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电弧式蒸发源

阅读：1024发布：2020-12-27

IPRDB可以提供电弧式蒸发源专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的一实施方式的电弧式蒸发源（101）具备如下：使磁化方向沿着与靶（102）的前面平行的方向而以包围靶的外周的方式配置的环状的外周磁体（103）；使磁化方向沿着与靶（102）的前面正交的方向而配置在靶的背面侧的背面磁体（104）。外周磁体（103）的径向内侧的磁极和背面磁体（104）的靶（102）侧的磁极是彼此相同的极性。，下面是电弧式蒸发源专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电弧式蒸发源，其特征在于，

具备配置在靶的外周侧的环状的外周磁体和环状的磁场发生机构，所述外周磁体，以具有成为与所述靶的前面平行的磁化方向的极性，并包围所述靶的外周侧的方式设置，所述磁场发生机构，以所述磁场发生机构的轴心沿着与所述靶的前面大体垂直的方向的方式配置在所述靶的前方侧，发生与所述靶的前面大体垂直方向的磁场。

2.一种电弧式蒸发源，其特征在于，

具备配置在靶的外周侧的环状的外周磁体和配置在所述靶的背面侧的背面磁体，所述外周磁体，以具有成为与所述靶的前面平行的磁化方向的极性，并包围所述靶的外周侧的方式配置，所述背面磁体，以磁化方向沿着与所述靶的前面正交的方向的方式配置，所述外周磁体的径向内侧的磁极，和所述背面磁体的所述靶侧的磁极为彼此相同的极性。

3.一种电弧式蒸发源，其特征在于，

具备配置在靶的外周侧的环状的外周磁体和配置在所述靶的背面侧的背面磁体，所述背面磁体为环状，所述外周磁体，以具有沿着与所述靶的前面正交的方向并且成为朝向前方或后方的磁化方向的极性，并包围所述靶的外周侧的方式配置，所述背面磁体，具有所述靶的大小以上的内径，并以具有成为与所述靶的前面平行的磁化方向的极性的方式配置，所述外周磁体的磁化方向朝向前方时，所述背面磁体的磁化方向朝向所述背面磁体的径向内侧，所述外周磁体的磁化方向朝向后方时，所述背面磁体的磁化方向朝向所述背面磁体的径向外侧。

4.一种电弧式蒸发源，其特征在于，

具备环状的外周磁体和环状的磁场发生机构，所述外周磁体的磁化方向沿着径向，

所述外周磁体，以所述外周磁体的磁化方向沿着与靶的前面平行的方向，并包围所述靶的外周的方式配置，所述磁场发生机构，以所述磁场发生机构的轴心沿着与所述靶的前面大体垂直的方向的方式而配置在所述靶的前方，发生与所述靶的前面大体垂直方向的磁场。

5.根据权利要求4所述的电弧式蒸发源，其特征在于，所述外周磁体的前端部和后端部的至少任意一个，以相对于所述靶的前面而处于后方，且相对于所述靶的背面而处于前方的方式配置。

6.一种电弧式蒸发源，其特征在于，

具备环状的外周磁体和环状的磁场发生机构，所述外周磁体的磁化方向沿着径向，

所述外周磁体，以所述外周磁体的磁化方向沿着与靶的前面平行的方向，使所述外周磁体的前端部相对于所述靶的背面而位于后方的方式配置，所述磁场发生机构，以所述磁场发生机构的轴心沿着与所述靶的前面大体垂直的方向而配置在所述靶的前方，发生与所述靶的前面大体垂直方向的磁场。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的电弧式蒸发源，其特征在于，所述靶为圆板状，所述外周磁体是永久磁体。

8.一种电弧式蒸发源，其特征在于，

具备环状的外周磁体和背面磁体，

所述外周磁体，以所述外周磁体的磁化方向沿着与靶的前面平行的方向，并包围所述靶的外周的方式配置，所述背面磁体，以所述背面磁体的磁化方向沿着与所述靶的前面正交的方向的方式配置在所述靶的背面侧，所述外周磁体的径向内侧的磁极和所述背面磁体的所述靶侧的磁极为彼此相同的极性。

9.根据权利要求8所述的电弧式蒸发源，其特征在于，所述外周磁体，以从所述外周磁体的径向观看的投影，与从所述靶的径向观看的投影重叠的方式配置。

10.根据权利要求8或9所述的电弧式蒸发源，其特征在于，所述外周磁体，以所述外周磁体的前端部和所述外周磁体的后端部的中间位置，相对于所述靶的前面和所述靶的背面的中间位置处于后方的方式配置。

11.根据权利要求8或9所述的电弧式蒸发源，其特征在于，还具备发生与所述背面磁体为相同方向的磁场的环状的磁场发生机构，所述磁场发生机构，以使通过所述靶的前面的磁力线相对于所述磁场发生机构的内周面而在径向内侧通过的方式配置在所述靶的前方。

12.根据权利要求8或9所述的电弧式蒸发源，其特征在于，所述靶的前面的磁场为100高斯以上。

13.一种电弧式蒸发源，其特征在于，

具备环状的外周磁体、背面磁体和环状的磁场发生机构，所述外周磁体，以所述外周磁体的磁化方向沿着与靶的前面平行的方向的方式相对于所述靶的背面而配置在后方，所述背面磁体，以所述背面磁体的磁化方向沿着与所述靶的前面正交的方向的方式配置，所述外周磁体的径向内侧的磁极，和所述背面磁体的所述靶侧的磁极是彼此相同的极性，所述磁场发生机构，发生与所述背面磁体为相同方向的磁场，以使通过所述靶的前面的磁力线在所述磁场发生机构的径向内侧通过的方式配置在所述靶的前方。

14.根据权利要求4～6和13中任一项所述的电弧式蒸发源，其特征在于，所述磁场发生机构由电磁线圈形成。

15.根据权利要求8、9、13中任一项所述的电弧式蒸发源，其特征在于，所述靶是圆板状，所述背面磁体由电磁线圈形成，并且所述外周磁体是永久磁体。

16.一种电弧式蒸发源，其特征在于，

具备环状的外周磁体和环状的背面磁体，

所述外周磁体以包围靶的外周侧的方式配置，具有成为沿着与所述靶的前面正交的方向并且朝向前方或后方的磁化方向的极性，所述背面磁体，配置在所述靶的背面侧，具有所述靶的大小以上的内径，具有成为与所述靶的前面平行的磁化方向的极性，所述外周磁体的磁化方向朝向前方时，所述背面磁体的磁化方向朝向所述背面磁体的径向内侧，所述外周磁体的磁化方向朝向后方时，所述背面磁体的磁化方向朝向所述背面磁体的径向外侧。

17.根据权利要求16所述的电弧式蒸发源，其特征在于，所述外周磁体的前端面，以与所述靶的前面在同一平面上，或相对于所述靶的前面而处于前方的方式配置。

18.根据权利要求16或17所述的电弧式蒸发源，其特征在于，所述背面磁体，具有环状的第一背面磁体，和与所述第一背面磁体有相同的磁化方向的极性的第二背面磁体，所述第二背面磁体，在所述靶的背面侧，在所述第一背面磁体的前方或后方，与所述第一背面磁体同轴配置。

19.根据权利要求18所述的电弧式蒸发源，其特征在于，在所述第一背面磁体和所述第二背面磁体的径向内侧，设有贯通所述第一背面磁体和所述第二背面磁体的磁性体，所述磁性体的外周面，与所述第一背面磁体和所述第二背面磁体的内周面相接。

20.根据权利要求8、9、16、17、19中任一项所述的电弧式蒸发源，其特征在于，所述靶为圆板状，所述背面磁体和所述外周磁体是永久磁体。

21.根据权利要求13所述的电弧式蒸发源，其特征在于，所述靶为圆板状，所述背面磁体和所述外周磁体是永久磁体。

说明书全文

电弧式蒸发源

技术领域

[0001] 本发明涉及形成用于机械零件等的耐磨耗性等的提高的、氮化物和氧化物等的陶瓷膜、非晶质碳膜等的薄膜的成膜装置的电弧式蒸发源。

背景技术

[0002] 历来，出于提高机械零件、切削工具、滑动零件等的耐磨耗性、滑动特性和保护机能的目的，广泛使用在该零件和工具的基材的表面涂覆薄膜的物理蒸镀法。作为该物理蒸镀法，从所周知的有电弧离子镀法和溅射法。电弧离子镀法是使用阴极放电型电弧式蒸发源的技术。

[0003] 阴极放电型电弧式蒸发源（以下，称为电弧式蒸发源），是在作为阴极的靶的表面使电弧放电发生，瞬间使构成靶的物质熔解和蒸发并使之离子化。电弧式蒸发源，将通过电弧放电而被离子化的该物质引入作为被处理物的基材侧，从而在基材表面形成薄膜。根据该电弧式蒸发源，靶的蒸发速度快，并且蒸发的物质的离子化率高，因此在成膜时通过对基材外加偏压，能够形成致密的皮膜。因此，电弧式蒸发源出于在切削工具等的表面形成耐磨耗性皮膜的目的而在工业上使用。

[0004] 构成通过电弧放电而蒸发的靶的原子，在电弧等离子体中高度地电离和离子化。这种情况下，从靶朝向基材的离子的输运受到靶和基材之间的磁场影响，其轨迹沿着从靶朝向基材的磁力线。

[0005] 但是，在阴极（靶）和阳极之间产生的电弧放电中，靶以阴极侧的电子发射点（电弧点）为中心而蒸发时，熔融的蒸发前的靶（宏观颗粒）从电弧点邻域被发射。该宏观颗粒对于被处理体的附着，成为使薄膜的表面光洁部降低的原因。

[0006] 对此，若电弧点高速移动，宏观颗粒的量有受到抑制的倾向。该电弧点的移动速度受靶的表面所外加的磁场影响。

[0007] 为了消除这样的问题，提出有以下这样的技术，即通过在靶的表面外加磁场来控制电弧点的移动。

[0008] 专利文献1中公开有一种真空电弧蒸发源，其通过将环状的磁场发生源设于靶的周围，向靶的表面外加垂直的磁场。在专利文献1中记述，根据该真空电弧蒸发源，电弧点的运动变得高速，能够抑制熔融粒子的发生。

[0009] 专利文献2中公开有一种在阴极的背面配置有磁体的电弧式蒸发源。

[0010] 专利文献3中公开有一种电弧式蒸发源，其具备包围靶的外周，且磁化方向沿着与靶的表面正交的方向的外周磁体，和极性与外周磁体为同方向，且磁化方向沿着与靶的表面正交的方向的背面磁体。专利文献3中记述，根据该电弧式蒸发源，能够使磁力线的直线传播性提高。

[0011] 在专利文献4中公开有一种电弧蒸发装置，其通过配置在靶的周围的环状磁体和背面的电磁线圈，形成与靶的表面平行的磁场。专利文献4中记述，根据该电弧蒸发装置，可达成遵循从靶的中心至其外缘部的所有的径迹的电弧感应。

[0012] 先行技术文献

[0013] 专利文献

[0014] 专利文献1：日本特开平11-269634号公报

[0015] 专利文献2：日本特开平08-199346号公报

[0016] 专利文献3：日本特开2010-275625号公报

[0017] 专利文献4：日本特表2004-523658号公报

[0018] 但是，专利文献1公开的真空电弧蒸发源，因为只从靶的周边部向靶的表面外加磁场，所以在靶的表面的中心附近磁场变弱。在如此磁场变弱的中心附近放电时，宏观颗粒大量发射。

[0019] 如此在中心附近磁场变弱的技术，难以适用于使用大型靶的蒸发源。另外，因为来自靶的表面的磁力线不会朝向基材方向伸长，所以不能朝向基材方向而有效率地诱导蒸发而离子化的靶的物质。为了避免这一问题，考虑增大附加到环状的磁场发生源上的电流值。但是，只依靠电流的增大会有放热等的问题，存在限度。

[0020] 另外，由于来自靶的表面的磁力线朝向从轴心偏离的方向，从基材偏离的磁力线大量发生。在形成这样的磁力线的磁场形态下，从靶蒸发的离子无法有效率地向基材输运，因此成膜速度慢。

[0021] 另外，根据专利文献2公开的电弧式蒸发源，能够由阴极的背面的磁体向阴极的表面外加强磁场，但磁力线从阴极的表面的中心向外周（外侧）的方向伸长（发散）。在此，在向阴极的表面外加垂直磁场的状况下，电弧点处于向磁力线倒塌的方向移动的倾向。因此，放电时电弧点向外周部移动，放电不稳定，并且只在该外周部发生局部性的放电。另外，由于来自靶的磁力线不会朝向基材方向伸长，所以不能将离子化的靶物质有效率地向基材方向诱导。

[0022] 专利文献3公开的电弧式蒸发源，通过在靶的背面空出间隔而配置的2片圆板磁体，沿着从靶的表面朝向基材的方向使磁力线发生。这2片圆板磁体，能够在中央部使直线传播性高的磁力线发生。但是，相比中央部而从外周侧发出的磁力线，相对于圆板磁体的轴心向外发散。这作为一般的磁体的特性是难以避免的现象，因此为了将离子化的靶物质有效率地向基材方向诱导，有进一步改善的余地。

[0023] 此外，根据专利文献4公开的电弧蒸发装置，虽然从电磁线圈的中央部发生直线传播性高的磁力线，但相比电磁线圈的中央部而从外周侧发出的磁力线，相对于电磁线圈的轴心向外发散。

[0024] 就是说，在专利文献3和4所公开的技术中，设于靶的背面的磁体和电磁体的特性上，只有靶的中央部能够从靶的前面朝向基材使直线传播性高的磁力线发生。因此，根据专利文献3和4公开的技术，也不能充分提高成膜速度。

发明内容

[0025] 鉴于前述的问题，本发明的目的是，提供一种可以控制磁力线的电弧式蒸发源，其使靶的表面的磁力线的倾斜率垂直，或使靶的表面的磁力线的倾斜度成为从阴极的表面的外周朝向中心（内侧）的方向。

[0026] 为了达成所述目的，本发明的电弧式蒸发源，其特征在于，具备如下：

[0027] 配置在靶的外周侧的环状的外周磁体和设置在所述靶的背面侧的背面磁体的至少任意一个，

[0028] 所述外周磁体和所述背面磁体的任意一个，其设置方式为，具有成为与所述靶的前面平行的磁化方向的极性，由此，通过所述靶的蒸发面的磁力线的方向相对于所述蒸发面大体垂直。

[0029] 特别是在本发明的第一发明中，电弧式蒸发源，其特征在于，

[0030] 具备环状的外周磁体和环状的磁场发生机构，

[0031] 所述外周磁体的磁化方向沿着径向，

[0032] 所述外周磁体其配置方式为，以使所述外周磁体的磁化方向沿着与靶的前面平行的方向的方式包围所述靶的外周，

[0033] 所述磁场发生机构，使所述磁场发生机构的轴心沿着与所述靶的前面大体垂直的方向而配置在所述靶的前方，发生与所述靶的前面为大体垂直方向的磁场。

[0034] 或者，在本发明的第一发明中，电弧式蒸发源，其特征在于，

[0035] 具备环状的外周磁体和环状的磁场发生机构，

[0036] 所述外周磁体的磁化方向，沿着径向，

[0037] 所述外周磁体，其设置方式为，以使所述外周磁体的磁化方向沿着与靶的前面平行的方向的方式，使所述外周磁体的前端部相对于所述靶的背面而位于后方，[0038] 所述磁场发生机构，以使所述磁场发生机构的轴心沿着与所述靶的前面大体垂直的方向的方式而配置在所述靶的前方，发生与所述靶的前面为大体垂直方向的磁场。

[0039] 另外，本发明的第二发明中，电弧式蒸发源，其特征在于，

[0040] 具备环状的外周磁体和背面磁体，

[0041] 所述外周磁体，其配置方式为，以使所述外周磁体的磁化方向沿着与靶的前面平行的方向的方式包围所述靶的外周，

[0042] 所述背面磁体，以使所述背面磁体的磁化方向沿着与所述靶的前面正交的方向的方式，配置在所述靶的背面侧，

[0043] 所述外周磁体的径向内侧的磁极和所述背面磁体的所述靶侧的磁极是相同的极性。

[0044] 或者，在本发明的第二发明中，电弧式蒸发源，其特征在于，

[0045] 具备环状的外周磁体、背面磁体和环状的磁场发生机构，

[0046] 所述外周磁体，以使所述外周磁体的磁化方向沿着与靶的前面平行的方向的方式，相对于所述靶的背面而配置在后方，

[0047] 所述背面磁体，其配置方式为，使所述背面磁体的磁化方向沿着与所述靶的前面正交的方向，

[0048] 所述外周磁体的径向内侧的磁极，和所述背面磁体的所述靶侧的磁极为相同的极性，

[0049] 所述磁场发生机构，发生与所述背面磁体同一方向的磁场，并以使通过所述靶的前面的磁力线在所述磁场发生机构的径向内侧通过的方式配置在所述靶的前方。

[0050] 另外，在本发明的第三发明中，电弧式蒸发源，其特征在于，

[0051] 具备环状的外周磁体和环状的背面磁体，

[0052] 所述外周磁体以包围靶的外周侧的方式配置，具有沿着与所述靶的前面正交的方向并且成为朝向前方或后方的磁化方向的极性，

[0053] 所述背面磁体配置在所述靶的背面侧，具有所述靶的大小以上的内径，具有成为与所述靶的前面平行的磁化方向的极性，

[0054] 所述外周磁体的磁化方向朝向前方时，所述背面磁体的磁化方向朝向所述背面磁体的径向内侧，

[0055] 所述外周磁体的磁化方向朝向后方时，所述背面磁体的磁化方向朝向所述背面磁体的径向外侧。

[0056] 上述的发明之中，特别是根据第一发明，能够以如下方式进行控制，即加强靶与基材之间的磁力，并且使靶表面的磁力线的倾斜度成为垂直，或使之成为从阴极表面的外周朝向中心侧（内侧）的方向。

[0057] 上述的发明之中，特别是根据第二发明，能够以如下方式进行控制，即使靶表面的磁力线的倾斜度成为垂直，或使之成为从阴极表面的外周朝向中心侧（内侧）的方向。

[0058] 上述的发明之中，特别是根据第三发明，能够在电弧式蒸发源中，使从靶表面向基材方向伸长的直线传播性高的磁力线，在靶表面的广阔区域中发生。

附图说明

[0059] 图1（a）是表示具备本发明的第一发明的第一实施方式的电弧式蒸发源的成膜装置的概略结构的侧视图，（b）是表示成膜装置的概略结构的俯视图。

[0060] 图2是表示第一发明的第一实施方式的电弧式蒸发源的概略结构的图。

[0061] 图3是表示现有例的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0062] 图4是表示第一发明的发明例的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0063] 图5是表示第一发明的实施方式的电弧式蒸发源的变形例的概略结构的图。

[0064] 图6（a）是表示具备本发明的第二发明的第一实施方式的电弧式蒸发源的成膜装置的概略结构的侧视图，（b）是表示成膜装置的概略结构的俯视图。

[0065] 图7是表示第二发明的第一实施方式的电弧式蒸发源的概略结构的图。

[0066] 图8是表示第二发明的第二实施方式的电弧式蒸发源的概略结构的图。

[0067] 图9是表示第二发明的第三实施方式的电弧式蒸发源的概略结构的图。

[0068] 图10是表示现有例的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0069] 图11是表示第二发明的发明例1的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0070] 图12是表示第二发明的发明例2的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0071] 图13是表示第二发明的发明例3的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0072] 图14是表示第二发明的发明例2的变形例的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0073] 图15是表示第二发明的发明例2的其他变形例的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0074] 图16是表示第二发明的发明例3的变形例的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0075] 图17是表示第二发明的发明例3的其他变形例的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0076] 图18（a）是表示具备本发明的第三发明的第一实施方式的电弧式蒸发源的成膜装置的概略结构的侧视图，（b）是表示成膜装置的概略结构的俯视图。

[0077] 图19是表示第三发明的第一实施方式的电弧式蒸发源的概略结构的图。

[0078] 图20是表示第三发明的第一实施方式的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0079] 图21是表示比较例的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0080] 图22是表示第三发明的第二实施方式的电弧式蒸发源的概略结构的图。

[0081] 图23是表示第三发明的第二实施方式的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

[0082] 图24是表示第三发明的第三实施方式的电弧式蒸发源的概略结构的图。

[0083] 图25是表示第三发明的第三实施方式的电弧式蒸发源的磁力线分布的图。

具体实施方式

[0084] ［第一发明］

[0085] 以下，基于图1～图5，对本发明的第一发明进行说明。

[0086] ［第一实施方式（第一发明）］

[0087] 参照图1和图2，对第一发明的第一实施方式进行说明。图1表示具备第一实施方式的电弧式蒸发源1（以下，称为蒸发源1）的成膜装置6。

[0088] 成膜装置6具备室11，在该室11内，配置有支承作为被处理物的基材7的旋转台12，和朝向基材7安装的蒸发源1。在室11中，设有向室11内导入反应气体的气体导入口
13，和从室11内排出反应气体的气体排放口14。

[0089] 而且，成膜装置6具备向蒸发源1的靶2（后述）施加负的偏压的电弧电源15，和向基材7施加负的偏压的偏压电源16。电弧电源15和偏压电源16的正极侧被地线18接地。

[0090] 如图1所示，蒸发源1具备如下：使蒸发面朝向基材7而配置的具有规定的厚度的圆板状的靶2；配置在靶2的附近的磁场形成手段8。以下，用语“圆板状”也包括具有规定的高度的圆柱形。磁场形成手段8能够由外周磁体3构成。还有，在本实施方式的情况下，室11作为阳极起作用。根据这样的构成，蒸发源1作为阴极放电型的电弧式蒸发源发挥功能。

[0091] 以下参照图1和图2，对成膜装置6所具备的蒸发源1的构成进行说明。图2是表示本实施方式的蒸发源1的概略结构的图。

[0092] 蒸发源1，如上述，由具有规定的厚度的圆板状的靶2，和配置在靶2的附近的磁场形成手段8构成。

[0093] 还有，在以下的说明中，朝向作为靶2的蒸发面的基材7侧（由白箭头表示的基材方向）的面称为“前面”，朝向其相反侧（基材相反方向）的面称为“背面”（参照图1和图2）。

[0094] 靶2由对应想要基材7上形成的薄膜而选择的材料构成。作为其材料，例如，有铬（Cr）、钛（Ti）和钛铝（TiAl）等的金属材料，以及碳（C）等可以离子化的材料。

[0095] 磁场形成手段8，具有作为磁场发生机构的电磁线圈9，和以包围靶2的外周的方式配置的环状（环状或圈状）的外周磁体3。外周磁体3由矫顽磁力高的钕磁体所形成的永久磁体构成。

[0096] 电磁线圈9是发生与靶2的前面（蒸发面）垂直的方向的磁场的环状的螺线管。例如，电磁线圈9具有数百圈左右（例如410圈）的匝数，卷绕方式为，使之成为比靶2的直径大一些的直径的线圈。在本实施方式中，在2000A·T～5000A·T左右的电流下，电磁线圈9使磁场发生。

[0097] 如图2所示，该电磁线圈9设于靶2的前面侧，从径向看的磁线圈9的投影与靶2的投影不重叠。这时，电磁线圈9以与靶2排在同心轴上的方式配置。若从基材7侧观看如此配置的靶2和电磁线圈9，则在圆环状的电磁线圈9的内侧，圆形的靶2大致进入同心。

[0098] 若在如此配置的电磁线圈9上流通电流，则在电磁线圈9的内侧，从靶2侧朝向基材7侧的磁场发生。这时，通过靶2的前面的磁力线，能够在电磁线圈9内通过。

[0099] 外周磁体3如上述是环形体，在轴心方向具有规定的厚度。外周磁体3的厚度与靶2的厚度大致相同或小一些。

[0100] 这样的环状的外周磁体3的外观，由相互平行的2个圆环状的面（圆环面），和在轴心方向上连接这2个圆环面的2个周面构成。这2个周面是形成于圆环面的内周侧的内周面，和形成于圆环面的外周侧的外周面。此内周面和外周面的宽度是外周磁体3的厚度。

[0101] 如图2所示，外周磁体3以使其内周面为N极，使其外周面为S极的方式进行磁化。还有，图中显示从S极朝向N极的黑箭头，以后，将该箭头的方向称为磁化方向。本实施方式的外周磁体3，其配置方式为，使磁化方向沿着与靶2的前面平行的方向，即，使磁化方向朝向靶2。

[0102] 外周磁体3可以具有环状或者环状的一体形状。或者，外周磁体3也可以由使磁化方向与靶2的表面处于水平方向的环状或者环状排列的圆柱状或者长方体状的磁体构成。

[0103] 外周磁体3以包围靶2的外周的方式配置，在与靶2的同心轴上配置。这时，外周磁体3以不超出靶2的厚度的范围的方式配置。由此，从外周磁体3的径向看到的投影，与从靶2的径向看到的投影重叠。即，外周磁体3其配置方式为，在与靶2的蒸发面平行的方向上投影外周磁体3和靶2时所形成的各自的影相互重叠，并且，外周磁体3的影被靶2的影完全含盖。

[0104] 如此，使外周磁体3的作为前面侧的圆环面的前端部相对于靶2的前面而位于背面侧（后方），并且，使外周磁体3的作为后面侧的圆环面的后端部相对于靶2的背面而位于前面侧（前方），外周磁体3以这样的方式被配置在蒸发源1上。

[0105] 如此设置外周磁体3时，与只使用电磁线圈9的情况相比，能够使靶2附近的磁力线收敛而使之通过靶2的蒸发面。另外，还能够得到的效果是，可以使通过靶2的蒸发面的磁力线的方向相对于蒸发面大致垂直。

[0106] 在上述的构成中，电磁线圈9的极性为，基材7侧是N极，靶2侧是S极。另外，外周磁体3的极性为，在与靶2对置的内周面侧是N极，外周面侧是S极。但是，通过使附加到电磁线圈9的电流的方向倒转，并且使用与外周磁体3的内周面和外周面的极性颠倒的外周磁体，即使成为以与上述的构成相反的极性而构成，也能够得到同样的磁力线分布。

[0107] 其次，说明使用了蒸发源1的成膜装置6的成膜的方法。

[0108] 首先，室11通过抽真空成为真空后，从气体导入口13导入氩气（Ar）等的惰性气体，通过溅射除去靶2和基材7上的氧化物等的杂质。杂质除去后，室11内再次达到真空，由气体导入口13向成为真空的室11内导入反应气体。

[0109] 若以此状态在设置于室11的靶2上使电弧放电发生，则构成靶2的物质等离子体化而与反应气体发生反应。由此，在置于旋转台12的基材7上，能够形成氮化膜、氧化膜、碳化膜、碳氮化膜或非晶质碳膜等。

[0110] 还有，作为反应气体，符合用途而选择氮气（N2）和氧气（O2），或者甲烷（CH4）等的烃类气体即可，室11内的反应气体的压力为1～7Pa左右即可。另外，成膜时，靶2通过流通100～200A的电弧电流而使之放电，并且由电弧电源15外加10～30Ｖ的负电压即可。此外，由偏压电源16向基材7外加10～200V的负电压即可。

[0111] 另外，优选使靶2的前面的磁场为100高斯以上，如此构成外周磁体3和电磁线圈9并且配置。由此，确实地进行成膜。如果靶2的前面的磁场为150高斯，则更优选。

[0112] 还有，使用本实施方式的蒸发源1进行成膜时的磁力线的分布状况，通过以下的实施例详细地说明。

[0113] ［实施例（第一发明）］

[0114] 一边参照图3和图4，一边对于第一发明的第一实施方式的电弧式蒸发源1发生的磁力线分布的特征进行说明。

[0115] 还有，图3（a）和图4（a）所示的磁力线分布图，表示从靶2的背面侧至基材7的表面的磁力线分布。在此图3（a）和图4（a）的磁力线分布图中，右端表示基材7的表面的位置。图3（b）和图4（b）所示的磁力线分布图，分别是图3（a）和图4（a）的靶2周边的放大图。

[0116] 展示以下说明的现有例和发明例中的各种实验条件。靶2由钛（Ti）与铝（Al）的原子比不1︰1的钛铝（TiAl）形成，其尺寸为（直径100mm×厚度16mm）。

[0117] 外周磁体3由永久磁体形成，其尺寸为（外径170mm，内径150mm，厚度10mm）。

[0118] ［现有例（第一发明）］

[0119] 首先，为了加深理解，参照图3（a）（b），对于现有例，即只使用电磁线圈9时的磁力线分布进行说明。

[0120] 若参照图3（a），则电磁线圈9形成的磁场的磁力线，一边从靶2的一侧收敛一边向电磁线圈9之内导入，并且一边从该线圈内扩散一边朝向基材7的表面。

[0121] 若参照图3（b），则通过靶2的前面（蒸发面）的磁力线，在从靶2的外周朝向内周的方向上倾斜，从靶2的背面朝向前面收敛。

[0122] ［发明例（第一发明）］

[0123] 参照图4（a）（b），对使用第一发明的第一实施方式的电弧式蒸发源1时的磁力线分布进行说明。

[0124] 若参照图4（a），则电磁线圈9和外周磁体2形成的磁场的磁力线之中，从靶2的背面侧朝向基材7的磁力线的大致全部，都通过靶2的前面（蒸发面），向电磁线圈9之内导入。

[0125] 若与图3（a）所示的现有例比较则可知，在图4（a）所示的发明例中，靶2和电磁线圈9之间的磁力线的密度变高。就是说，通过使用外周磁体2，靶2和电磁线圈9之间的磁力变强。

[0126] 若参照图4（b），则与图3（b）所示的现有例比较可知，靶2的前面（蒸发面）有磁力线的密度变高。不仅如此，通过靶2的蒸发面的磁力线，相对于靶2的蒸发面大体垂直（换言之，就是相对于靶法线大致平行）。但是，通过靶2的蒸发面的磁力线，可以说不仅仅只是相对于蒸发面大体垂直，而且在从靶2的外周朝向内周的方向上有一些倾斜。

[0127] 由于此倾斜度，使得放电时电弧点向外周部移动面导致放电变得不稳定这一问题，和只在该外周部发生局部性的放电这一问题难以发生。

[0128] 以上，通过第一发明的第一实施方式和发明例能够理解以下的内容。即，设有外周磁体3时，为了从靶2的蒸发面高效率地引出被离子化的靶的物质，能够增强靶2和电磁线圈9之间的磁力。在设有外周磁体3时，即使不加大附加到电磁线圈9上的电流值，也能够提高靶2和电磁线圈9之间的磁力强度。

[0129] 在设有该外周磁体3的位置，不限于上述实施方式所公开的位置。

[0130] 例如，外周磁体3也可以向靶2的背面侧错开位置配置。若如此错开外周磁体3的位置，则从外周磁体3的径向看到的投影的前面侧，与从靶2的径向看到的投影的背面侧重叠。即，以如下方式配置外周磁体3，使在与靶2的蒸发面平行的方向上投影外周磁体3和靶2时所形成的投影相互部分地重叠，并且使外周磁体3的投影的前面侧与靶2的投影的背面侧重叠。

[0131] 这时，图2中黑箭头所在位置的外周磁体3的厚度方向的中央位置，即外周磁体3的前端部与后端部的中间位置，处于沿着靶2的厚度方向的宽度的范围内，相对于靶2的背面而配置在前面侧（前方）。

[0132] 如此，本实施方式的外周磁体3，以使外周磁体3的前端部相对于靶2的背面而配置在前方的方式，配置在蒸发源1上。更详细地说，使靶2的作为前面侧的圆环面的前端部，相对于靶2的前面而位于背面侧（后方），和／或使靶2的作为后面侧的圆环面的后端部，相对于靶2的背面而配置在前面侧（前方），可以说外周磁体3以此方式被配置在蒸发源1上。

[0133] 如此，若使外周磁体3向靶2的背面侧错开配置，则能够期待通过靶2的蒸发面的磁力线相对于靶2的蒸发面更加垂直（换言之，就是相对于靶法线更平行）。除此之外，由于靶2的消耗导致蒸发面的位置发生变化时，也能够以良好的状态确保蒸发面的磁场的均匀性。

[0134] 如上述，优选外周磁体3的配置方式为，使外周磁体3的前端部相对于靶2的背面而位于前方。

[0135] 但是，如图5所示，作为第一发明的第一实施方式的电弧式蒸发源1的变形例，是能够以如下方式配置外周磁体3的情况，就是不使外周磁体3包围靶2的外周，即，使外周磁体3的前端部相对于靶2的背面而处于后方。这时，从外周磁体3的径向看到的投影的前面侧，相对于从靶2的径向看到的投影的背面侧而位于后方。即，在与靶2的蒸发面平行的方向上投影外周磁体3和靶2时所形成的投影不重叠，使外周磁体3的投影的前面侧相对于靶2的投影的背面侧而处于后方，能够以此方式配置外周磁体3。

[0136] 当然，若使外周磁体3从靶2的背面过度向后方偏离，则靶2的前面的磁力变弱，并且形成向靶2的外侧发散的这种磁力线。因此，例如如果满足规定的条件，则外周磁体3也可以按如下方式配置，在轴心与靶2的前面大体垂直交叉的位置，使前端部相对于靶2的背面而处于后方，并且使磁化方向沿着与靶2的前面平行的方向。

[0137] 上述条件，例如是靶2的前面的磁力线约为100高斯左右或其以上，和在靶2的外周部形成朝靶中心方向倾斜的磁力线的条件。更优选外周磁体3以与靶2大致同轴（同心轴上）的方式配置。

[0138] ［第二发明］

[0139] 以下，基于图6～17，对本发明的第二发明进行说明。

[0140] ［第一实施方式（第二发明）］

[0141] 参照图6和图7，对第二发明的第一实施方式进行说明。图6表示具备第二发明的第一实施方式的电弧式蒸发源101a（以下，称为蒸发源101a）的成膜装置106。

[0142] 成膜装置106具备室111，在该室111内，配置有支承作为被处理物的基材107的旋转台112，和朝向基材107安装的蒸发源101a。在室111中，设有向室111内导入反应气体的气体导入口113，和从室111内排出反应气体的气体排放口114。

[0143] 而且，成膜装置106，具备向蒸发源101的靶102（后述）施加负的偏压的电弧电源115，和向基材107施加负的偏压的偏压电源116。电弧电源115和偏压电源116的正极侧被地线118接地。

[0144] 如图6所示，蒸发源101a，具备使蒸发面朝向基材107而配置的、具有规定的厚度的圆板状的靶102，和配置在靶102的附近的磁场形成手段108。以下，用语“圆板状”也包括具有规定的高度的圆柱形状。磁场形成手段108，由外周磁体103和背面磁体104构成。还有，在本实施方式的情况下，室111作为阳极起作用。通过这样的构成，蒸发源101a作为阴极放电型的电弧式蒸发源发挥功能。

[0145] 以下参照图6和图7，对成膜装置106所具备的蒸发源101a的构成进行说明。图7是表示本实施方式的蒸发源101a的概略结构的图。

[0146] 蒸发源101a，如上述，由具有规定的厚度的圆板状的靶102，和配置在靶102的附近的磁场形成手段108构成。

[0147] 还有，在以下的说明中，朝向作为靶102的蒸发面的基材107侧（白箭头所示的基材方向）的面称为“前面”，朝向其相反侧（与基材相反的方向）的面称为“背面”（参照图6和图7）。

[0148] 靶102由对应想要基材107上形成的薄膜而选择的材料构成。作为其材料，例如，有铬（Cr）、钛（Ti）和钛铝（TiAl）等的金属材料，以及碳（C）等的可离子化的材料。

[0149] 磁场形成手段108，具有以包围靶102的外周方式配置的环状（环状或者圈状）的外周磁体103，和配置在靶102的背面侧的背面磁体104。此外周磁体103和背面磁体104，由矫顽磁力高的钕磁体所形成的永久磁体构成。

[0150] 外周磁体103，如上述是环形体，在轴心方向上具有规定的厚度。外周磁体103的厚度，与靶102的厚度大致相同或小一些。

[0151] 这样的环状的外周磁体103的外观，由相互平行的2个圆环状的面（圆环面），和在轴心方向上连接这2个圆环面的2个周面构成。这2个周面是形成于圆环面的内周侧的内周面，和形成于圆环面的外周侧的外周面。此内周面和外周面的宽度是外周磁体103的厚度。

[0152] 如图7所示，外周磁体103，以使其内周面为N极，使其外周面为S极的方式磁化。还有，图中显示从S极朝向N极的黑箭头，以后，将该箭头的方向称为磁化方向。本实施方式的外周磁体103，其配置方式为，使磁化方向沿着与靶102的前面平行的方向，即，使磁化方向朝向靶102。

[0153] 外周磁体103可以具有环状或者环状的一体形状。或者，外周磁体103也可以以使磁化方向与靶102的表面处于水平方向的方式，由环状或者环状排列的圆柱状或者长方体状的磁体构成。

[0154] 外周磁体103以包围靶102的外周的方式配置，在与靶102的同心轴上配置。这时，外周磁体103以不超出靶102的厚度的范围的方式配置。因此，从外周磁体103的径向看到的投影，与从靶102的径向看到的投影重叠。即，外周磁体103其配置方式为，在与靶102的蒸发面平行的方向上投影外周磁体103和靶102时所形成的各自的影相互重叠，并且，外周磁体103的影被靶102的影完全含盖。

[0155] 如此，使外周磁体103的作为前面侧的圆环面的前端部相对于靶102的前面而位于背面侧（后方），并且，使外周磁体103的作为后面侧的圆环面的后端部相对于靶102的背面而配置在前面侧（前方），外周磁体103以此方式被配置在蒸发源101a上。

[0156] 另外，在本实施方式中，外周磁体103其配置方式为，使其前端部和后端部的中间位置，与靶102的前面和背面的中间位置一致。

[0157] 背面磁体104，由作为磁心的非环状的磁芯105，和夹隔磁芯105的2个圆板状的圆板背面磁体104A、104B构成。圆板背面磁体104A、104B与磁芯105同样也是非环状。在此，用语“非环状”，不是像多纳圈一样在径向内部留有孔的环状，而是指圆板状和圆柱状等的实心的形状。即，“非环状”意思是，从表面朝向外方的任一条法线都不相交的形状。根据至今为止的认知，可知为了向基材方向有效率地延伸磁力线，背面的磁体需要具有厚度。因此在本实施方式中，为了增加厚度，作为2枚磁体的圆板背面磁体104A、104B被分离配置，其间被作为磁性体的磁芯105填埋，以防止磁力的降低。

[0158] 如图7所示，圆板背面磁体104A、104B，以一方的圆板面为N极，另一方的圆板面为S极的方式磁化。圆板背面磁体104A、104B，由圆板背面磁体104A的S极侧的面和圆板背面磁体104B的N极侧的面夹住磁芯105，使彼此的磁化方向朝向相同的方向。

[0159] 如此构成的背面磁体104，以其磁化方向沿着靶102的轴心，且该磁化方向相对于靶102的蒸发面垂直的方式，被配置在靶102的背面侧。此外，背面磁体104，以使圆板背面磁体104A的N极侧朝向靶102的方式被配置。这时，背面磁体104，以使其轴心与靶102的轴心大体一致的方式配置。

[0160] 蒸发源101a，如上述这样，其构成是通过使外周磁体103和背面磁体104相对于靶102而配置。这时，外周磁体103的磁化方向朝向与靶102的前面平行的方向，即朝向靶102。另外，外周磁体103的内周面侧的磁极为N极，背面磁体104的靶102侧的磁极也是N极，因此外周磁体103的径向内侧的磁极和背面磁体104的靶102侧的磁极是彼此相同的极性。

[0161] 如此，外周磁体103和背面磁体104使相同的极性朝向靶102，能够组合由外周磁体103所形成的磁场和由背面磁体104所形成的磁场。由此，能够使通过靶102的蒸发面的磁力线的方向相对于蒸发面大体垂直，并且能够得到可以将磁力线向基材107的方向诱导的效果。

[0162] 还有，如上述，因为只要外周磁体103和背面磁体104使相同的磁极朝向靶102即可，所以，也可以使外周磁体103和背面磁体104相互使S极朝向靶102而构成蒸发源101a。

[0163] 接下来，说明使用了蒸发源101a的成膜装置106的成膜的方法。

[0164] 首先，室111通过抽真空成为真空后，从气体导入口113导入氩气（Ar）等的惰性气体，通过溅射除去靶102和基材107上的氧化物等的杂质。杂质除去后，室111内再次达到真空，由气体导入口113向成为真空的室11内导入反应气体。

[0165] 若以此状态在设置于室111的靶102上使电弧放电发生，则构成靶102的物质等离子体化而与反应气体发生反应。由此，在置于旋转台112的基材107上，能够形成氮化膜、氧化膜、碳化膜、碳氮化膜或非晶质碳膜等。

[0166] 还有，作为反应气体，根据用途而选择氮气（N2）和氧气（O2），或者甲烷（CH4）等的烃类气体即可，室11内的反应气体的压力为1～7Pa左右即可。另外，成膜时，靶102通过流通100～200A的电弧电流而使之放电，并且由电弧电源115外加10～30Ｖ的负电压即可。此外，由偏压电源116向基材107外加10～200V的负电压即可。

[0167] 另外，优选使靶102的前面的磁场为100高斯以上，如此构成外周磁体103和电磁线圈109并且配置。由此，确实地进行成膜。如果靶102的前面的磁场为150高斯，则更优选。

[0168] 还有，使用本实施方式的蒸发源101a进行成膜时的磁力线的分布状况，通过后述的实施例详细地说明。

[0169] ［第二实施方式（第二发明）］

[0170] 参照图8，对第二发明的第二实施方式进行说明。

[0171] 图8是表示本实施方式的成膜装置106所使用的电弧式蒸发源101b的概略结构的图。

[0172] 本实施方式的电弧式蒸发源101b，与第二发明的第一实施方式中的电弧式蒸发源101a同样，由具有规定的厚度的圆板状的靶102，和配置在靶102的附近的磁场形成手段
108构成。磁场形成手段108与第一实施方式同样，具有以包围靶102的外周的方式配置的环状（环状）的外周磁体103，和配置在靶102的背面侧的背面磁体104。

[0173] 如此，本实施方式的蒸发源101b，具有与第一发明的第一实施方式的电弧式蒸发源101a同样的结构，只有外周磁体103的配置不同。

[0174] 以下，对本实施方式的蒸发源101b的外周磁体103的配置进行说明。

[0175] 若参照图8，注目于外周磁体103相对于靶102的位置，则可知外周磁体103相对于靶102，向背面磁体104侧（背面侧）错开位置而配置。如此错开外周磁体103的位置，从外周磁体103的径向看到的投影的前面侧，与从靶102的径向看到的投影的背面侧重叠。即，外周磁体103其配置方式为，在与靶102的蒸发面平行的方向上投影外周磁体103和靶
102时所形成的各自的影相互部分性地重叠，并且外周磁体103的影的前面侧与靶102的影的背面侧重叠。

[0176] 这时，在图8的外周磁体103中显示黑箭头的外周磁体103的厚度方向的中央位置，即外周磁体103的前端部和后端部的中间位置，在沿着靶102的厚度方向的宽度的范围内，相对于靶102的背面而配置在前面侧（前方）。

[0177] 就是说，蒸发源101b所具备的本实施方式的外周磁体103，使其前端部相对于靶102的背面而配置在前方，并且使其后端部相对于靶102的背面而配置在后方。若更详细地阐述，则蒸发源101b所具备的本实施方式的外周磁体103，其配置方式为，使前端部和后端部的中间位置，相对于靶102的前面和背面的中间位置而处于后面侧（后方）。

[0178] 如此，若使外周磁体103相对于靶102向背面磁体104侧错开而配置，则除了第一实施方式的效果以外，还能够得到的效果是，即使由于靶102的消耗导致蒸发面的位置发生变化时，仍能够良好地确保蒸发面的磁场的均匀性。

[0179] 第二发明的第二实施方式，除以上所示的外周磁体103的配置以外均与第一实施方式大致一样，因此省略说明。

[0180] 还有，使用第二发明的第二实施方式的蒸发源101b进行成膜时的磁力线的分布状况，以后述的实施例详细地说明。

[0181] ［第三实施方式（第二发明）］

[0182] 参照图9，对第二发明的第三实施方式进行说明。

[0183] 图9是表示本实施方式的成膜装置106所使用的电弧式蒸发源101c的概略结构的图。

[0184] 本实施方式的电弧式蒸发源101c，与第二发明的第一实施方式的电弧式蒸发源101a比较，在具有作为磁场发生机构的电磁线圈109这一点上有所不同。

[0185] 其他的构成，例如，具有规定的厚度的圆板状的靶102，以包围靶102的外周的方式配置的环状的外周磁体103，配置在靶102的背面侧的背面磁体104等，与第一实施方式大致一样。

[0186] 因此，在此对蒸发源101c的电磁线圈109的构成和配置进行说明。

[0187] 电磁线圈109是发生与背面磁体104为同一方向的磁场的环状的螺线管。例如电磁线圈109具有数百圈左右（例如410圈）的匝数，卷绕成为比靶102的直径为大一些的直径的线圈。在本实施方式中，在2000A·T～5000A·T左右的电流下，电磁线圈109使磁场发生。

[0188] 如图9所示，该电磁线圈109设于靶102的前面侧，从径向看到的电磁线圈109的投影，与靶102的投影不重叠。这时，电磁线圈109，以在与靶102同心的轴上排列的方式配置。若从背面磁体104侧和基材107侧观看如此配置的靶102和电磁线圈109，则在圆环状的电磁线圈109的内侧，圆形的靶102大致进行同心。

[0189] 若在如此配置的电磁线圈109上流通电流，则在电磁线圈109的内侧，从靶102侧朝向基材7侧的磁场发生。这时，通过靶102的前面的磁力线，能够在电磁线圈109内通过。

[0190] 如此，若设置电磁线圈109，则除了第一实施方式的效果以外，还能够得到的效果是，能够抑制通过靶102的蒸发面的磁力线的扩散，维持高磁力线密度直至基材107的表面。另外，如上述，若在靶102和基材107之间设置电磁线圈109，则还能够期待使离子从靶102向基材107的搬运效率提高的效果。

[0191] 还有，使用第三实施方式的蒸发源101c进行成膜时的磁力线的分布状况，以后述的实施例详细地说明。

[0192] ［实施例］

[0193] 以上，第二发明的第一实施方式～第三实施方式的电弧式蒸发源101a～101c，因为外周磁体103的配置，和有无电磁线圈109等各不相同，所以发生的磁力线的分布也各不相同。

[0194] 一边参照图10～图13，一边对于第一实施方式～第三实施方式的电弧式蒸发源101a～101c发生的磁力线的分布，作为发明例1～发明例3而进行说明。

[0195] 还有，图10（a）、图11（a）、图12（a）、图13（a）所示的磁力线分布图，表示从背面磁体104至基材107的表面的磁力线分布。在此图10（a）～图13（a）的磁力线分布图中，右端表示基材107的表面的位置。图10（b）、图11（b）、图12（b）、图13（b）所示的磁力线分布图，分别是图10（a）～图13（a）的靶102周边的放大图。

[0196] 显示以下说明的现有例和各发明例中的各种实验条件。例如，靶102的尺寸为（直径100mm×厚度16mm）。圆板背面磁体104A、104B的尺寸分别为（直径100mm×厚度4mm）。磁芯105的尺寸为（直径100mm×厚度30mm）。外周磁体103的尺寸为（内径150mm，外径
170mm，厚度10mm）。靶102的表面的磁场强度为150高斯以上。

[0197] ［现有例（第二发明）］

[0198] 首先为了加深理解，参照图10（a）（b），对于现有例，即只使用背面磁体104时的磁力线分布进行说明。

[0199] 若参照图10（a），则来自背面磁体104的磁力线，一边朝着背面磁体104的外周方向倾斜一边发散，并朝向基材107的表面。

[0200] 若参照图10（b），则通过靶102的蒸发面的磁力线，朝着靶102的外周方向倾斜，从靶102的背面朝向前面扩散。

[0201] ［发明例1（第二发明）］

[0202] 参照图11（a）（b），对使用第二发明的第一实施方式的电弧式蒸发源101a时的磁力线分布进行说明。

[0203] 若参照图11（a），则来自背面磁体104的磁力线，其扩散在外周磁体103的位置受到抑制，通过靶102的磁力线的密度，特别是在靶102的中心附近，比现有例高。

[0204] 若参照图11（b），则通过靶102的蒸发面的磁力线，相对于靶102的蒸发面而大体垂直（换言之，就是相对于靶法线大致平行）。

[0205] ［发明例2（第二发明）］

[0206] 参照图12（a）（b），对使用第二发明的第二实施方式的电弧式蒸发源101b时的磁力线分布进行说明。

[0207] 若参照图12（a），则来自背面磁体104的磁力线，其扩散在外周磁体103的位置受到抑制，通过靶102的磁力线的密度，特别是在靶102的中心附近，比现有例高。

[0208] 若参照图12（b），则通过靶102的蒸发面的磁力线，相对于靶102的蒸发面大体垂直（换言之，就是相对于靶法线大致平行）。另外，从靶102的厚度方向的中央到背面侧，若使本发明例与现有例相比，则可以说本发明例的外周部的磁力线的一方，相对于靶的法线更接近平行。因此，可以说本发明与现有例相比，靶102内的磁力线密度更均匀。

[0209] 图14（a）（b）表示本发明例所对应的变形例的磁力线分布。图14（a）（b）所示的电弧式蒸发源，与第二发明的第二实施方式的图12（a）（b）的电弧式蒸发源101b一样，具备靶102、外周磁体103和背面磁体104。在图14（a）（b）的电弧式蒸发源中，与图12（a）（b）的电弧式蒸发源101b不同，外周磁体103相对于靶102的背面而配置在后方。这时，外周磁体103的前端部相对于靶102的背面而位于后方5mm～10mm左右。

[0210] 在图14（a）（b）的磁力线分布图中，与图12（a）（b）比较可知，靶102的前面（蒸发面）的磁力线，相对于蒸发面而朝向靶102的径向外侧进一步倾斜扩散。这是因为电弧放电偏向靶102的外周部，所以不为优选。

[0211] 就是说，在具备靶102、外周磁体103、背面磁体104的电弧式蒸发源中，不优选外周磁体103的配置相对于靶102的背面而配置在后方。

[0212] 图15（a）（b）表示本发明例所对应的其他变形例的磁力线分布。图15（a）（b）所示的电弧式蒸发源，与第二发明的第二实施方式的图12（a）（b）的电弧式蒸发源101b一样，具有靶102和外周磁体103，但是，使用具有与电磁线圈109为同样构成的作为环状螺线管的电磁线圈110，代替由永久磁体构成的背面磁体104。图15（a）（b）的电弧式蒸发源的靶102所对应的外周磁体103的位置，与图12（a）（b）的电弧式蒸发源101b的外周磁体103的位置大致相同。电磁线圈110，在与图12（a）（b）的背面磁体104大致相同的位置，与靶102配置在大致同轴上。电磁线圈110的内径约100mm，外径约200mm，厚度约50mm。电磁线圈110配置在距靶102约64mm的后方。还有，电磁线圈110的磁力，其调整方式为，使靶102的前面的磁通密度与使用背面磁体104时大致相同。

[0213] 在图15（a）（b）的磁力线分布图中，可知形成有与图12（a）（b）的磁力线分布图大体等价的磁场。就是说，即使采用电磁线圈110代替由永久磁体构成的背面磁体104，也能够形成大体等价的磁场。

[0214] ［发明例3（第二发明）］

[0215] 参照图13（a）（b），对使用第二发明的第三实施方式的电弧式蒸发源101c时的磁力线分布进行说明。

[0216] 若参照图13（a），则来自背面磁体104的磁力线，其扩散在外周磁体103的位置得到抑制，通过靶102的磁力线的密度，特别是在靶102的中心附近，比现有例高。通过靶102的蒸发面并正在扩散的磁力线，其扩散在电磁线圈109的位置得到抑制，再次相对于靶法线大体平行。

[0217] 若参照图13（b），则通过靶102的蒸发面的磁力线，相对于靶102的蒸发面大体垂直，或朝向靶102的中心方向倾斜。由此，在从靶102的厚度方向的中央到背面侧，发明例3的磁力线与现有例和发明例1、2相比，可以说相对于靶法线最接近平行。

[0218] 图16（a）（b）表示本发明例所对应的变形例的磁力线分布。图16（a）（b）所示的电弧式蒸发源，与第二发明的第三实施方式的图13（a）（b）的电弧式蒸发源101c同样，具备靶102、外周磁体103、背面磁体104和电磁线圈109。在图16（a）（b）的电弧式蒸发源中，与图13（a）（b）的电弧式蒸发源101c不同，外周磁体103相对于靶102的背面而配置在后方。这时，外周磁体103的前端部，相对于靶102的背面而位于后方5mm～10mm左右。

[0219] 在图16（a）（b）的磁力线分布图中，可知形成有与图13（a）（b）的磁力线分布图大体等价的磁场。在本变形例中，可以说即使外周磁体103相对于靶102的背面而配置在后方5mm～10mm左右，也能够形成与图13（a）（b）的磁力线分布图大致等价的磁场。即，在本变形例的构成中可知，为了形成与图13（a）（b）的磁力线分布图大体等价的磁场，在外周磁体103的前端部和靶102的背面的间隔中，存在与各结构构件的大小和发生的磁力线密度相应的允许范围。还有，该允许范围是靶102的厚度的2倍左右。

[0220] 在图17（a）（b）中，显示本发明例所对应的其他变形例的磁力线分布。图17（a）（b）所示的电弧式蒸发源，与第二发明的第三实施方式的图13（a）（b）的电弧式蒸发源101c同样，具备靶102、外周磁体103、电磁线圈109，但使用电磁线圈110代替由永久磁体构成的背面磁体104。在图12（a）（b）的电弧式蒸发源中，外周磁体103相对于靶102的位置，与图13（a）（b）的电弧式蒸发源101c的位置大致相同。电磁线圈110，具有与图15（a）（b）中的电磁线圈110大致相同的构成，并且在与图13（a）（b）的背面磁体104大致相同的位置，配置在与靶102大致同轴上。在图17（a）（b）中，电磁线圈110配置在距靶
102约64mm的后方。

[0221] 在图17（a）（b）的磁力线分布图中，可知形成有与图13（a）（b）的磁力线分布图大体等价的磁场。即，即使采用电磁线圈110代替由永久磁体构成的背面磁体104时，也能够形成大致等价的磁场。

[0222] ［第三发明］

[0223] 以下，基于图18～25，对本发明的第三发明进行说明。

[0224] ［第一实施方式（第三发明）］

[0225] 参照图18～图21，对第三发明的第一实施方式进行说明。图18表示具备第三发明的第一实施方式的电弧式蒸发源201a（以下，称为蒸发源201a）的成膜装置206。

[0226] 成膜装置206具备室211，在此室211内，配置有支承作为被处理物的基材207的旋转台212，和朝向基材207安装的蒸发源201a。在室211中，设有向室211内导入反应气体的气体导入口213，和从室211内排出反应气体的气体排放口214。

[0227] 而且，成膜装置206，具备向蒸发源201a的靶202（后述）施加负的偏压的电弧电源215，和向基材207施加负的偏压的偏压电源216。电弧电源215和偏压电源216的正极侧由地线218接地。

[0228] 如图18所示，蒸发源201a，具备使蒸发面朝向基材207而配置的、具有规定的厚度的圆板状的靶202，和配置在靶202的附近的磁场形成手段208a。以下，用语“圆板状”也包括具有规定的高度的圆柱形状。磁场形成手段208a由外周磁体203和背面磁体204a构成。还有，在本实施方式中，室211作为阳极起作用。根据这样的构成，蒸发源201a作为阴极放电型的电弧式蒸发源发挥功能。

[0229] 以下，参照图18和图19，对成膜装置206所具备的蒸发源201a的构成进行说明。图19是表示本实施方式的蒸发源201a的概略结构的图。

[0230] 蒸发源201a，如上述，由具有规定的厚度的圆板状的靶202，和配置在靶202的附近的磁场形成手段208a构成。

[0231] 还有，在以下的说明中，作为靶202的蒸发面，即朝向基材207侧（白箭头所示的基材方向）的面称为“前面（靶前面）”，朝向其相反侧的面称为“背面（靶背面）”（参照图18和图19）。

[0232] 靶202由对应想在基材207上形成的薄膜而选择的材料构成。作为其材料，例如有铬（Cr）、钛（Ti）、和钛铝（TiAl）等的金属材料以及碳（C）等的可以离子化的材料。

[0233] 磁场形成手段208a，具有以包围靶202的外周的方式配置的环状（环状或者圈状）的外周磁体203，和在靶202的背面侧与外周磁体203同轴上所配置的环状（环状或者圈状）的背面磁体204a。此外周磁体203和背面磁体204a，由矫顽磁力高的钕磁体所形成的永久磁体构成。

[0234] 即，蒸发源201a，其构成是通过使靶202、外周磁体203和背面磁体204a彼此的轴心大体一致而进行配置。

[0235] 外周磁体203，如上述是环形体，具有比靶202的直径大一些（1～2倍左右）的内径，和沿着轴心方向的规定的厚度。外周磁体203的厚度，与沿着靶202的轴心方向的厚度大致相同或小一些。

[0236] 这样的环状的外周磁体203的外观，由相互平行的2个圆环状的面（圆环面），和在轴心方向连接这2个圆环面的2个周面构成。这2个周面是形成于圆环面的内周侧的内周面，和形成于圆环面的外周侧的外周面。此内周面和外周面的宽度是外周磁体203的厚度（轴心方向厚度）。

[0237] 还有，外周磁体203的内周面的形状形成为，沿着与靶202的前面正交的方向投影外周磁体203和靶202时，使外周磁体203的内周面的投影形状与靶202的投影形状相似。

[0238] 如图19所示，外周磁体203，以使朝向基材207侧的前方的圆环面（前端面）为N极，使朝向其相反侧的后方的圆环面（后端面）为S极的方式构成。图中，显示从外周磁体203的后方的圆环面（S极）朝向前方的圆环面（N极）的箭头，以后，将该箭头的方向称为磁化方向。本实施方式的外周磁体203，使其磁化方向沿着与靶202的前面正交的方向并且朝向前方而配置。

[0239] 外周磁体203，如上述，具有环状或者环状的一体形状即可。但是，外周磁体203，也可以由使磁化方向沿着与靶202的前面正交的方向并且朝向前方的环状或者环状排列的圆柱状或者长方体状的多个磁体构成。

[0240] 外周磁体203，以包围靶202的外周的方式，在与靶202的同心轴上配置。这时，外周磁体203的前方的圆环面，与靶202的前面处于同一平面上而互相成为一个面，或相对于靶202的前面而配置在前方。

[0241] 例如，在图19中，靶202其配置方式为，使其前面不超出外周磁体203的厚度的范围。因此，在本实施方式中，以使从外周磁体203的径向看到的投影与从靶202的径向看到的投影重叠的方式进行配置。即，外周磁体203其配置方式为，使在与靶202的前面（蒸发面）平行的方向上投影外周磁体203和靶202时所形成的影相互重叠，并且使外周磁体203的影被靶202的影完全含盖。

[0242] 如此，外周磁体3使前端面与靶202的前面位于同一平面上，或相对于靶202的前面而配置在前方，如此配置在蒸发源201a上。

[0243] 背面磁体204a是与外周磁体203大体同直径的环体，具有与外周磁体203大致相同的内径和外径。因此，背面磁体204a，具有比靶202的直径大一些的（1～2倍左右的）内径，和沿着轴心方向的规定的厚度。外周磁体203的厚度比靶202的厚度大一些，是外周磁体203的厚度的2倍左右。

[0244] 这样的环状的背面磁体204a的外观，也与外周磁体203同样，由相互平行的2个圆环状的面（前端面和后端面），和在轴心方向连接这2个圆环面的2个周面（内周面和外周面）构成。此内周面和外周面的宽度，即沿着外周磁体203的轴心方向的厚度。

[0245] 如图19所示，背面磁体204a，以使内周面为N极，使外周面为S极的方式构成。图中，显示从背面磁体204a的外周面（S极）朝向内周面（N极）来表示磁化方向的黑箭头。本实施方式的背面磁体204a，以使其磁化方向与靶202的前面平行并且朝向径内方向的方式配置。

[0246] 在这样的构成的外周磁体203和背面磁体204a中，外周磁体203的前端面和背面磁体204a的内周面具有相同的极性，而且各自的磁化方向为相互垂直的方向。

[0247] 如此，外周磁体203和背面磁体204各自的磁化方向为相互垂直的方向，从而能够组合由外周磁体203所形成的磁场和由背面磁体204a所形成的磁场。由此，能够使通过靶202的蒸发面的磁力线的方向相对于蒸发面而大体垂直。此外，还能够得到的效果是，能够使从靶202的表面朝向基材207而伸长的直线传播性高的磁力线，在靶202的表面的广阔区域内发生。

[0248] 还有，如上述，只要外周磁体203的前端面和背面磁体204a的内周面具有相同极性即可，并且外周磁体203的磁化方向和背面磁体204a的磁化方向为相互垂直的方向即可。因此，也可以使外周磁体203的极性和背面磁体204a的极性，与图2所示的上述的构成相反，分别使外周磁体203的磁化方向和背面磁体204a的磁化方向反转。

[0249] 接下来，说明使用了蒸发源201a的成膜装置206的成膜的方法。

[0250] 首先，室211通过抽真空成为真空后，从气体导入口213导入氩气（Ar）等的惰性气体，通过溅射除去靶202和基材207上的氧化物等的杂质。杂质除去后，室211内再次达到真空，由气体导入口13向成为真空的室211内导入反应气体。

[0251] 若以此状态在设置于室211的靶202上使电弧放电发生，则构成靶202的物质等离子体化而与反应气体发生反应。由此，在置于旋转台212的基材207上，能够形成氮化膜、氧化膜、碳化膜、碳氮化膜或非晶质碳膜等。

[0252] 还有，作为反应气体，符合用途而选择氮气（N2）和氧气（O2），或者甲烷（CH4）等的烃类气体即可，室211内的反应气体的压力为1～10Pa左右即可。另外，成膜时，靶202通过流通100～200A的电弧电流而使之放电，并且由电弧电源215外加10～30Ｖ的负电压即可。此外，由偏压电源216向基材207外加10～200V的负电压即可。

[0253] 另外，优选使靶202的前面的磁场为100高斯以上，如此构成外周磁体203和背面磁体204并且配置。由此，能够确实地进行成膜。如果靶202的前面的磁场为150高斯，则更优选。

[0254] ［发明例1（第三发明）］

[0255] 一边参照图20，一边对于由第一实施方式的蒸发源201a发生的磁力线的分布进行说明。还有，图20所示的磁力线分布图，表示从背面磁体204a的后方至基材207的表面的磁力线分布。在图20的磁力线分布图中，右端表示基材207的表面的位置。

[0256] 以下，展示各种实验条件。例如，靶202的尺寸为（直径100mm×厚度16mm）。外周磁体203的尺寸为（内径150mm，外径170mm，厚度10mm），从靶202的表面至外周磁体203的距离为5mm。背面磁体204a的尺寸为（内径150mm，外径170mm，厚度20mm），从靶202的表面至背面磁体204a的距离为40mm。靶202的表面的磁场强度为150高斯以上。

[0257] 若参照图20，则来自背面磁体204a的沿径内方向的磁力线，一边使其行进方向以沿着背面磁体204a的轴心方向的方式变化，一边使之朝向靶202而大体垂直地伸长。这些磁力线与来自外周磁体203的磁力线组合并通过靶202的蒸发面。从靶202的蒸发面，朝基材方向伸长的直线传播性高的磁力线，在靶202的蒸发面的广阔区域发生。换言之，在靶202的蒸发面的广阔区域中，垂直的磁力线（垂直成分）大量发生。

[0258] 在此，在图20的靶202的外周部中，注目于由2个圆形标记P包围的部分的磁力线。2个圆形标记P中的磁力线，若来自靶202的蒸发面，则朝向靶202的径向外侧，即，朝向外周磁体203弯曲。这表示，在2个圆形标记P所包围的靶202的外周部，与靶202的蒸发面垂直的磁力线成分几乎不存在。

[0259] 在成膜装置206发生的阴极侧的电子发射点（电弧点），容易被与靶202的蒸发面大致平行的磁力成分存在的场所，即，与靶202的蒸发面垂直的磁力线成分不存在的场所捕获（trap）。就是说，根据发明例1，能够避免在靶202的蒸发面上高速移动的电弧点超过靶202的外周部而移动到靶202的蒸发面之外这样的问题。由此，能够将电弧点预留在靶202的蒸发面上。

[0260] ［比较例（第三发明）］

[0261] 为了使本实施方式的蒸发源201a的特征和效果明确，说明上述发明例1所对应的比较例。

[0262] 图21表示由本比较例的蒸发源发生的磁力线的分布。本比较例的蒸发源，具备与第一实施方式的蒸发源201a同样的靶和外周磁体，并且，具备由电磁线圈构成的背面电磁体220代替蒸发源201a的背面磁体204a。本比较例的蒸发源，具有与专利文献4所公开的电弧蒸发装置类似的构成。

[0263] 还有，图21所示的磁力线分布图，也表示从背面电磁体220的后方至基材的表面的磁力线分布。在图21的磁力线分布图中，右端表示基材的表面的位置。

[0264] 以下展示各种实验条件。例如，靶的尺寸为（直径100mm×厚度16mm厚度）。外周磁体的尺寸为（内径150mm，外径170mm，厚度10mm），从靶202的表面至外周磁体203的距离为5mm。背面电磁体20的尺寸为（内径50mm，外径100mm，厚度25mm），从靶202的表面至背面电磁体20的距离为45mm。靶的表面的磁场强度为150高斯以上。

[0265] 若参照图21，则相比电磁线圈直径内的中央部而来自外周侧的磁力线，出自电磁线圈之后即刻对于线圈的轴心向外发散。该发散的磁力线在靶内进一步发散而不会到达靶的前面，而是朝向靶的侧方。

[0266] 另一方面，从背面电磁体220的中央部，直线传播性高的磁力线发出，这些磁力线通过靶的前面。但是，直线传播的磁力线的密度，与图20所示的发明例1比较非常地低。

[0267] 另外，在本比较例的靶的外周部，不存在说明上述发明例1的图20所示的相当于圆形标记P的部分的磁力线分布。就是说，在本比较例中，难以将电弧点预留在靶的蒸发面上。

[0268] ［第二实施方式（第三发明）］

[0269] 参照图22和图23，对于第三发明的第二实施方式进行说明。

[0270] 图22是表示第三发明的第二实施方式的电弧式蒸发源201b（以下，称为蒸发源201b）的概略结构的图。本实施方式的成膜装置206，具备后述的蒸发源201b代替第三发明的第一实施方式的蒸发源201a。在本实施方式的成膜装置206中，蒸发源201b以外的构成与第三发明的第一实施方式中说明的构成一样，对于同样的构成要素省略说明并附加相同的参照编号。

[0271] 本实施方式的蒸发源201b，与第三发明的第一实施方式的蒸发源201a同样，由具有规定的厚度的圆板状的靶202，和配置在靶202的附近的磁场形成手段208b构成。磁场形成手段208b，具备与第一实施方式同样的外周磁体203和背面磁体204a，此外，还具备具有与背面磁体204a同样的构成，并且与外周磁体203大致同直径的作为环体的背面磁体204b（第二背面磁体）。

[0272] 环状的背面磁体204b，在背面磁体204a的背面侧，在与背面磁体204a和外周磁体203的同轴上配置。由此，背面磁体204b的磁化方向，与背面磁体204a的磁化方向平行并且为相同方向。背面磁体204a与背面磁体204b相互邻接，但其间隔不限，可任意。在背面磁体204a和背面磁体204b之间使排斥力相互作用，以此方式使背面磁体204a和背面磁体
204b接近即可。

[0273] 如图22所示，若使背面磁体204a和背面磁体204b在同轴上接近，则来自背面磁体204a并朝向背面磁体204b而发散的磁力线，与相反地来自背面磁体204b并朝向背面磁体204a而发散的磁力线互相排斥。借助该排斥，背面磁体204a和背面磁体204b之间的磁力线的发散得到抑制，能够在背面磁体204a和背面磁体204b的直径内，使直线传播性高的磁力线大量发生。

[0274] ［发明例2（第三发明）］

[0275] 一边参照图23，一边对由第三发明的第二实施方式的蒸发源201b发生的磁力线的分布进行说明。还有，图23所示的磁力线分布图，表示从背面磁体204b的后方至基材207的表面的磁力线分布。在图23的磁力线分布图中，右端表示基材207的表面的位置。

[0276] 以下展示各种实验条件。例如，靶202的尺寸为（直径100mm×厚度16mm）。外周磁体203的尺寸为（内径150mm，外径170mm，厚度10mm），从靶202的表面至外周磁体203的距离为5mm。

[0277] 背面磁体204a的尺寸是（内径150mm，外径170mm，厚度20mm），从靶202的表面至背面磁体204a的距离是60mm。背面磁体204b的尺寸是（内径150mm，外径170mm，厚度20mm），从靶202的表面至背面磁体204b的距离是90mm。背面磁体204a与背面磁体204b的间隔是10mm。

[0278] 还有，靶202的表面的磁场强度是150高斯以上。

[0279] 若参照图23，则从背面磁体204a和背面磁体204b朝向径向内侧，直线传播性高的磁力线大量发生。这些磁力线，一边使其行进方向以沿着背面磁体204a和背面磁体204b的轴心方向而进行变化，一边朝向靶202而大体垂直伸长。这些磁力线与来自外周磁体203的磁力线组合而通过靶202的蒸发面。从靶202的蒸发面，向基材方向伸长的直线传播性高的磁力线在靶202的蒸发面的广阔区域发生。换言之，在靶202的蒸发面的广阔区域，垂直的磁力线（垂直成分）大量发生。

[0280] 在此，比较发明例1的图20和本发明例的图23。在图20和图23中，磁力线分布的范围和形状大致相同。但是，在图23中，沿着背面磁体204a和背面磁体204b的径内方向伸长的磁力线，和从两个背面磁体沿着靶202的轴心而向基材207伸长的磁力线的直线传播性和密度，比设有背面磁体204的图20的情况高。

[0281] 另外，在图23中，也与发明例1的图20的圆形标记P的区域同样，在靶202的外周部，形成有与蒸发面垂直的磁力线成分几乎不存在的区域。因此，根据本发明例，也能够避免电弧点超出靶202的外周部而移动到靶202的蒸发面之外这样的问题，能够将电弧点预留在靶202的蒸发面上。

[0282] ［第三实施方式（第三发明）］

[0283] 参照图24和图25，对第三发明的第三实施方式进行说明。

[0284] 图24是表示第三发明的第三实施方式的电弧式蒸发源201c（以下，称为蒸发源201c）的概略结构的图。本实施方式的成膜装置206，具备后述的蒸发源201c代替第三发明的第二实施方式的蒸发源201b。在本实施方式的成膜装置206中，蒸发源201c以外的构成与第三发明的第二实施方式中说明的构成一样，对于同样的构成要素省略说明并附加相同的参照编号。

[0285] 本实施方式的蒸发源201c，与第三发明的第二实施方式的蒸发源201b同样，由具有规定的厚度的圆板状的靶202，和配置在靶202的附近的磁场形成手段208c构成。磁场形成手段208c，与第三发明的第二实施方式同样，具备外周磁体203、背面磁体204a和背面磁体204b，此外，在背面磁体204a和背面磁体204b的径向内侧还具备单一的磁性体209。

[0286] 磁性体209是非环状的磁芯，为背面磁体204a和背面磁体204b的磁心。磁性体209以贯通背面磁体204a和背面磁体204b的方式而设，具有与背面磁体204a和背面磁体
204b的内径有着相同直径的圆板状或圆柱状。在此，“非环状”是指，不是圈状地在径向内部空出孔的环状，而是圆板状和圆柱状等的实心的形状。

[0287] 换言之，背面磁体204a和背面磁体204b，以在一个磁性体209的外周紧贴（密接）缠绕的方式配置。在这样的配置中，背面磁体204a的前端面，与磁性体209的前端面大体是同一面，背面磁体204b的后端面与磁性体209的后端面大体是同一面。

[0288] 若归纳蒸发源201c的构成，则靶202、外周磁体203、背面磁体204a、背面磁体204b和磁性体209，可以说以使各自的轴心彼此一致的方式配置在同轴上。

[0289] 如图24所示，背面磁体204a和背面磁体204b的内周面，与磁性体209的侧面密接。由此，可以使来自背面磁体204a和背面磁体204b的端面的磁力线，通过磁性体209而在背面磁体204a和背面磁体204b的轴心方向上直线地诱导。

[0290] 因此，在磁性体209中，可以增大靠近背面磁体204a和背面磁体204b的轴心的位置的磁力线的排斥作用。其结果是，能够从接近磁性体209的前端面的轴心的位置，使直线传播性高的磁力线大量发生。

[0291] ［发明例3（第三发明）］

[0292] 一边参照图25，一边对于由第三发明的第三实施方式的蒸发源201c发生的磁力线的分布进行说明。还有，图25所示的磁力线分布图，表示从背面磁体204b的后方至基材207的表面的磁力线分布。在图25的磁力线分布图中，右端表示基材207的表面的位置。

[0293] 以下展示各种实验条件。例如，靶202的尺寸为（直径100mm×厚度16mm）。外周磁体203的尺寸为（内径150mm，外径170mm，厚度10mm），距外周磁体203的靶202的表面的距离为5mm。

[0294] 背面磁体204a的尺寸为（内径150mm，外径170mm，厚度20mm），从靶2的表面至背面磁体204a的距离为60mm。背面磁体204b的尺寸为（内径150mm，外径170mm，厚度20mm），从靶202的表面至背面磁体204b的距离为90mm。背面磁体204a和背面磁体204b之间的间隔为10mm。

[0295] 磁性体209的尺寸是（直径150mm×高度50mm）。

[0296] 还有，靶202的表面的磁场强度为150高斯以上。

[0297] 若参照图25，则从背面磁体204a和背面磁体204b朝向径向内侧，直线传播性高的磁力线，相比图23所示的发明例2的情况而大量出现。这些磁力线接近磁性体209的轴心，一边使行进方向沿着该轴心方向而变化，一边朝向靶202大体垂直地伸长。这些磁力线与来自外周磁体203的磁力线组合而通过靶202的蒸发面。从靶202的蒸发面，比图23所示的发明例2而直线传播性高的磁力线，在靶202的蒸发面的广阔区域发生，朝基材方向伸长。换言之，就是在靶202的蒸发面的广阔区域，垂直的磁力线（垂直成分）大量发生。

[0298] 在此，比较发明例2的图23和本发明例的图25。在图23和图25中，磁力线分布的范围和形状大致相同。但是，图25所示的磁力线，相比图23所示的磁力线，以在磁性体209和靶202的轴心附近汇合的方式集中。因此，磁力线全体的直线传播性和密度，相比图
23中，在图25中的一方更高。

[0299] 另外，在图25中，也与上述的发明例2的图23同样，在靶202的外周部，形成有与蒸发面垂直的磁力线成分几乎不存在的区域。因此，根据本发明例，能够避免电弧点超越靶202的外周部而移动到靶202的蒸发面之外这样的问题，能够将电弧点预留在靶202的蒸发面上。

[0300] 还有，上述的靶202不限定为圆板形状，也可以具有例如四角形状等的多角形状。此外，外周磁体203和背面磁体204a、204b不限定为圆环状，也可以是例如四角形等的多角形的环状。

[0301] 可是，本次所公开的本发明的各实施方式，全部的点都是例示，不应该认为是限制。特别是各实施方式中没有明确公开的事项，例如，动作条件测量条件、各种参数、结构物的尺寸、重量、体积等，所采用的是不脱离从业者通常实施的范围，只要是通常的从业者就可以很容易假定的值。

[0302] 例如，在本发明的各实施方式的蒸发源的说明明示，关于各构成要素的形状和尺寸，使用的是平行、正交和相同这样的表现，而且，使用了同轴这样的表现，但其并不是以数学意义上的严密度来规定的。在通常的机械零件的工作精度下，当然允许所谓平行、正交、相同和同轴的范围的误差。

[0303] 以上，对于本发明的实施方式和实施例进行了说明，但本发明不受上述的实施方式限制，只要在专利权利要求的范围所述中，便可以进行各种变更、实施。本申请基于2011年2月23日申请的日本专利申请（专利申请2011-037094）、2011年2月23日申请的日本专利申请（专利申请2011-037095）、2011年4月25日申请的日本专利申请（专利申请2011-097162）、2011年5月26日申请的日本专利申请（专利申请2011-118267）和2011年
8月22日申请的日本专利申请（专利申请2011-180544），其内容在此参照并援引。

[0304] 产业上的可利用性

[0305] 本发明能够作为形成薄膜的成膜装置的电弧式蒸发源利用。

[0306] 符号说明

[0307] 1、101、201a～201c 蒸发源（电弧式蒸发源）

[0308] 2、102、202 靶

[0309] 3、103、203 外周磁体

[0310] 6、106、206 成膜装置

[0311] 7、107、207 基材

[0312] 8、108、208a～208c 磁场形成手段

[0313] 9、109、110 电磁线圈

[0314] 11、111、211 真空室

[0315] 12、112、212 旋转台

[0316] 13、113、213 气体导入口

[0317] 14、114、214 气体排放口

[0318] 15、115、215 电弧电源

[0319] 16、116、216 偏压电源

[0320] 18、118、218 地线

[0321] 104、204a、204b 背面磁体

[0322] 104A 第一永久磁体（圆板背面磁体）

[0323] 104B 第二永久磁体（圆板背面磁体）

[0324] 105 磁芯

[0325] 220 背面电磁体

标题	发布/更新时间	阅读量
盘式蒸发器-专利编号CN103673411B	2020-05-12	100
翅片式蒸发器-专利编号CN103697637B	2020-05-13	878
一种蒸发板-专利编号CN103673410A	2020-05-12	36
一种蒸发器-专利编号CN103673407A	2020-05-11	515
蒸发器-专利编号CN103673409B	2020-05-11	310
翅片式蒸发器-专利编号CN103673406B	2020-05-13	189
一种蒸发板-专利编号CN103673410B	2020-05-11	1037
翅片式蒸发器-专利编号CN103697637A	2020-05-13	408
盘式蒸发器-专利编号CN103673411A	2020-05-12	869
蒸发器-专利编号CN103673409A	2020-05-11	149

电弧式蒸发源

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