JPH0259868B2

JPH0259868B2 -

Info

Publication number: JPH0259868B2
Application number: JP59068358A
Authority: JP
Inventors: Baaguman Kuraaku; Ii Baagason Geirii; Aren Uiriamu; Efu Riido Maikeru
Original assignee: MARUCHIIAAKU BAKYUUMU SHISUTEMUZU Inc
Current assignee: MARUCHIIAAKU BAKYUUMU SHISUTEMUZU Inc
Priority date: 1983-10-14
Filing date: 1984-04-05
Publication date: 1990-12-13
Also published as: DE3413701A1; DE3413701C2; GB2148049A; GB2148049B; JPS6092469A; BE899291A; GB8410294D0; US4556471A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は物理的蒸着装置に関し、特にアーク蒸
着装置の電極取付装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

被蒸着物上に薄い各種の材料の被膜を蒸着させ
る方法は周知であり、各分野に多く用いられてい
る。この蒸着法は大別すると物理的蒸着法（本発
明はこの方法に属する）と化学的蒸着法の２つに
分けられる。化学的蒸着法はコーテイングチヤン
バ内に供給された複数の反応成分中で被覆がおこ
なわれるものである。これらの成分は互に化学的
に反応し、被蒸着物上に反応物の薄い被膜を形成
する。このような化学的蒸着法は種々の圧力およ
び温度の条件下でおこなわれる。

また、上記物理的蒸着法とは、少なくとも一種
類の被覆成分が非ガス状の状態でコーテイングチ
ヤンバ内に収容されるものである。この非ガス状
の被覆成分は一般に“ソース”と称されている。
上記コーテイングチヤンバ内は一般に蒸着工程中
には大気圧以下の圧力に排気されている。上記ソ
ース材料には充分なエネルギが与えられてこのソ
ース材料が蒸発気化し、この蒸気は被蒸着物上に
被膜状に被着する。この蒸気は多くの場合、他の
成分と化合したのち被着される。上記ソース材料
を気化する際に静電界あるいは電磁界が印加さ
れ、気化した被覆材料の粒子を被蒸着物に向けて
案内する。

この物理的蒸着法にはそのソース材料の気化方
法がそれぞれ異なる各種の方法に分けられる。そ
のうちの一つの方法はソース材料をるつぼ中で加
熱するものである。このるつぼはその中のソース
材料が溶融し、蒸発するまで加熱される。また、
別の方法としてはソース材料に電流を流し、その
抵抗発熱によつてこのソース材料を溶融し蒸発さ
せるものがある。この後者の方法は上記電流は金
属導体を介して上記ソース材料に直接供給され、
一般にアークは発生しない。

さらに、この物理的蒸着法にはソース材料をイ
オン爆撃し、スパツタリングによつて被覆する方
法がある。この方法では、ソース材料はコーテイ
ングチヤンバ内にターゲツトとして置かれ、この
ソース材料は加速されたイオンによつて爆撃され
る。この爆撃イオンはソース材料を蒸発させるの
に充分なエネルギが与えられている。

そして、特に本発明の好適する物理的蒸着法の
ひとつとして、電気アーク蒸着法がある。この方
法では前記の方法の抵抗加熱に対してソース材料
にアークが作用し、このアークのエネルギは制御
され、このアークによつて上記のソース材料は蒸
発して被覆用の“プラズマ”が形成される。この
ソース材料はコーテイングチヤンバ内に収容さ
れ、電圧が印加されてアーク放電回路の電極（通
常は陰極）として作用する。また、上記コーテイ
ングチヤンバの一部には上記コーテイング材料に
対して電位差が与えられてアーク放電回路の電極
（通常は陽極）として作用する。また、上記電極
としてのソース材料すなわち陰極の近傍には放電
開始用のトリガ電極が設けられ、このトリガ電極
には上記ソース材料に対して正の電位差が与えら
れている。このトリガ電極は瞬間的に上記陰極材
料に接触し、このトリガ電極および陰極すなわち
ソース材料間にアークを発生させる。そして、こ
のトリガ電極は陰極であるソース材料から離れ、
アークは陰極であるソース材料と上記コーテイン
グチヤンバの陽極との間に移行する。なお、蒸着
チヤンバ内で作動する電極間には実際には複数の
アークが生成されるが、その詳細はここでは述べ
ない。そして、このアークによつてソース材料に
は充分なエネルギが与えられてこれが蒸発し、被
覆用のプラズマを形成し、この蒸着チヤンバ内の
被蒸着物上に被着される。

このようなアーク蒸着装置の陰極として使用さ
れているソース材料のひとつにチタニウム（Ti）
がある。このTiをソース材料として使用する場
合には、蒸着チヤンバ内にはこのTiの蒸発中に
反応ガスとして窒素（N₂）が供給される。この
窒素ガスは上記Tiと反応して被覆用のプラズマ
すなわちコーテイングプラズマを形成し、Tiと
N₂の反応物であるTiNおよび他の化合物を生成
する。このTiNは金色の被膜を形成し、この被
膜はきわめて強固であり、切削工具その他に利用
される。

このような物理的蒸着装置特にアーク蒸着装置
を説明するためにその概略を第１図に図示する。
以下この第１図を参照して説明すると、この蒸着
チヤンバ１０１は一般に箱状に形成されている。
この蒸着チヤンバ１０１内は適当な真空ポンプ１
０２でたとえば10^-6Torrまで排気される。被蒸
着物１０３は上記蒸着チヤンバ１０１内に設けら
れた被蒸着物ホルダ１０４上に載置され、この被
蒸着物ホルダ１０４は駆動機構１１０によつて図
中の矢印方向に回転され、上記コーテイングプラ
ズマ１０５によつて均一な被覆がなされるように
する。上記ソース材料１０７は上記被蒸着物１０
３に対して作動上最適の位置に配置される。この
第１図のものでは蒸着チヤンバ１０１の両方の側
壁部にそれぞれ１個ずつ、上壁部に１個合計３個
のソース材料１０７が配置されている。このソー
ス材料１０７が装着される取付装置は一般に“エ
バポレータ”１０６と称されており、第１図に示
す如く構成されている。これらエバポレータ１０
６に装着されるソース材料１０７は着脱自在に構
成され、またこのエバポレータ１０６全体が蒸着
チヤンバ１０１の壁から着脱自在に構成されるこ
ともある。したがつて、このエバポレータ１０６
と蒸着チヤンバ１０１の壁との間およびこのエバ
ポレータ１０６内部に適当なシール機構（第１図
には図示せず）を設け、この蒸着チヤンバ１０１
内の真空を維持することが必要となる。本発明は
このシール機構に係り、以下このシール機構につ
いて詳述する。第１図に示す如くこの蒸着チヤン
バ１０１内には不活性ガス１０８が供給され、所
定の工程に利用される。さらに、図示される機能
ブロツクに示す如く、蒸着工程中にはこの蒸着チ
ヤンバ１０１内に窒素等の反応ガス１０９が供給
される。一般に、物理的蒸着法特にアーク蒸着法
では、第１図に直線のパターンで示すようにプラ
ズマ粒子はソース材料１０７から被蒸着物１０３
に向けて直線状の軌跡〔すなわちライン−オブ−
サイト（line−of−sight）状に〕を描いて到達す
る。被蒸着物は図示する如く適当な電源によつて
電圧が印加され、上記コーテイングプラズマ１０
５中のイオン粒子をこの被蒸着物の表面に引きつ
ける。本発明は物理的蒸着チヤンバ１０１の被覆
ソース材料１０７の装着装置に関し、特にアーク
蒸着チヤンバにおける電極として作用する被覆コ
ーテイング材料の取付装置に関する。従来のこの
種の電極取付装置の例を第２図に示す。この第２
図に示す従来のものはこの種の取付装置の構成と
問題点を説明するために示したもので、関連のな
い細部は説明を省略する。特に、この図示するも
のはアーク蒸着チヤンバにおいて陰極として作用
する被覆ソース材料電極ホルダあるいは取付装置
の部分のみを示してある。この電極取付装置１２
０は一般に蒸着チヤンバの壁１０１ａにこの電極
取付装置全体１２０が電気的に絶縁されるように
取付けられている。このような絶縁は図示するよ
うに非導電性のアクリル樹脂製のリングおよび非
導電性のワツシヤ１２２およびブツシング１２３
を取付ボルトの周囲に配置することによつてなさ
れる。また、このアクリル樹脂製のリング１２１
と組み合せてＯリング１２４が設けられ、蒸着チ
ヤンバとこの電極取付装置１２０との間の気密を
維持している。また、このような従来の電極取付
装置１２０には取付プレートまたはリング、ある
いはソースプレート１２５と称されているものが
設けられ、陰極シールド構造体（後述する）およ
び内側陰極機構１２６を支持している。この陰極
機構１２６は上記のソースプレート１２５に適当
な結合手段（フアスナ１２７）で固定され、また
Ｏリング１２８等のシール部材によつてこのソー
スプレート１２５から分離されている。このＯリ
ングシール１２８はソースプレート１２５と陰極
機構１２６との間の電気的絶縁と、この蒸着チヤ
ンバ内部の気密維持を兼用している。この陰極機
構１２６には、交換自在なソース材料の陰極１２
９、この陰極１２９の冷却手段およびこの陰極に
電圧を印加する手段が設けられている。そして、
この第２図に示す装置は、冷却材入口１３０およ
び冷却材出口１３１を介して冷却材リザーバー１
３２内を冷却材が循環される。上記陰極１２９は
この冷却材リザーバ１３２の開口端にこれを閉塞
して取付けられており、この陰極１２９の取付は
内側陰極機構１２６のハウジングの電圧印加側端
に取付けられた取付ハーネスおよびボルトによつ
てなされる。この第２図では、陰極１２９の上面
（および陰極シールド１３３）とソースプレート
１２５との間の関隙を大きく誇張してある。上記
冷却材リザーバ１３２の陰極側端部におけるシー
ルは、この陰極１２９の下面とこの冷却材リザー
バ１３２のハウジングの端面との間に介在された
Ｏリング１３４によつてなされている。また、こ
の冷却材リザーバ１３２の他端部は内側陰極機構
１２６のハウジングに螺装されたエンドキヤツプ
１３５によつて閉塞され、このエンドキヤツプ１
３５と上記ハウジングとの間に介在されたＯリン
グ１３６によつてシールがなされている。このリ
ザーバの上記エンドキヤツプ１３５には電圧印加
ポストまたはワイヤ１３７が接続され、上記ハウ
ジングおよび陰極取付ハーネスを介してこの陰極
を電源に接続し、電圧を印加するように構成され
ている。

上記リザーバ１３２のエンドキヤツプ１３５の
Ｏリング１３６の最少限の冷却は上記陰極取付ハ
ーネスの周囲に配置されこの内側陰極機構１２６
を貫通した貫通孔によつてなされる。また、陰極
機構には磁石、一般には電磁石１３８が設けら
れ、この電磁石は蒸着チヤンバの外側に配置され
ており、通常“スポツトコイル”と称されてい
る。

このスポツトコイル１３８は蒸着工程中に陰極
１２９の周囲に磁界を形成し、陰極スポツトがこ
の陰極の上面を均一に移動し、ソース材料である
この陰極１２９が均一に消耗されるようにする。
また、前記の陰極シールド１３３は、陰極スポツ
トがこの陰極１２９の面のうち蒸着チヤンバ内部
に対面する面上に維持し、陰極スポツトがこの面
からはずれ、陰極の側面に移るのを防止する。前
記の冷却材には一般に水が使用され、この冷却材
は陰極の後面に向けて流通される。この冷却材は
シール部材を冷却してその損傷を防止するととも
に、蒸着中にソース材料が溶融して滴下したり凝
集したりするのを防止し、被蒸着物の上に被着さ
れる被膜を平滑化し、また熱膨張差による寸法安
定性を増す。

この第２図に示すような従来の電極取付装置は
所定の目的は達成するが、いくつかの欠点があ
る。その欠点のひとつとしてシール部材がある。
特に、蒸着チヤンバの壁とソースプレート１２５
との電気的絶縁およびこれらの間のシールをなす
アクリル樹脂製のリング１２１とシール部材１２
４について不具合が多かつた。第２図に示す如
く、このアクリル樹脂製リング１２１の内側縁部
は蒸着チヤンバの内部側に直接曝され、コーテイ
ングプラズマに対して充分に保護されていない。
したがつて、このアクリル樹脂製リング１２１の
内側絶部にはコーテイングプラズマによつて被膜
が被着され、電気的な絶縁が損なわれる。そし
て、この被膜を介して導通がなされ、短絡を生じ
る。そして、この蒸着チヤンバの壁とソースプレ
ート１２５との間の電気的絶縁を維持するため、
たとえば１回の蒸着工程が終了する毎にこのアク
リル樹脂製リング１２１の内側面に被着される被
膜を除去していた。このため、作業が面倒で非能
率的であるばかりでなく、被膜を除去する際にア
クリル樹脂製リング１２１を損傷することがあつ
た。また、この被膜があまり厚くならないうちに
蒸着を停止しなければならず、１回の蒸着工程の
時間が制限される不具合があつた。また、この従
来のものにはＯリングシール部材１２４について
も同様の問題があつた。物理的蒸着法では蒸着粒
子は直線状に放射され、光の放射のように進むも
のであるが、コーテイングプラズマの原子および
粒子の多くは表面に被着する前に障害物によつて
１〜２回反射される。また、この第２図に示す従
来のものは、ソースプレートと内側陰極機構との
間の間隙が比較的大きく、多くの粒子がこの間隙
を介して侵入し、これらの間に介在されているＯ
リングシールの表面に被着される。そして、これ
らＯリングシールに被着される粒子が多くなれば
前記のアクリル樹脂製リングと同様にこのＯリン
グの部分に導電径路が形成される。上記内側陰極
機構１２６とソースプレート１２５は異なる電位
に印加されているので、このようにＯリングに導
通路が形成されるとこれらの間の絶縁が破壊され
ることになる。さらに、アークの陰極スポツトが
この陰極１２９の上面から外れ、陰極シールド１
３３を越えることがある。このような場合には、
この陰極スポツトは陰極の側面を下方に移動し、
陰極機構およびそのＯリング上を移動する。この
ため、このＯリングが焼損し、シール性能が損な
われることがあつた。これらのＯリングはＯリン
グ溝内に押し込まれる前に正規の形状に整えられ
る。この溝内に押し込まれたＯリングは陰極機構
がソースプレート取付リング上に配置され固定さ
れている間はこの溝内に保持される。そして、一
般に電極取付装置はソースプレートを垂直方向に
案内するように配置されている。上記Ｏリング溝
が充分に深ければ、陰極機構の着脱の際にもこの
ＯリングはＯリング溝内に保持され、この陰極機
構がソースプレートに電気的に接触するように押
付けられるとその圧力によつてこのＯリングは圧
縮される。しかし、上記のＯリング溝が浅すぎる
と、上記陰極機構の着脱の際にこれが落下してし
まうことがあつた。

また、この従来の電極取付装置の欠点は上記ス
ポツトコイル１３８の構造にあつた。前述したよ
うにこのスポツトコイル１３８によつて形成され
る磁界は陰極の消耗を均一化し、その寿命を延長
するものである。従来のこの電磁石のスポツトコ
イル１３８は非常に重く、ソースプレートが垂直
方向を向いている場合にはその取付が困難であつ
た。また、この電磁石のスポツトコイル１３８は
別々の複数の電源を必要とし、配線が複雑とな
り、故障も多かつた。さらに、このスポツトコイ
ル１３８の巻線は高温度によつて損傷しやすく、
またこのスポツトコイル１３８の使用条件は厳し
い。このため、このスポツトコイルを取外して定
期的に保守点検をおこなわなければならなかつ
た。

また、この従来の電極取付装置の欠点は、その
ソースプレートが蒸着チヤンバの壁にボルトによ
つて取付けられており、最終的な組立の際にこの
ボルトとボルト孔を適合させねばならないことに
ある。このため作業が面倒であるとともに非能率
的であり、またシール部材の位置合せ等が困難で
あつた。また、この電極取付装置を蒸着チヤンバ
の壁から取外した場合、この蒸着チヤンバ内の作
業をするため、あるいはソース材料である陰極を
交換するためにはこの電極取付装置を別の場所に
移動させなければならず、この電極取付装置を損
傷させることがあつた。また、この電極取付装置
を取付けるためのボルト、ナツトはその着脱の際
に紛失しやすく、また取付装置を間違えることが
多かつた。

本発明は前述の問題を解決することにある。本
発明この従来の絶縁およびシール構造の代りに被
膜の被着に対してより改善された絶縁リングとシ
ール構造を備えている。このような構成によつ
て、必要な保守点検作業を減少でき、絶縁リング
等の清掃や交換までの間に複数回の蒸着運転が可
能となる装置を提供できる。さらに、本発明によ
れば、絶縁シールはソース材料によつて被覆され
にくくなり、またアークスポツトの移動による損
傷を受けにくくなる。また、本発明の絶縁リング
は自動的に芯合せができ、ソースプレートと陰極
機構との組立がより能率的になされる。本発明の
絶縁リングは一度装着されればその位置に保持さ
れ、従来の装置の如きＯリングをＯリング溝から
落下させることがない。したがつて、本発明の絶
縁リングは保守作業のための不作動時間を減少さ
せ、陰極の交換を容易とし、また装置の作動サイ
クルを早くすることができる。

さらに、本発明は従来の構造のスポツトコイル
の代りに小形で簡単な構造の永久磁石使用し、従
来の信頼性の低い不具合を解消するものである。
また、本発明のソースプレートアセンブリは良好
に冷却され、ソース材料のプラズマ粒子の凝集を
防止する。また、本発明の実施例では、蒸着チヤ
ンバの壁とソースプレートアセンブリとを結合す
るボルトとナツトのゆるみを防止し、さらに蒸着
作業前にソースプレートアセンブリを再装着する
に要する時間を短縮することができるものであ
る。以下本発明の長所を実施例にもとづいて説明
する。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、蒸着チヤンバとソースプレー
トとを分離し、またソースプレート内側陰極機構
とを分離するシールを改善するものであり、この
絶縁シールは実質的に好ましくは互に90゜の角度
で設けられた少なくとも２つの面を有している。
この絶縁シールの形状は好ましくはその断面形状
が略Ｌ字状をなしている。そして、この本発明の
絶縁シールによつて前述の問題が改善される。こ
のような本発明の絶縁シールを以下“Ｌ−リン
グ”と称することにする。このような絶縁シール
はその断面形状が各種のものがあり、“Ｌ−リン
グ”なる語はシールの形状を示すために一般に用
いられており、その断面形状は同じ位置から２個
のアーム部が互に所定の角度で突設されている形
状である。以上の通りこの“Ｌ−リング”なる語
は環状あるいは“リング”状のシールの周方向の
形状を限定するものではなく、このシールの周の
周方向の形状は密封性を維持するように閉じた形
状であればよい。

本発明によるこのＬ−リングは従来の絶縁体お
よびシール部材よりすぐれており、このＬ−リン
グに取付けられるシール部材は薄く形成すること
ができ、溝内に収容することができ、さらに蒸着
用のプラズマからこのＬ−リングに到達する粒子
に対して保護される。したがつて、このＬ−リン
グは各回の蒸着運転終了毎に清掃する必要はな
く、この装置の不作動時間を短縮し、蒸着運転か
ら次の蒸着運転までの時間を短縮することができ
る。さらに、このＬ−リングは適当な寸法に設定
すれば自動的に芯合せができ、一度装着されれば
その位置を保持し、ソースプレートを位置決めし
て、ボルトで固定する作業の間、これを手で支持
している必要はない。

また、本発明は、内側陰極機構とソースプレー
トとの間に介在されるＯリングの形状を改善す
る。

このＯリングは、上記ソースプレートが垂直方
向に装着されているときはその取付がきわめて面
倒なものである。本発明のＬ−リングはその角度
の付いた形状によつて自動的に芯合せができ、ソ
ースプレートの他の部分を取付けている間にその
位置に保持される。さらに、この発明のＬ−リン
グを使用することによつて、上記ソースプレート
および内側陰極機構の構造を改善し、アークスポ
ツトを陰極面上に保持し、このアークスポツトが
電極取付装置の側方に移動するのを防止し、この
Ｌ−リングがアークスポツトに曝されることを防
止する。

前述した如く、Ｏリング溝が浅すぎると、Ｏリ
ングをこの溝内に保持できなくなる。また、この
Ｏリング溝が深すぎるとシール性が損なわれ、ま
た電気絶縁性が損なわれる。この本発明のＬ−リ
ングは溝内に収容する必要はない。このＬ−リン
グの環状の応力および弾性によつて、このＬ−リ
ングは溝なしで所定の位置に保持させておくこと
ができる。この結果、このＬ−リングはより均一
に圧縮される。

本発明の実施例は、アーク蒸着装置の電極取付
装置に使用される絶縁シールに関し、この絶縁リ
ングは弾性材料から形成されており、縦方向の軸
のまわりに配置されている。この絶縁リングは上
記縦方向の軸に対してαの角度をもつた第１のセ
グメントと、この第１のセグメントに隣接しこの
第１のセグメントに対してβの角度を有する第２
のセグメントとを有している。なお、上記角度β
は0゜以外の角度である。また、この絶縁シール
は、上記第１および第２のセグメントはその断面
形状が均一な肉厚を有し、また縦軸を含む平面と
直交する方向から見た場合の厚さが均一となるよ
うに形成されている。また、上記第２のセグメン
トの断面形状はその平均厚さより厚い膨出部分を
有する。このように形成することによつて、圧縮
された場合にこの絶縁シールは効果的なシール性
が得られるように変形する。

本発明の他の特徴は、内側蒸着チヤンバを形成
するチヤンバ壁を有する物理的蒸着装置における
電極取付装置を提供することである。この電極取
付装置は蒸着チヤンバの壁に接続される外側部分
を備えている。この外側部分は縦方向の軸まわり
に配置され、その第１の面は上記縦方向の軸に対
してαの角度を形成し、またこの第１の面に隣接
して第２の面がこの第１の面に対してβの角度で
設けられている。この角度βは0゜以外である。ま
た、この電極取付装置は縦方向の軸まわりに配置
された内側部分を備え、この内側部分の第１の面
はこの内側部分の縦軸に対して実質的に前記αと
等しい角度をなしている。また、この内側部分に
は第２の面が形成されており、この第２の面は上
記第１の面に隣接し、この第１の面に対して実質
的に前記βの角度と等しい角度をなしている。ま
た、この電極取付装置には上記の外側部分と内側
部分を互に押圧する手段を有し、これらの間には
シール部材が介在され、このシール部材の軸およ
び上記外側部分および内側部分の軸がそれぞれ同
軸となるように整列されている。そして、これら
が整列して組み立てられると、このシール部材の
第１セグメントは内側部分および外側部分の第１
の面の間のシールを維持し、また第２セグメント
は上記内側部分および外側部分の第２の面の間の
シールを維持する。そして、この電極取付装置は
内側部分と外側部分を互に異なる電位とすること
ができ、上記シール部材は内側部分と外側部分と
の間の気密維持と電気的絶縁の両方の作用をな
す。

そして、本発明において上記角度αは約0゜、角
度βは約90゜であることが好ましい。また、上記
内側部分は陰極機構を構成し、また外側部分はそ
れらの間に第２の絶縁シールを介在した内側リン
グおよび外側リングを備えていることが好まし
い。この外側リングは蒸着チヤンバの壁に好まし
くは枢着されており、第１および第２のシール嵌
合面を形成する。この第１のシール嵌合面は外側
リングの縦軸に対してγの角度を有し、またこの
第１のシール嵌合面に隣接して第２のシール嵌合
面が配置され、これらは互にδの角度をなしてい
る。この角度δは0゜以外の角度である。内側リン
グは好ましくは縦軸まわりに配置され、またこの
縦軸に対して実質的にγの角度をなす第１の面
と、この第１の面に隣接して設けられこの第１の
面とδの角度をなす第２の面とを有している。ま
た、上記第２の絶縁シールは前記第１の絶縁シー
ルと同様な構造をなし、電気的な絶縁をなす。上
記第２のシールは上記縦軸に対して実質的に上記
γと等しい角度をなす第１のセグメントと、この
第１のセグメントに隣接して形成されこの第１の
セグメントに対して実質的に上記δと等しい角度
をなす第２のセグメントとを有している。また、
第２の接続手段が設けられており、この接続手段
によつて上記内側リングと外側リングが互に押圧
され、これら内側リング、外側リングおよび第２
のシール手段の縦軸は互に同軸となるように配置
され、また上記第２の絶縁シールの第１のセグメ
ントは上記内側リングおよび外側リングの第１の
面の間に気密を保つて嵌合し、さらにこの第２の
絶縁シールの第２のセグメントは上記内側リング
および外側リングの第２の面の間に気密を保つて
嵌合している。上記の角度γおよびδはそれぞれ
約0゜から90゜までの間にある。

また、本発明の電極取付装置には上記内側リン
グ等を冷却する改良された冷却機構が設けられて
いる。この冷却機構は前述したように電極および
蒸着チヤンバの表面を適当な温度に冷却し、蒸着
作動中におけるプラズマ粒子の凝集を最小にする
ものである。本発明の内側リングは冷却材の流れ
を適切にする内部通路を形成し、上記内側リング
だけでなく電極の背面も冷却する。また、本発明
は陰極と磁石を陰極機構に同軸に取付け、この磁
石の磁界が上記陰極のプラズマ形成面まで延長さ
れるようにしたものである。この磁石は小形軽量
で好ましくは円環状の永久磁石で形成される。こ
のような磁石によつて従来の電磁石に伴う問題を
解消し、また信頼性も向上する。

また、上記外側リングアセンブリは蒸着チヤン
バの壁に枢着されているので、この電極取付装置
全体が回動して開閉自在であり、蒸着チヤンバ内
の保守作業が容易となるばかりでなくこの電極取
付作業も容易、確実となる。これによつて従来の
装置における部品のゆるみによる損傷の問題を解
決し、保守作業を能率化しまた保守作業中部品の
損傷を防止することができる。

本発明は上述したようにアーク蒸着装置に関連
して説明したが、本発明はこれに限らず他の形式
の物理的蒸着装置にも適用できるものである。ま
た、本発明は複数の環状リングを備えた実施例に
ついて説明したが、本発明はこの実施例に限定さ
れるものではなく、その他の構成の電極取付装置
にも適用できるものである。本発明は電極取付装
置と蒸着チヤンバの壁とを電気的に絶縁するとと
もに気密を維持する簡単で効果的なシール機構を
提供し、またその保守点検作業が簡単である。ま
た本発明は陰極スポツト制御用の改良された磁石
を有し、従来の装置における信頼性の問題を解決
する。さらに本発明の長所はこの発明の詳細な説
明によつて明らかとなるであろう。

〔発明の実施例〕

各図中、対応する部分には同符号を附す。第３
図にはこの発明の電極取付装置８の斜視図を示
す。この一実施例では、第１図に概略的に示すよ
うに電極取付装置８はアーク蒸着装置の一部とし
て設けられている。説明を簡単にするため、この
電極取付装置は以後単に“ソースプレートアセン
ブリ”と称する。このソースプレートアセンブリ
８は第１図に示す如くたとえば“エバポレータ”
とも称される。一般にアーク蒸着装置ではこれら
ソースプレートアセンブリ８は複数個のものが適
当に配置され、被蒸着物の表面に被着する被膜の
厚さを均一とし、また場合によつては複数種類の
被覆材料を供給する。

このソースプレートアセンブリ８には外側プレ
ートリング１２が設けられており、この外側プレ
ートリング１２は蒸着チヤンバのチヤンバフラン
ジ１８に気密をもつて嵌合するが、このフランジ
１８に対しては電気的に絶縁はされていない。こ
のチヤンバフランジ１８は蒸着チヤンバの壁１０
にたとえば溶接によつて取付けられている。上記
外側プレートリング１２とチヤンバフランジ１８
との嵌合部分には適当なシール手段（図示せず）
が設けられ、真空ポンプ（第１図参照）によつて
この蒸着チヤンバ内を真空に排気した場合にこの
部分の気密を維持するように構成されている。ま
た、この外側プレートリング１２はこのソースプ
レートアセンブリ８を支える枠体としての作用も
なす。この外側プレートリング１２は蒸着チヤン
バの壁１０（第４図および第５図）に一対のヒン
ジ１４によつて枢着され、またハンドスクリユー
１６によつて閉塞状態に固定されるように構成さ
れている。このハンドスクリユー１６がゆるめら
れ、回動して外側リングのヨーク２１から離れる
とこの外側プレートリング１２およびソースプレ
ートアセンブリ８はヒンジ１４（第４図参照）を
中心として回動してチヤンバフランジ１８から離
れ、この蒸着チヤンバの内部１１内の機器の保守
が可能となる。第３図に示す如くこの外側プレー
トリング１２は好ましくは円環状をなしている。
しかし、この外側プレートリング１２はソースプ
レートアセンブリ８の他の部分のように円環状以
外の形状でもよい。この外側プレートリング１２
は内側プレートリング２２と同心状に配置される
とともにこの内側プレートリング２２を支持し、
この内側プレートリング２２はさらに陰極機構２
４と同心に配列されてこれを支持している。この
陰極機構２４には陰極ケーブル２８が接続されて
いる。この陰極ケーブル２８は電源（図示せず）
に接続され、この陰極は蒸着チヤンバの壁１０に
対して電圧が印加されるように構成されている。
また、このソースプレートアセンブリ８のまわり
には外側クランプ３０および内側クランプ３２が
等間隔に配置され、内側プレートリング２２を外
側プレートリング１２に、陰極機構２４を内側プ
レートリング２２にそれぞれ固定している。これ
ら外側クランプ３０および内側クランプ３２をゆ
るめることによつて、内側プレートリング２２、
外側プレートリング１２および陰極機構２４が分
解でき、本発明の絶縁シールリングの保守ができ
る。

また、このソースプレートアセンブリ８には陰
極および周囲の部品を冷却する冷却手段が設けら
れており、これらの温度を適正に維持し、流れ落
ちの発生を防止する。この冷却材としては水が好
ましい。着脱自在なホースおよび継手によつて冷
却材である水は内側プレートリング２２および陰
極機構２４を通して循環される。（第７図に詳述
する）。この実施例では、一対の冷却材ホース３
４および継手３４ａを介して内側プレートリング
２２内を冷却材が循環し、また冷却材ホース３６
および継手３６ａを介して陰極機構２４を通して
冷却材が循環する。これら冷却材ホース３４，３
６は内側プレートリング２２および陰極機構２４
を通して単一の連続した流れが生じるように接続
されている。

また、このソースプレートアセンブリ８にはト
リガ機構３８が設けられている。このトリガ機構
３８は一対の空圧ホース４０，４２から供給され
る空圧によつて作動するように構成されている。
この空圧ホース４０，４２から供給される空圧に
よつてトリガ部材４４（第４図）はこのトリガ機
構３８のハウジングに対して縦方向に移動するよ
うに作動される。このトリガ部材４４はこのアー
ク蒸着装置の作動中に陰極２６に対して移動する
ように作動する。このトリガ機構３８には復動の
空圧シリンダが設けられ、トリガ部材４４を往復
駆動する。この空圧シリンダはトリガ部材４４に
接続され、そのピストンが直接このトリガ部材４
４を駆動する。このようなトリガ機構は本願と同
一出願人の1984年５月15日に発行された米国特許
公報第4448779号に詳述されている。上記の米国
特許によつて本発明は明確になるが、その内容を
ここに示す。この米国特許には上述した空圧形の
トリガ機構３８に限らず、その他のトリガ機構を
ソースプレートアセンブリ８に設けることができ
ることを示している。

第４図にはソースプレートアセンブリ８をヒン
ジ１４のまわりに回動させて開いた状態を示して
いる。上述した如く外側プレートリング１２は内
側プレートリング２２の外側にこれと同心に配置
され、また第３図に示す如くこの外側プレートリ
ング１２と内側プレートリング２２とは外側クラ
ンプ３０で固定されている。また、内側プレート
リング２２は陰極シールド４６（第４図）の支持
をなしている。この陰極シールド４６には陰極２
６およびトリガ部材４４のための切欠４６ａ，４
６ｂが形成されている。この陰極シールド４６は
複数のシールドボルト４８によつて支持されてお
り、これらシールドボルト４８は内側プレートリ
ング２２に螺装され、ロツクナツト４９で固定さ
れている。これらシールドボルト４８にはその全
長にわたつてねじが形成され、陰極シールド４６
の縦方向の位置調整ができるように構成されてい
る。この縦方向とはこの陰極シールド４６の軸方
向すなわちこの陰極シールド４６の平面部と垂直
な方向である。この陰極シールド４６は好ましく
はその平面部が陰極２６の前面と同一平面上に位
置するように配置されている（第７図参照）。な
お、本明細書中で前方とは蒸着チヤンバの内部側
を示し、また後方とは蒸着チヤンバの内部側と反
対側を示すものとする。この陰極シールド４６の
両側に配置されたシールドナツト５０はこの陰極
シールド４６をその位置に固定する。この陰極シ
ールド４６の中央部に形成された切欠４６ａを介
してトリガ部材４４が陰極２６の前面に接離する
ように移動し、アークを生起させる。また、この
陰極シールド４６の周辺部に形成された切欠４６
ｂを通してトリガ部材４４がこの陰極シールド４
６の軸方向に移動される。

第５図にはこのソースプレートアセンブリ８が
閉じられ、ハンドスクリユー１６が締付けられた
状態を示す。この第５図にはヒンジ１４が明らか
に示されている。これらヒンジ１４は外側プレー
トリング１２およびチヤンバフランジ１８にそれ
ぞれ溶接された外側プレートリング延長部１４ａ
およびチヤンバフランジ延長部１４ｂを備えてい
る。これらの延長部１４ａ，１４ｂには互に合致
する孔が形成され、ヒンジピン１４ｃによつて枢
着されている。また、この第５図には前述した外
側クランプ３０および内側クランプ３２が示され
ており、これらはソースプレートアセンブリ８の
中心のまわりに互に周方向に約180゜離間して等間
隔に配列されている。

第５図および第７図に示す如く、内側プレート
リング２２にはカバープレート５２が設けられ、
このカバープレート５２はこの内側プレートリン
グ２２内に形成される冷却材通路の壁の一部を形
成する。冷却材ホース３４，３６、トリガ機構３
８および陰極ケーブル２８は第５図に詳細に示さ
れている。上記カバープレートはたとえば0.25イ
ンチのステンレス鋼板で形成され、溶接によつて
取付けられている。また、この第５図には磁石カ
バー５５が示されており、この磁石カバー５５は
円環状をなし、磁石を覆うとともにこの磁石を所
定の位置に保持する。この磁石カバー５５はステ
ンレス鋼で形成されることが好ましいが、磁性材
料を含むその他の材料であつてもよい。また、こ
の磁石カバー５５は好ましくはエポキシ樹脂等で
所定位置に接着される。永久磁石５４は好ましく
は第７図に示すように磁石カバー５５によつて遮
蔽される。この永久磁石５４は円環状をなし、内
側および外側プレートリング１２，２２および陰
極機構２４と同心に配置されている。この永久磁
石は磁性材料、たとえば鉄あるいは鉄を含む化合
物から形成されている。また、この永久磁石５４
は好ましくは陰極２６と同心に配列されている。

第７図には第５図の７−７線に沿つたソースプ
レートアセンブリ８の断面図を示す。この第７図
には内側および外側プレートリング２２，１２、
陰極機構２４、内側および外側クランプ３０，３
２の配置および結合関係が明確に示されている。
外側プレートリング１２および内側プレートリン
グ２２には第７図に示す如く互に嵌合する環状の
肩部１２ａ，２２ａがそれぞれ形成されている。
そして、上記外側クランプ３０が外側プレートリ
ング１２を固定して締付けられた場合には、上記
内側プレートリング２２を軸方向に押圧し、その
肩部２２ａを外側プレートリング１２の肩部１２
ａに押圧する。これら外側プレートリング１２お
よび内側プレートリング２２の肩部１２ａ，２２
ａ間には絶縁シールリング５６が配置されてお
り、上記押圧によつてこの絶縁シールリング５６
は圧縮される。この絶縁シールリング５６はこれ
ら肩部１２ａ，２２ａの電気的接触を防止すると
ともにこの外側プレートリング１２と内側プレー
トリング２２との間の気密を維持する。

同様に、陰極機構２４および内側プレートリン
グ２２には第７図に示す如く互に嵌合する環状の
肩部２４ｂ，２２ｂがそれぞれ形成されている。
そして、内側クランプ３２が締付けられた場合に
は肩部２４ｂを肩部２２ｂに押圧して嵌合させ
る。また、これら肩部２４ｂ，２２ｂの間には絶
縁シールリング５８が配置され、上記押圧によつ
て圧縮される。これら絶縁シールリング５６，５
８は電気絶縁材料で形成され、絶縁体を構成して
いる。そして、これら絶縁シールリング５６，５
８によつて陰極２６を含む陰極機構２４が蒸着チ
ヤンバの壁１０から電気的に絶縁されている。

また、第７図に示す如くワツシヤ形のスペーサ
５３が肩部２４ｂ，１２ｂの間に遊挿されてい
る。このスペーサ５３は好ましくは商標名テフロ
ンすなわちポリテトラフルオルエチレン樹脂で形
成されている。このスペーサ５３は陰極機構２４
と内側プレートリング２２との間の電気的絶縁を
なす。前記絶縁シールリング５６は肩部１２ａお
よび２２ａの間で圧縮された場合にこれらの間に
第１の間隙５７を形成するような寸法に形成され
ている。この第１の間隙５７はこの実施例の場合
0.030インチである。同様に、絶縁シールリング
５８も肩部２４ｂおよび２２ｂの間に第２の間隙
５９を形成するように構成され、この第２の関隙
５９はこの実施例の場合約0.030インチであり、
最大でも0.050インチである。これらの間隙５７
および５９は従来のものと比較して桁違いに小さ
い。したがつて、蒸着チヤンバ１１内のコーテイ
ングプラズマ粒子はこのような長く狭い間隙（５
７および５９）内に侵入してスペーサ５３または
シール部材５６および５８に有害な程付着するこ
とはできない。また、上記スペーサはアークスポ
ツトが陰極の側面を下降して上記間隙５９を横切
つた場合にこのアークスポツトを消滅させ、この
ようなアークスポツトのシール部材５８への進行
を防止してこのシール部材５８を保護する。

第７図に示す如く、陰極シールド４６は陰極２
６の前面と同一平面上に配置され、上述したよう
に複数のシールドボルト４８によつて支持されて
いる。また、陰極機構２４には下部ハウジング６
０が設けられ、陰極２６を支持している。この下
部ハウジング６０は好ましくはステンレス鋼板か
ら形成されている。この下部ハウジング６０の背
面部には螺孔が形成され、前記の陰極ケーブル２
８はこの螺孔に螺装されている。また、この下部
ハウジング６０の前面にも螺孔が形成され、陰極
取付スタツド６２はこれらの螺孔に螺装されてい
る。これら陰極取付スタツド６２の他端部は陰極
２６の背面に螺合し、この陰極２６を下部ハウジ
ング６０に対向するように保持している。

また、上記下部ハウジング６０にはセンタホー
ル２２ｃを通して内側プレートリング２２と同心
に延長された環状の延長部６６を備えている。そ
して、このセンタホール６６の内面と延長部６６
の外面との間には前述したような間隙５９が形成
されている。この延長部６６の先端部にはＯリン
グ溝６８が形成されており、このＯリング溝６８
内にはＯリング７０が収容され、このＯリング７
０によつて陰極２６と下部ハウジング６０の延長
部６６の間の液密を維持している。また、この下
部ハウジング６０の上端縁部には複数の切欠６８
ａが形成され、これらの切欠６８ａはＯリング溝
６８に連通しており、これら切欠６８ａを介して
Ｏリング溝６８と下部ハウジング６０の内部との
間を冷却材が循環し、Ｏリング７０を冷却してそ
の寿命を延長する。

この下部ハウジング６０の背面には凹部が形成
され磁石５４および磁石カバー５５を保持してい
る。この実施例では、この磁石カバー５５は比較
的薄い板材で形成され、エポキシ樹脂等で下部ハ
ウジング６０に装着されている。この下部ハウジ
ング６０には一対の流通路６４が形成され、これ
ら流通路６４は延長部６６内に形成されたリザー
バ内に連通している。また、これら流通路６４は
冷却材ホース３６に接続されており、冷却材はこ
れらを介して陰極２６の背面まで導びかれる。こ
の実施例では冷却材としては水を用いているが、
他の冷却材を用いてもよい。この陰極２６の前面
はアーク発生時には非常な高温となるので、もし
この陰極機構２４を冷却しないとすればＯリング
が焼損し、また流れ落ちが生じるので、このよう
な冷却は必要である。

第７図に示すように、内側プレートリング２２
にも内側冷却材通路２３が形成されており、内側
プレートリング冷却材ホース３４を介して冷却材
が供給される。そして、この内側冷却材通路２３
の上には外側カバー５２が重ねられて溶接され、
この内側プレートリング２２内に閉じた冷却材通
路を形成する。この内側プレートリング２２の冷
却は前記陰極２６の背面に供給される冷却材の流
れによつてなされる。したがつて、Ｏリングの寿
命が延長され、また蒸着工程中における流れ落ち
が防止される。

さらに、第７図に示す如く、冷却材ホースの継
手３４ａは内側プレートリング２２の外側カバー
５２に螺装されている。同様に、冷却材ホースの
継手３６ａは下部ハウジング６０に螺装されてい
る。なお、これら継手は必らずしも螺装されるも
のに限らず、その他の接合手段を用いることがで
きる。

以上、図を参照して説明したアーク蒸着装置の
一部として電極取付装置８の作用を説明する。ア
ーク蒸着装置全体の作動は知られているので、こ
こでは電極取付装置の作用のみを説明する。

第３図には作動状態の電極取付装置を示す。こ
の電極取付装置８が装着されると、蒸着チヤンバ
内はたとえば２×10^-5Torrに排気される。なお、
この排気は10^-6Torrまでなされることもある。
そして、ハンドスクリユー１６が締付状態にある
ので外側プレートリング１２はチヤンバフランジ
１８に対して気密が維持され、かつこれと電気的
に接触する。また、内側プレートリング２２と外
側プレートリング１２とは絶縁シール５６によつ
て電気的に絶縁される。第７図に示す如く、この
絶縁シール５６はＬ字形をなしている。このよう
な形状によつて、この絶縁シール５６は外側プレ
ートリング１２に位置決され、これらプレートリ
ング１２，２２が組立てられる前に内側プレート
リング２２の外側の環状の縁部を保持する。この
絶縁シール５６が装着されるとこの絶縁シール５
６はその位置に保持され、内側プレートリング１
２の内側肩部１２ａとで“溝部”を構成し、この
電極取付装置８の組立、分解の際にこの絶縁シー
ルリング５６を手で保持しておく必要がなく、１
人の作業者で組立、分解ができる。

また、前述したように外側および内側絶縁シー
ル５６，５８は蒸着チヤンバ内部１１の空間から
は狭く長い間隙５７，５９によつて分離されてい
る。絶縁シール５６の場合、この絶縁シール５６
は狭い溝状の間隙５７によつてプラズマ粒子が到
達して被着するのが防止され、この装置寿命と信
頼性が向上する。また、絶縁シール５８は、狭い
溝状の間隙５９だけでなくテフロンのスペーサ５
３によつても陰極スポツトの移動による損傷が防
止されている。したがつて、この装置の作動時間
を超えてもシール性が確保される。

第６図にはこれらＬ字形の外側および内側絶縁
シール５６，５８の一部の斜視図を示す。これら
絶縁シール５６，５８の足部には膨出部６１が形
成されている。このような膨出部６１は狭圧され
て圧縮され、気密性を高める。このような膨出部
６１は第６図に示すように必らずしも足部の中央
部に形成する必要はなく、これら足部の縁部の近
くに形成してもよい。さらに、この膨出部６１は
第６図に示すようにその断面形状が円形でなくて
もよい。第７図には示されていないが、これら絶
縁シール５６，５８の膨出部６１はソースプレー
トアセンブリ８の軸方向と実質的に垂直に配置さ
れている。また、第７図に示す如くプレートリン
グ１２，２２、陰極２６、磁石５４およびソース
プレートアセンブリ８の他の部品はすべて同心に
配置されている。したがつて、これらの部品の中
心を通る縦軸はこれら部分の後面および前面を含
む平面に対して垂直である。そして、第７図に示
す如く絶縁シールリング５６および５８はＬ字形
をなしているので、これら絶縁シールリング５
６，５８の足部は互に垂直方向に案内する必要は
ない。よつて、この本発明の実質シールリングは
より複雑な断面形状とすることができるが、その
形状は基本的にはＬ字形のものである。さらに、
この絶縁シールリング５６，５８は急激な加熱お
よび冷却による劣化が軽減される。したがつて、
このガスケツトおよびＯリングを設計する場合に
は、上記の要求を満たすために多くの種類のゴム
等の材料を使用することができる。

また、上記の陰極２６は陰極取付スタツド６２
に螺装され、この陰極取付スタツド６２はさらに
下部ハウジング６０に螺装されている。また、Ｏ
リング７０は陰極２６の後部外周をシールし、こ
の陰極２６の後面側に供給される冷却材が蒸着チ
ヤンバ内に漏洩しないようにする。

上記永久磁石５４は第７図に示す如く好ましく
は環状をなしている。このような形状の磁石５４
は陰極２６の前面に均一な磁界を形成し、陰極ス
ポツトを確実に制御する。この実施例では、この
磁石５４は陰極２６の軸方向と平行に磁界を形成
し、この陰極２６の前面での磁界の強さは約15ガ
ウスである。

また、トリガ機構３８の作動は前述した。この
トリガ機構３８にはたとえば４方向切換弁（図示
せず）がその空圧ホース４０，４２に接続され、
またこの４方向切換弁の第３のポートは空圧供給
源に接続され、また第４のポートは大気に開放さ
れる。そして、この４方向切換弁を操作すると、
空圧ホース４０，４２が交互に加圧および排気さ
れ、このトリガ機構３８のピストンが作動して往
復動し、トリガ部材４４がアークを生起させる。

蒸着作業の終了後あるいは開始前には、ハンド
スクリユー１６をゆるめてヨーク２０から外し、
このソースプレートアセンブリ８を蒸着チヤンバ
の壁１０およびチヤンバフランジ１８から離すよ
うに回動させることができる。そして、この状態
では消耗した電極（すなわち陰極２６）を容易に
交換することができる。この交換は陰極取付スタ
ツド６２ごと交換してもよく、また旧陰極取付ス
タツド６２を再使用してもよい。また、被蒸着物
の取扱およびその他の保守作業はソースプレート
アセンブリ８の取付用の穴を介しておこなうこと
ができる。

また、蒸着工程中には、冷却材たとえば水はカ
バープレート５２と内側プレートリング２２とで
形成された通路２３、および下部ハウジング６０
内の通路６４を介して流通され、陰極２６および
この陰極２６近傍の部品を効果的に冷却し、流れ
落ちを防止するとともにＯリング等のシールの寿
命を延ばす。

本発明は上述のような陰極２６、陰極シールド
４６、トリガ機構３８その他アーク蒸着装置の基
本的部分に限定されるものではない。本発明は絶
縁シール手段、冷却手段、アークスポツト制御用
の磁石等を改善するものであり、たとえばこのソ
ースプレートアセンブリ８をヒンジで回動自在と
することにより構造が簡単で保守、取扱を容易と
するものである。

本発明の数々の長所は以上の如く詳述した。こ
れらの記述は図示したものに関するものである。
当業者であれば前述の記述から容易に本発明を変
形することができるであろう。上述の記述は本発
明の一実施例に関するものである。したがつて、
本発明はこのような実施例には限定されない。細
部特に材質、形状、寸法の変更は本発明の要旨を
逸脱しない範囲で可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はアーク蒸着装置を模式的に説明する図
である。第２図は従来の電極取付装置の縦断面図
である。第３図は本発明の電極取付装置の斜視図
である。第４図は開いた状態における本発明の電
極取付装置の斜視図である。第５図は本発明の電
極取状装置の正面図である。第６図は絶縁シール
の部分的な斜視図である。第７図は第５図の７−
７線に沿う断面図である。８……電極取付装置（ソースプレートアセンブ
リ）、１２……外側プレートリング、２２……内
側プレートリング、２４……陰極機構、２６……
陰極（電極）、３８……トリガ機構、４６……陰
極シールド、５４……永久磁石、５６，５８……
絶縁シールリング。

Claims

【特許請求の範囲】１内部に蒸着チヤンバを形成するチヤンバ壁を
備えた物理的蒸着装置において、 (a) チヤンバ壁に接続されるとともに縦方向の軸
のまわりに配置され、上記縦方向の軸に対して
角度αをなす第１の面と、この第１の面に隣接
しこの第１の面とβの角度をなす第２の面とを
有し、上記角度βは0゜以外である外側部分と、 (b) 縦方向の軸のまわりに配置され、この縦方向
の軸に対して実質的に前記の角度αと等しい角
度をなす第１の面と、この第１の面に隣接して
設けられこの第１の面に対して実質的に前記の
角度βと等しい角度をなす第２の面とを有する
内側部分と、 (c) 縦方向の軸のまわりに配置され、この縦軸に
対して実質的に前記角度αと等しい角度をなす
第１のセグメントと、この第１のセグメントに
隣接して設けられこの第１のセグメントに対し
て実質的に前記βの角度と等しい角度をなす第
２のセグメントとを有する電気的絶縁シール
と、 (d) 上記内側部分と外側部分を互に押圧する手段
とを備え、上記内側部分と外側部分の縦方向の
軸は同軸状に配置され、上記電気的絶縁シール
の第１のセグメントは上記内側部分および外側
部分の第１の面の間に電気的絶縁および気密を
もつて嵌合され、上記電気的絶縁シールの第２
のセグメントは上記内側部分および外側部分の
第２の面の間に電気的絶縁および気密をもつて
嵌合され、 (e) 上記内側部分と外側部分との間に装着された
上記電気的絶縁シールを上記蒸着チヤンバ内部
から遮蔽し、この蒸着チヤンバ内を浮游する導
電性の蒸着材料粒子が上記電気的絶縁シールに
直接接触するのを防止する遮蔽手段とを備え、これによつて作動中に上記内側部分と外側部分
とが異なる電位に維持され、また差圧が作用した
場合にこの内側部分と外側部分との間の漏洩を防
止することを特徴とする消耗電極取付装置。２前記外側部分にはこれを前記チヤンバ壁にヒ
ンジ接合する手段を備え、これによつてこの電極
取付装置が前記チヤンバ壁に対して枢動し、前記
蒸着チヤンバ内の保守を可能とし、また上記電極
取付装置の表面の保守をなすとともに上記チヤン
バ内部に対する位置決を可能とすることを特徴と
する前記特許請求の範囲第１項記載の消耗電極取
付装置。３前記角度αは約0゜であることを特徴とする前
記特許請求の範囲第１項記載の消耗電極取付装
置。４前記角度βは約90゜であることを特徴とする
前記特許請求の範囲第３項記載の消耗電極取付装
置。５前記内側部分は陰極機構であることを特徴と
する前記特許請求の範囲第１項記載の消耗電極取
付装置。６内部に蒸着チヤンバを形成するチヤンバ壁を
備えた物理的蒸着装置において、 (a) チヤンバ壁に接続されるとともに縦方向の軸
のまわりに配置され、上記縦方向の軸に対して
角度αをなす第１の面と、この第１の面に隣接
しこの第１の面とβの角度をなす第２の面とを
有し、上記角度βは0゜以外である外側部分と、 (b) 縦方向の軸のまわりに配置され、この縦方向
の軸に対して実質的に前記の角度αと等しい角
度をなす第１の面と、この第１の面に隣接して
設けられこの第１の面に対して実質的に前記の
角度βと等しい角度をなす第２の面とを有する
内側部分と、 (c) 縦方向の軸のまわりに配置され、この縦軸に
対して実質的に前記角度αと等しい角度をなす
第１のセグメントと、この第１のセグメントに
隣接して設けられこの第１のセグメントに対し
て実質的に前記βの角度と等しい角度をなす第
２のセグメントとを有する電気的絶縁シール
と、 (d) 上記内側部分と外側部分を互に押圧する手段
とを備え、上記内側部分と外側部分の縦方向の
軸は同軸状に配置され、上記電気的絶縁シール
の第１のセグメントは上記内側部分および外側
部分の第１の面の間に気密をもつて嵌合され、
上記電気的絶縁シールの第２のセグメントは上
記内側部分および外側部分の第２の面の間に気
密をもつて嵌合され、これによつて作動中にこ
の内側部分と外側部分とが異なる電位に維持さ
れ、また差圧が作用した場合にこの内側部分と
外側部分との間の漏洩を防止し、 (e) 前記外側部分は、 (i) 前記蒸着チヤンバの壁に接続して縦方向の
軸まわりに配置され、縦方向の軸に対して角
度γの角度をなす第１の面と、この第１の面
に隣接して設けられこの第１の面に対してδ
の角度をなす第２の面とを有する外側リング
を備え、この角度δは0゜以外であり、 (ii) 縦方向の軸のまわりに配置され、縦方向の
軸に対して実質的に上記γに等しい角度をな
す第１の面と、この第１の面に隣接して設け
られこの第１の面に対して実質的に上記δと
等しい角度をなす第２の面とを有する内側リ
ングを備え、 (iii) 縦方向の軸のまわりに配置され、電気絶縁
性を有し、縦方向の軸に対して前記γと実質
的に等しい角度をなす第１のセグメントと、
このセグメントに隣接して設けられこの第１
のセグメントに対して前記δと実質的に等し
い角度をなす第２のセグメントを有する第２
の絶縁シールを備え、 (iv) 上記内側リングと外側リングを互に押圧
し、上記第２の絶縁シールの第１のセグメン
トを上記内側リングおよび外側リングの第１
の面の間に気密をもつて嵌合させ、上記第２
の絶縁シールの第２のセグメントを上記内側
リングおよび外側リングの第２の面の間に気
密をもつて嵌合させ、この第２の絶縁シール
によつて内側リングと外側リングとの間の気
密を維持する第２の手段とを備えた、ことを特徴とする消耗電極取付装置。７前記外側リングは蒸着チヤンバの壁の外側部
分にヒンジ接合され、これによつてこの電極取付
装置が回動して蒸着チヤンバの壁から離れ、この
蒸着チヤンバ内の保守作業が可能となることを特
徴とする前記特許請求の範囲第６項記載の消耗電
極取付装置。８前記角度γは約0゜であることを特徴とする前
記特許請求の範囲第６項記載の消耗電極取付装
置。９前記角度δは約90゜であることを特徴とする
前記特許請求の範囲第８項記載の消耗電極取付装
置。１０前記内側リングの冷却手段を備えているこ
とを特徴とする前記特許請求の範囲第９項記載の
消耗電極取付装置。１１前記内側リングは内部に通路が形成され、
この通路は冷却材の流通通路に形成されているこ
とを特徴とする前記特許請求の範囲第１０項記載
の消耗電極取付装置。１２前記陰極機構には蒸着材料からなる陰極が
設けられ、また前記内側リングにはこの陰極と同
心に配置され陰極スポツトをこの陰極の所定の面
上に維持するシールド手段が設けられていること
を特徴とする前記特許請求の範囲第１１項記載の
消耗電極取付装置。１３前記陰極と磁気的に結合されこの陰極と同
心に配置された磁石を備えたことを特徴とする前
記特許請求の範囲第１２項記載の消耗電極取付装
置。１４前記磁石は永久磁石であることを特徴とす
る前記特許請求の範囲第１３項記載の消耗電極取
付装置。１５前記永久磁石は全体として環状であること
を特徴とする前記特許請求の範囲第１４項記載の
消耗電極取付装置。１６前記内側リングおよび外側リングおよび第
２のシール手段の縦方向の軸は互に同心に整列さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第６項
記載の消耗電極取付装置。１７作動中に第１の電位に維持される蒸着チヤ
ンバ壁を備えたアーク蒸着装置において、 (a) 蒸着チヤンバ壁に接続されかつ縦方向の軸の
まわりに配置され、縦方向の軸と実質的に平行
な第１の面と、この第１の面に隣接して設けら
れこの第１の面と実質的に垂直な第２の面とを
有する外側リングと、 (b) 縦方向の軸のまわりに配置され、縦方向の軸
と実質的に平行な第１の面と、この第１の面に
隣接して設けられこの第１の面と実質的に垂直
な第２の面と、縦方向の軸に対して実質的に平
行な第３の面と、この第３の面に隣接して設け
られこの第３の面と実質的に垂直な第４の面と
を有する内側リングと、 (c) 電気絶縁性材料で形成され、縦方向の軸まわ
りに配置され、縦方向の軸に対して実質的に平
行な第１のセグメントと、この第１のセグメン
トに隣接して設けられこの第１のセグメントに
対して実質的に垂直な第２のセグメントとを有
する外側絶縁シールと、 (d) 作動中に前記第１の電位とは異なる第２の電
位に維持され、縦方向の軸まわりに配置された
陰極を備え、この陰極はその軸に対して実質的
に平行な第１の面と、この第１の面に隣接して
設けられこの第１の面と実質的に垂直な第２の
面を有している陰極機構と、 (e) 電気絶縁性材料で形成され、縦方向の軸のま
わりに配置され、縦方向の軸に対して実質的に
平行な第１のセグメントと、この第１のセグメ
ントに隣接して設けられこの第１のセグメント
に対して実質的に垂直な第２のセグメントとを
有する内側絶縁シールと、 (f) 前記陰極機構を前記内側リングに対してこれ
と同軸に押圧し、前記内側絶縁シールの第１の
セグメントを前記内側リグの第３の面と前記陰
極機構の第１の面との間に嵌合させ、また上記
内側絶縁シールの第２のセグメントを前記内側
リングの第４の面と前記陰極機構の第２の面と
の間に嵌合させる第１の手段と、 (g) 前記内側リングを前記外側リングに対してこ
れと同心に押圧し、前記外側シールの第１のセ
グメントを前記内側リングを外側リングの第１
の面の間に嵌合させ、また前記外側シールの第
２のセグメントを前記内側リングと外側リング
の第２の面の間に気密をもつて嵌合させ、これ
によつて前記陰極を前記第１の電位とは異なる
第２の電位に維持するとともに差圧が生じた場
合の気密を維持する第２の手段と、を備えたことを特徴とする消耗電極取付機構。１８前記外側リングにはこれをチヤンバ壁の外
側リングにヒンジ接続する手段が備えられ、これ
によつてこの電極取付装置が回動してチヤンバ壁
から離れ、この蒸着チヤンバ内およびこの電極取
付装置の保守が可能となることを特徴とする前記
特許請求の範囲第１７項記載の消耗電極取付装
置。１９前記外側および内側絶縁シールは弾性材料
で形成されるとともにその断面形状は実質的にＬ
字形をなし、この絶縁シールの第１および第２の
セグメントはそれぞれ嵌着される前の状態の第１
の平均厚さと、気密をもつて嵌着された後の第２
の平均厚さとを有することを特徴とする前記特許
請求の範囲第１８項記載の消耗電極取付装置。２０前記絶縁シールの第２のセグメントには、
その断面形状においてその厚さが前記第１の平均
厚さより厚くなるように形成された膨出部が形成
されていることを特徴とする前記特許請求の範囲
第１９項記載の消耗電極取付装置。２１アーク蒸着装置の電極取付装置において、
電気絶縁性材料で形成され、縦方向の軸まわりに
配置され、この縦方向の軸に対してαの角度をな
す第１のセグメントとこの第１のセグメントに隣
接しこの第１のセグメントに対して0゜以外の角度
であるβの角度をなす第２のセグメントとを有す
る絶縁シールリングを備え、上記第１および第２
のセグメントの断面形状はその厚さが等しくかつ
均一であり、また第２のセグメントはその平均の
厚さより厚い膨出部を有する断面形状であること
を特徴とする絶縁シール。２２前記角度αは実施的に0゜に等しいことを特
徴とする前記特許請求の範囲第２１項記載の絶縁
シール。２３前記角度βは実施的に90゜に等しいことを
特徴とする前記特許請求の範囲第２２項記載の絶
縁シール。２４前記電気的絶縁シールを前記蒸着チヤンバ
内から遮蔽する遮蔽手段は前記内側部分と外側部
分とによつて形成されることを特徴とする前記特
許請求の範囲第１項記載の消耗電極取付装置。