
沿って平行に延びる磁界を発生させており、上記アーク
がアーク経路１０４に沿って上記カソード１８の上記蒸
発面４２を巡るようにして移動させるようになってい
る。
始装置１０２が駆動されて上記カソード１８の上記蒸発
面４２との接触が断たれて、上記アーク開始装置１０２
と上記蒸発面４２の間においてアークを生じさせること
になる。上記アーク開始装置１０２は、連続的に上記カ
ソード１８から遠ざけられ、上記基体１２の径方向外側
とされることが好ましい。上記アーク開始装置１０２が
上記カソード１８にもはや近接していなくなると、上記
アークは、上記カソード１８と上記容器１４に電気的に
接続された上記デフレクタシールド９８の間で、又はこ
のデフレクタシールド９８がない場合には上記カソード
１８と上記容器１４の間において直接発生するようにな
る。上記磁界発生装置９０は、上記コンタクタ２０内に
配置されていて、上記カソード１８の上記蒸発面４２に
沿って平行に延びる磁界を発生させており、上記アーク
がアーク経路１０４に沿って上記カソード１８の上記蒸
発面４２を巡るようにして移動させるようになってい
る。
【００２５】上記カソードスポットにおいて上記アーク
から供給されるエネルギーは、上記材料を蒸発させ、原
子、分子、イオン、電子、粒子を上記カソード１８から
飛び出させる。図２では、仮想線を用いて浸食されたカ
ソード１８を示している。この浸食は、実質的に上記ア
ーク経路１０４を中心として対称的となっている。上記
バイアスされた基体１２は、上記イオンに対して引力を
生じさせて、上記イオンを上記基体１２に向けて加速さ
せる。上記イオンは、上記基体１２の表面を衝撃し、付
着し、これが集合して上記カソード材料コーティングを
形成させる。上記基体１２の上記カソード１８に対する
回転は、上記基体１２への均一なコーティングの堆積を
容易にする。冷媒は、上記コンタクタ２０に直接流され
これを冷却するとともに、上記カソード１８を間接冷却
させている。
から供給されるエネルギーは、上記材料を蒸発させ、原
子、分子、イオン、電子、粒子を上記カソード１８から
飛び出させる。図２では、仮想線を用いて浸食されたカ
ソード１８を示している。この浸食は、実質的に上記ア
ーク経路１０４を中心として対称的となっている。上記
バイアスされた基体１２は、上記イオンに対して引力を
生じさせて、上記イオンを上記基体１２に向けて加速さ
せる。上記イオンは、上記基体１２の表面を衝撃し、付
着し、これが集合して上記カソード材料コーティングを
形成させる。上記基体１２の上記カソード１８に対する
回転は、上記基体１２への均一なコーティングの堆積を
容易にする。冷媒は、上記コンタクタ２０に直接流され
これを冷却するとともに、上記カソード１８を間接冷却
させている。
【００２６】充分な厚さのコーティングが上記基体１２
上に形成されると、上記電源１００は停止され、アーク
が消滅する。上記容器１４は、不活性ガスによりパージ
され、常圧とされる。上記コンタクタ２０は、上記カソ
ード１８と接触しなくなるように駆動され、上記プラッ
ター５０が上記容器１４から取り出される。上記基体１
２（及び必要に応じて上記カソード１８）は、取り外さ
れ、新たな基体１２が装着される。このようにして装着
の済んだプラッター５０は、その後上記容器１４内に戻
され、上述したようにして上記プロセスが繰り返される
ことになる。
上に形成されると、上記電源１００は停止され、アーク
が消滅する。上記容器１４は、不活性ガスによりパージ
され、常圧とされる。上記コンタクタ２０は、上記カソ
ード１８と接触しなくなるように駆動され、上記プラッ
ター５０が上記容器１４から取り出される。上記基体１
２（及び必要に応じて上記カソード１８）は、取り外さ
れ、新たな基体１２が装着される。このようにして装着
の済んだプラッター５０は、その後上記容器１４内に戻
され、上述したようにして上記プロセスが繰り返される
ことになる。
【００２７】本発明を実施例の詳細な説明により行って
きたが、当業者によれば形態及び細部への種々の変更
は、本発明の趣旨及び範囲内で行うことができることが
明らかであろう。例えば一例として、上記コンタクタ２
０を冷却する手段７６は、上記コンタクタシャフト７４
内において同軸に配置された冷却チューブ８０として説
明した。これ以外でも、上記コンタクタ２０のヘッド７
２に冷媒を流すことができる手段であれば、用いること
ができる。本発明の別の実施例では、上記プラター５０
を通して上昇するように駆動される第２のコンタクタ
（図示せず）を有していても良い。この第２のコンタク
タは、また上記カソードの冷却を改善するべく、冷却手
段を有していても良い。
きたが、当業者によれば形態及び細部への種々の変更
は、本発明の趣旨及び範囲内で行うことができることが
明らかであろう。例えば一例として、上記コンタクタ２
０を冷却する手段７６は、上記コンタクタシャフト７４
内において同軸に配置された冷却チューブ８０として説
明した。これ以外でも、上記コンタクタ２０のヘッド７
２に冷媒を流すことができる手段であれば、用いること
ができる。本発明の別の実施例では、上記プラター５０
を通して上昇するように駆動される第２のコンタクタ
（図示せず）を有していても良い。この第２のコンタク
タは、また上記カソードの冷却を改善するべく、冷却手
段を有していても良い。
【００２８】
【発明の効果】本発明の効果は、基体への材料のカソー
ドアーク気相堆積を行うための本発明の装置が、コスト
効果良い方法により操作できるように構成されているこ
とにある。本発明の良好なコスト効果を生じさせる特徴
としては、上記カソードにある。本発明のカソードは、
ディスク形状であることが好ましく、また、円形断面の
鋳造物から例えば切削によって得られるようになってい
ることが好ましい。この簡単に形成できるカソードによ
り、高コストの機械加工が最低限とでき、上記カソード
及びコーティングプロセスのコストを軽減できることに
なる。
ドアーク気相堆積を行うための本発明の装置が、コスト
効果良い方法により操作できるように構成されているこ
とにある。本発明の良好なコスト効果を生じさせる特徴
としては、上記カソードにある。本発明のカソードは、
ディスク形状であることが好ましく、また、円形断面の
鋳造物から例えば切削によって得られるようになってい
ることが好ましい。この簡単に形成できるカソードによ
り、高コストの機械加工が最低限とでき、上記カソード
及びコーティングプロセスのコストを軽減できることに
なる。
【００２９】本発明のさらに別の効果は、間接的にカソ
ードを冷却することにある。現在利用可能なカソードア
ークコータは、上記カソードに直接接触するようにして
（すなわち直接冷却である）通じられており、通常では
マニホルド又はパイピングを収容するように機械加工す
る必要がある。別のコスト効果を生じさせる特徴として
は、上記カソードが容易に上記容器内に挿入できること
にある。いくつかの従来技術のカソードアークコータ
は、上記堆積チャンバに固定されたカソードが備えられ
ており、又は冷却装置が取り付けられているか、あるい
はそれら双方とされている。どちらの場合でも、上記カ
ソードを装着又は取り外しすることは、上記コーティン
グプロセスのコストを著しく増加させてしまうことにな
る。本発明のコスト効果を生じさせる別の特徴として
は、使用済みカソードのリサイクル可能な形状にある。
使用されたカソードは、わずかなコンタミネーションを
含むとはいえ、高品質の材料から製造されている。この
結果、リサイクル可能なカソードは、上記コーティング
プロセスのコストを低下させることを可能とすることが
できる。
ードを冷却することにある。現在利用可能なカソードア
ークコータは、上記カソードに直接接触するようにして
（すなわち直接冷却である）通じられており、通常では
マニホルド又はパイピングを収容するように機械加工す
る必要がある。別のコスト効果を生じさせる特徴として
は、上記カソードが容易に上記容器内に挿入できること
にある。いくつかの従来技術のカソードアークコータ
は、上記堆積チャンバに固定されたカソードが備えられ
ており、又は冷却装置が取り付けられているか、あるい
はそれら双方とされている。どちらの場合でも、上記カ
ソードを装着又は取り外しすることは、上記コーティン
グプロセスのコストを著しく増加させてしまうことにな
る。本発明のコスト効果を生じさせる別の特徴として
は、使用済みカソードのリサイクル可能な形状にある。
使用されたカソードは、わずかなコンタミネーションを
含むとはいえ、高品質の材料から製造されている。この
結果、リサイクル可能なカソードは、上記コーティング
プロセスのコストを低下させることを可能とすることが
できる。
【００３０】本発明の別の効果は、この結果として得ら
れる高品質のコーティングにある。上記プラターは、上
記基体を回転させて、均一な堆積を行わせるとともに、
カソードのコンタクタを介した間接的冷却は、冷媒汚染
の可能性を低下させる。したがって、この基体には高品
質のコーティングが堆積できることになる。
れる高品質のコーティングにある。上記プラターは、上
記基体を回転させて、均一な堆積を行わせるとともに、
カソードのコンタクタを介した間接的冷却は、冷媒汚染
の可能性を低下させる。したがって、この基体には高品
質のコーティングが堆積できることになる。
【図１】本発明のカソードアーク気相堆積装置の概略図
である。
である。
【図２】本発明のプラターの上面概略図である。
【図３】図２で示したプラターの側面図概略図である。
【図４】コンタクタの断面概略図である。
１０…カソードアーク気相堆積装置 １２…基体 １４…容器 １６…容器真空維持手段 １８…カソード ２０…コンタクタ ２２…アクチュエータ ２４…電気エネルギー維持手段 ２６…アノード ２８…冷媒供給源 ３０，３２…冷媒通路 ３４…低真空用機械的真空ポンプ ３６…拡散型真空ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート イー．ヘンドリックス アメリカ合衆国，フロリダ，ポート セイ ント ルシー，サウスウエスト アカード アヴェニュー 1350 (72)発明者 ディーン エヌ．マーザル アメリカ合衆国，コネチカット，サウスイ ングトン，ブディング リッジ ロード 166 (72)発明者 アラン エイ．ノエゼル アメリカ合衆国，フロリダ，シンガー ア イランド，ノース オーシャン ドライヴ 300 (72)発明者 ロバート ジェイ．ライト アメリカ合衆国，ウエスト ヴァージニ ア，チャールズタウン，テュスカヴィラ ヒルズ 804 (72)発明者 ティルス イー．ロイヤル アメリカ合衆国，フロリダ，レイク パー ク，レイク ショア ドライヴ 1025，ア パートメント 201
Claims (20)
- 【請求項１】 カソードアーク気相堆積法により材料を
基体に堆積させるための装置であって、 容器と、 前記容器を真空に維持するための手段と、 前記容器内に配置されたカソードと、 前記容器内に配置されたコンタクタと、 前記コンタクタに電気的に連結され、前記カソードとア
ノードの間で選択的にアークによる電気エネルギーを支
持するための手段と、 前記カソードを前記コンタクタと電気的に連結させ、前
記カソードを前記アークの電気的エネルギーを支持する
ための手段に電気的に連結させるためのアクチュエータ
とを備えており、 前記カソードと前記アノードの間に延びた前記アークの
電気エネルギーにより、前記容器内に配置された前記基
体に連続的に堆積される前記カソード部分を蒸発させる
ことを特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記カソードと前記アノードの間におい
てアークの電気エネルギーを支持するための前記手段
は、 前記容器に電気的に連結され、前記容器及び前記容器に
電気的に連結されたすべての部材をアノードとするため
の正の導線及び前記コンタクタに電気的に連結された負
の導線を備えた電源を有しており、 前記カソードは、電気的に前記容器から絶縁されている
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記コンタクタは、 前記容器内に配置されたヘッドと、 開口部を有するとともに前記ヘッドに取り付けられ、前
記ヘッドから前記容器の外部にまで延ばされたシャフト
とを有していることを特徴とする請求項１に記載の装
置。 - 【請求項４】 前記コンタクタはさらに、前記コンタク
タを冷却するための手段を有していることを特徴とする
請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記冷却手段は、 前記コンタクタシャフトの前記開口部の内側に位置決め
され、前記シャフトとの間で通路を形成する冷却チュー
ブと、 前記冷却チューブ及び前記通路に連結され、前記コンタ
クタ内に冷媒を流すための冷媒供給源と、を有している
ことを特徴とする請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】 前記カソードは、蒸発面によって連結さ
れ、対となった端面を備えたディスク形状とされてお
り、前記アクチュエータは、前記コンタクタを前記カソ
ードの前記端面の内の１つに接触させるようになってい
ることを特徴とする請求項４に記載の装置。 - 【請求項７】 前記装置はさらに、 前記基体と前記カソードを保持するためのプラターを備
えており、 前記カソードは、電気的に前記プラターから絶縁され、
前記プラターは、前記容器から選択的に取り出されるよ
うになっていることを特徴とする請求項６に記載の装
置。 - 【請求項８】 前記プラターはさらに、前記プラターに
回動可能に取り付けられた複数のペディスタルを備えて
おり、前記基体は、前記ペディスタルに取り付けられて
いることを特徴とする請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 前記プラターはさらに、ペディスタル回
転手段を備えており、前記ペディスタル及びこれに取り
付けられた基体の回転により、前記カソードに対する前
記基体の向きが変えられるようにされていることを特徴
とする請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記ペディスタル回転手段は、 前記プラターに回動可能に取り付けられた中心ギアと、 前記複数のペディスタルの内の１つにそれぞれが固定さ
れ、かつ、前記プラターに回動可能に取り付けられ、そ
れぞれが前記中心ギアに係合した複数のペディスタルギ
アとを有していることを特徴とする請求項９に記載の装
置。 - 【請求項１１】 前記装置はさらに、 前記容器内に配設され、前記容器の外部にまで延ばされ
たシャフトに取り付けられているとともに、前記中心ギ
アに選択的に係合される駆動ギアを備えており、前記駆
動ギアが回転すると、前記中心ギアと係合している場合
にはこの中心ギア及び前記ペディスタルギアを回転させ
るようになっていることを特徴とする請求項１０に記載
の装置。 - 【請求項１２】 前記カソードと前記アノードの間にお
いてアークの電気的エネルギーを選択的に支持するため
の手段は、 前記容器に電気的に連結され、前記容器及び前記容器に
電気的に連結されたすべての部材をアノードとするため
の正の導線及び前記コンタクタに電気的に連結された負
の導線を備えた電源を有しており、 前記カソードは、電気的に前記容器から絶縁されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記装置はさらに、 前記基体を電気的にバイアスさせるためのバイアス電源
と、 前記基体を前記バイアス電源に電気的に連結させるため
の手段とを有していることを特徴とする請求項７に記載
の装置。 - 【請求項１４】 前記バイアス電源を前記基体に電気的
に連結させるための手段は、電気的に前記プラターに連
結されており、前記プラターは、前記基体に電気的に連
結されていることを特徴とする請求項１３に記載の装
置。 - 【請求項１５】 前記装置はさらに、 複数のスペーサと、 前記スペーサの間に配設され、前記スペーサを互いに電
気的に絶縁させている絶縁パッドと、を有しており、 前記スペーサと前記パッドとは、前記カソードと前記プ
ラターの間に配設されて、前記カソードを前記プラター
から絶縁させていることを特徴とする請求項７に記載の
装置。 - 【請求項１６】 前記カソードは、蒸発面によって連結
された対となった端面を備えたディスク形状とされ、 前記アクチュエータは、前記コンタクタを前記端面のう
ちの１つと接触させることで、前記カソードを前記カソ
ードと前記アノードの間においてアークの電気的エネル
ギーを支持するための手段に電気的に連結するようにな
っていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記コンタクタは、 前記容器内に配置されたヘッドと、 開口部を有するとともに前記ヘッドに取り付けられ、前
記ヘッドから前記容器の外部にまで延ばされたシャフト
とを有していることを特徴とする請求項１６に記載の装
置。 - 【請求項１８】 前記コンタクタはさらに、前記コンタ
クタを冷却するための手段を備えていることを特徴とす
る請求項１７に記載の装置。 - 【請求項１９】 前記冷却手段は、 前記コンタクタシャフトの前記開口部の内側に位置決め
され、前記シャフトとの間で通路を形成している冷却チ
ューブと、 前記冷却チューブ及び前記通路に連結され、前記コンタ
クタ内に冷媒を流すための冷媒供給源と、を有している
ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。 - 【請求項２０】 前記アクチュエータは、前記容器の外
側に設けられた前記コンタクタシャフトに連結されて、
選択的に駆動されるシリンダを備えており、前記アクチ
ュエータシリンダは、前記コンタクタを物理的に接触・
離間させて選択的に前記コンタクタを前記カソードに電
気的に接続する構成とされていることを特徴とする請求
項１に記載の装置。
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