CZ2009504A3 - Zpusob vytvárení ochranných a funkcních vrstev metodou PVD z katody se sníženou povrchovou elektrickou vodivostí - Google Patents
Zpusob vytvárení ochranných a funkcních vrstev metodou PVD z katody se sníženou povrchovou elektrickou vodivostí Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2009504A3 CZ2009504A3 CZ20090504A CZ2009504A CZ2009504A3 CZ 2009504 A3 CZ2009504 A3 CZ 2009504A3 CZ 20090504 A CZ20090504 A CZ 20090504A CZ 2009504 A CZ2009504 A CZ 2009504A CZ 2009504 A3 CZ2009504 A3 CZ 2009504A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cathode
- working
- rotary
- auxiliary
- coating
- Prior art date
Links
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
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
-
- 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
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
- C23C14/0068—Reactive sputtering characterised by means for confinement of gases or sputtered material, e.g. screens, baffles
-
- 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
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Pri provádení zpusobu vytvárení ochranných a funkcních vrstev metodou PVD z katody se sníženou povrchovou elektrickou vodivostí, pomocí nanášení z pracovního povlakovacího zdroje, se na substrát (6) nanáší materiál, který se nanáší z pracovního povlakovacího zdroje, vytvoreného jako rotacní pracovní katoda (2), pricemž rotacní pracovní katoda (2) je povlakovaná v prubehu procesu, a to povlakována z pomocného povlakovacího zdroje, a sice povlakována elektricky dostatecne vodivým materiálem, kde vrstva povlaku, nanesená na povrch rotacní pracovní katody (2), má vetší elektrickou vodivost než povrch této rotacní pracovní katody (2), vytvárený behem procesu bez povlakování rotacní pracovní katody pomocí pomocného povlakovacího zdroje.
Description
Způsob vytváření ochranných a funkčních vrstev metodou PVD z katody se sníženou povrchovou elektrickou vodivosti
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu nanášení materiálu, nejčastěji pomocí nízkonapěťového oblouku, nebo odprašování materiálu, zpravidla s využitím magnetronového naprašování, v případech, kdy dochází ke snížení povrchové vodivosti katody takzvaným otravováním katody. Z této katody se uvolňuje materiál pro depozici na povlakovaném substrátu, jehož povrch má být chráněn a/nebo funkčně upraven, a kde takto degradovaná, resp. otrávená katoda zhoršuje kvalitu depozice ochranných a/nebo funkčních vrstev.
Dosavadní stav techniky
Jsou známy způsoby přípravy otěruvzdomých jakož i funkčních vrstev metodou PVD za přítomnosti chemicky reagujícího plynu, jako je například kyslík nebo dusík, jakož i kombinovanou metodou PVD a CVD, při kterých se odpařuje nebo odprašuje materiál z elektrody, což je vždy v případech, o které se zde jedná, katoda, a zároveň i materiál, který se na povrch této elektrody nanáší rozkladem plynných sloučenin, zavedených současně do zařízení za účelem kombinovaného nanášeni pomocí metod PVD a CVD, jako například při přípravě vrstev obsahujicich uhlík jako na příklad DLC (”Diamond-Like-Carbon) buď samotných nebo v kombinaci s karbidy, nitridy apod. Během depozice příslušné vrstvy v těchto případech dochází u katody k tzv. otrávení jejího povrchu polymerovou, špatně vodivou vrstvou, což má negativní vliv na další proces depozice.
Jsou známy způsoby vytváření oxidických ochranných či funkčních vrstev pomocí techniky bipolámího pulzního duálního magnetronováho naprašování (bipolar pulsed Dual Magnetron Sputtering), u kterých dochází k postupnému
- 1 —
-2přepínání anody a katody. Účelem těchto metod je ve většině případů očistění otrávené anody, povlakované z odprašované katody, a to tím způsobem, že se v pravidelných intervalech přepíná anoda na katodu a zpět. Tyto metody jsou známy například ze spisů EP 0462303 a US 6423403.
Jsou známy způsoby vytváření vrstev (AfCrJzOa na principu metody PVD, kde chróm výrazně snižuje depoziční teplotu a zvyšuje otěruvzdomost vrstvy. Takový způsob je znám např. ze spisu EP 0513662.
Jsou také známy technologie nanášení tvrdých otěruvzdomých vrstev z rotačních katod, a to např. podle spisu EP 1356496.
Jsou známy metody přípravy oxidických ochranných či otěruvzdomých vrstev pomocí nízkonapěťového oblouku. V reakčni atmosféře dochází k otrávení povrchu elektrody kyslíkem a tedy ke snížení její povrchové vodivosti. V tom případě dochází k nerovnoměrnému odpařování, které je provázeno zvýšenou tvorbou makročástic. Ke snížení počtu makročástic se používá metoda pulzního nízkonapěťového oblouku, nebo se používá metoda separace makročástic. Takové metody jsou popsány např. ve spisech WO 2006099760 a US 6736949.
Zásadním problémem pro dosažení stabilního a ekonomického procesu povlakování vrstev s nízkou elektrickou vodivosti, například oxidu, je zabránit otrávení katody, která u PVD metod způsobuje snížení rychlosti depozice, v případě nízkonapěťového oblouku také zvýšenou tvorbu makročástic, a obecně pak i celkovou nestabilitu procesu.
Cílem vynálezu je získání nového způsobu vytváření ochranných či funkčních vrstev, při kterém se brání tzv. otráveni katody.
Podstata vynálezu
Podstata vynálezu v obecné rovině spočívá v nanášení tenké, elektricky dostatečně vodivé vrstvy na elektrodu, která plní funkci pracovní katody ze které se odpařuje pomocí nízkonapěťového oblouku nebo se rozprašuje katodovým rozprašováním. S výhodou je pracovní katoda v průběhu procesu depozice ochranných a funkčních vrstev na substráty povlakována z pomocného *2 —
povlakovacího zdroje elektricky vodivým materiálem, a to za účelem zvýšeni elektrické vodivostí povrchu této pracovní katody.
Konkrétně se pak problematika řeší, podle předkládaného vynálezu, způsobem vytváření ochranných a funkčních vrstev metodou PVD, z katody se sníženou povrchovou elektrickou vodivostí, pomocí nanášení z pracovního povlakovacího zdroje, kde podstata spočívá v tom, že na substrát se nanáší materiál, který se nanáší z pracovního povlakovacího zdroje, vytvořeného jako rotační pracovní katoda, přičemž rotační pracovní katoda je povlakována v průběhu procesu, a to povlakována z pomocného povlakovacího zdroje, a sice povlakována elektricky dostatečně vodivým materiálem, kde vrstva povlaku, nanesená na povrch rotační pracovní katody, má větší elektrickou vodivost než povrch této rotační pracovní katody, vytvářený jinak během procesů bez povlakování rotační pracovní katody pomocí pomocného povlakovacího zdroje. Pomocný povlakovací zdroj je s výhodou upraven jako rotační pomocná katoda. Výhodné je také, jestliže k nanášení materiálu na substrát z rotační pracovní katody dochází pomocí nízkonapěťového oblouku nebo pomocí magnetronového naprašování. Výhodou je ještě, je-li rotační pomocná katoda upravena pro povlakování pracovní katody pomocí nízkonapěťového oblouku nebo pomocí magnetronového naprašování. Také je výhodné, jestliže nanášení povlaku z rotační pomocné katody na rotační pracovní katodu dochází v jiné atmosféře, než k nanášení materiálu z rotační pracovní katody na substrát. Co se týče atmosféry, je ještě výhodou, dochází-li k nanášení vrstvy z rotační pomocné katody na rotační pracovní katodu převážně v nereakční atmosféře a k nanášení vrstvy z rotační pracovní katody na substrát přitom dochází v převážné reakční atmosféře. V takových případech potom reakční atmosféra s výhodou může obsahovat kyslík. V každém případě je výhodné, jestliže k nanášení materiálu z rotační pracovní katody na substrát dochází v jiném okamžiku než k nanášení z rotační pomocné katody na rotační pracovní katodu. Alternativně je výhodné, jestliže k nanášení materiálu z rotační pracovní katody na substrát dochází současně s nanášením povlaku z rotační pomocné katody na rotační pracovní katodu. Co se týče materiálu elektrod, potom je výhodou, jestliže materiálem rotační pracovní katody je AI, nebo zvláště výhodné může být, je-li materiálem rotační pracovní katody slitina Al-Cr, s obsahem Cr od 0,01 do 80 % atomové hmotnosti. Materiálem rotační pomocné katody je pak s výhodou Cr, nebo zejména ještě může být výhodné, jestliže tímto materiálem rotační pomocné katody *» 3
je slitina, obsahující alespoň zčásti alespoň jeden z prvků z rozsahu AI, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zr, Nb, Mo, Ag, Hf, Ta, W, Au.
Způsob podle vynálezu je výhodný především v případech, kdy je povrch odpařovaného materiálu této pracovní katody v důsledku otráveni reaktivním plynem nebo depozicí z plynné fáze špatně vodivý, v důsledku čehož dochází k nerovnoměrnému odpařování či odprašování tohoto materiálu. To je obvykle doprovázeno nestabilitami procesu a v případě oblouku to vede ke zvýšené tvorbě makročástic s následným zvýšením drsnosti povrchů povlakovaných substrátů. S použitím technologie podle vynálezu je udržovaná dostatečná a rovnoměrná elektrická vodivost této pracovní katody, čímž se dosáhne stability procesu, a v případě odpařování nízkonapěťovým obloukem výrazného potlačení tvorby makročástic.
Přehled obrázků na výkresech
Další výhody a znaky vynálezu vyplývají z následujícího popisu příkladných provedení, doprovázených též příslušnými výkresy, kde příklad způsobu podle vynálezu s dvoustupňovým procesem je patrný při provádění na schematicky znázorněném zařízení, patrném na obr,1 a obr,2, a příklad způsobu podle vynálezu s kontinuálním procesem je patrný při provádění na schematicky znázorněném zařízení, patrném na obr. 3, 4 a 5.
Příklady provedení vynálezu
Elektricky dostatečně vodivý vhodný materiál je nanášen na nedostatečně vodivý povrch pracovní katody, např. na povrch otrávený kyslíkem, dusíkem, uhlík obsahující vrstvou, apod., pomocným povlakovacím zdrojem v dostatečně inertní atmosféře. Vhodným materiálem je například, ale nikoli výlučně, chrom, protože je dostatečně elektricky vodivý v metalickém stavu, jakož i v částečně oxidovaném stavu, tedy ve formě suboxidů. Nanesením této vrstvy se zvýší elektrická vodivost povrchu, čímž se výrazně stabilizuje hoření nízkonapěťového oblouku jakož i magnetronové rozprašování. Co se týče termínu „dostatečně vodivý materiál“ a
- 4—
-f·♦♦· ·· ·« · ·» · dostatečně inertní atmosféra, pak je třeba takové určení vodivosti a atmosféry chápat tak, že elektrická vodivost a inertní atmosféra jsou dostatečné pro udrženi depozičního procesu jako stabilního a pro redukci vzniku makročástic.
Bez tohoto kroku, spočívajícího v nanášení vodivého materiálu, dochází během nanášení z pracovní katody ke kontinuálnímu otravování povrchu pracovní katody a k nestabilitám. Například si nízkonapěťový oblouk posléze vytváří na povrchu lépe vodivé kanály, mezi kterými dochází ke zvýšené emisi makročástic, zejména velkých makročástic. Výsledkem je taková vrstva, deponovaná na substrátech, která má vysokou drsnost, a současně je výrazně snížena životnost této pracovní katody. V případě magnetronového naprašování dochází k nestabilitám pracovního tlaku a ke snížení depoziční rychlosti.
Elektricky dostatečně vodivou vrstvu na pracovní katodě lze nejjednodušeji vytvořit odpařováním vhodného materiálu pomoci nízkonapěťového oblouku, nebo naprašováním pomocí magnetronu z pomocné katody v dostatečně inertní atmosféře a jeho depozicí na pracovní katodu zařízení pro obloukové naparování či na pracovní katodu magnetronu pro magnetronové katodické odprašovaní.
Technologie je primárně určená pro nanášení oxidických vrstev, ale lze ji aplikovat i v případě jiných typů vrstev, např. nitridu a uhlík obsahujících vrstev, u kterých dochází vlivem vylučování špatně vodivé polymerové uhlíkové vrstvy na povrchu pracovní katody k obdobným problémům.
Výhodou systému s rotačními katodami je, že lze nanášet elektricky dostatečně vodivou vrstvu na jinou část pracovní katody, než od které dochází k odpařování materiálu této pracovní katody na vzorky, resp. na povlakované výrobky, takže pomocný zdroj materiálu pro tvorbu dostatečně vodivé vrstvy na pracovní katodě nemusí být umístěn do prostoru mezi pracovní katodu a povlakované substráty, výrobky, vzorky či nástroje. Povlakovací zdroj může být také umístěn ve stíněné komoře s dostatečně inertním plynem.
Metodu lze použít dvěma způsoby
Jedním způsobem je dvoustupňový proces, který sestává ze dvou postupně se opakujících kroků: V prvním kroku je na povrch pracovní katody nanesena v dostatečně inertní atmosféře elektricky dostatečně vodivá vrstva z pomocného
- 5 — · ί ί : Γ··· ···· ·· «· · ·· ·· povlakovacího zdroje. Ve druhém kroku je materiál pracovní katody odpařován na povlakovaný výrobek, vzorek či substrát nízkonapěťovým obloukem nebo je nanášen katodovým odprašováním, např. magnetronem, v reakční atmosféře, která postupně otravuje povrch pracovní katody. Před vytvořením otráveného povrchu, které se monitoruje přes parametry výboje, např. přes napětí oblouku, přes tlak reakčního plynu, apod., nebo se stanoví empiricky a určí se jeho optimální časová délka, tedy než se vytvoří otrávený povrch, proces se přeruší a opakuje se krokem prvním, to jest nanesením vrstvy s dostatečnou vodivostí na pracovní katodu.
Konkretizovaný příklad dvoustupňového procesu je popsán v Příkladu 1.
Druhým způsobem je kontinuální proces: V tomto případě jsou oba kroky spojeny. Pracovní katoda i pomocný povlakovací zdroj jsou umístěny v jednom stínění. Inertní plyn je zapouštěn mezi odpařovanou pracovní katodu a pomocný povlakovací zdroj, a reakční plyn do prostoru komory. V tomto případě je nutno zajistit, aby se co nejméně reakčního plynu dostalo do prostoru mezi pracovní katodu a pomocný povlakovací zdroj, což znamená minimalizovat mezeru mezi stíněním a pracovní katodou, ve které hoří oblouk v reakční atmosféře.
Konkretizovaný příklad kontinuálního procesu je popsán v Příkladu 2.
Výhoda kontinuálního procesu vůči dvoustupňovému spočívá především v rychlosti povlakování, která je 2-3x vyšší, jakož i v lepší homogenitě chemického složení.
Pomocný povlakovací zdroj i pracovní katoda mohou být vytvořeny pro činnost na bázi nízkonapěťového oblouku nebo na bázi magnetronu. Tvar pracovní katody může být s výhodou cylindrický rotační. Tvar katody pomocného povlakovacího zdroje může být cylindrický rotační, nebo planámí.
Následující konkrétní příklady ilustrují vždy způsob podle vynálezu, který je prováděn konkrétně na zařízení PÍ300.
_ 6
Příklad 1 - příprava vrstvy (AI,Cr)2O3 ve dvoustupňovém procesu
Na straně komory 5 jsou umístěny dvě rotační katody nízkonapěťového oblouku. Pomocná katoda 1 je tvořena Cr, pracovní katoda 2 je tvořena AI. Během vlastního procesu povlakování dochází k postupnému střídání hoření obou katod. Vstup obou plynů je zde příkladně v místě 8, čerpání komory v místě 9. V první fázi hoří nízkonapěťový oblouk na pomocné katodě 1, s materiálem na bázi Cr, a dochází k nanášení Cr na pracovní katodu 2, vytvořené na bázi AI, a to ve směru 10, jak je patrné na obr.1. Rotační stínění 3, resp. rotační stínění 4, je vždy natočeno tak, aby se co nejvíce odpařeného materiálu naneslo z pomocné katody 1 na pracovní katodu 2. Stínění 7 zabraňuje tomu, aby se v této fázi procesu nanášel povlak z pomocné katody 1 na substráty 6, resp. výrobky, vzorky či nástroje.
V druhé fázi hoří oblouk na pracovní katodě 2 a dochází k nanášení směsného materiálu pomocné katody 1 a pracovní katody 2 na substráty 6, jak je patrné na obr. 2.
Parametry procesu
- materiál pomocné katody 1 - Cr
- materiál pracovní katody 2 - AI
- oblouk pomocnou katodou 1 - 200A
- oblouk pracovní katodou 2 - 200A
- první krok - 100 sccm Ar
- druhý krok - 150 sccm O2
- doba hoření pomocné katody 1 - 30s
- doba hořeni pracovní katody 2 - 30s
- průměr katod - 80mm
- výška katod - 400mm
- tlak - cca 1 Pa
- rychlost nanášení materiálu z pomocné katody 1 na pracovní katodu 2 v prvním kroku - 10nm/min.
»7-
Příklad 2 - příprava vrstvy (AI,Cr)2O3 v kontinuálním režimu
Příklad 2a
Na straně komory 5 jsou umístěny dvě rotační katody, upravené pro vytváření nízkonapěťového oblouku, umístěné v jednom stínění, jak je patrné na obr. 3.
Pomocná katoda 1 je vytvořena na bázi Cr, pracovní katoda 2 na bázi AI. Během vlastního procesu povlakování dochází k současnému hoření obou katod. Vstupem 8a je zapouštěn Ar, vstupem 8b je zapouštěn O2. Do prostoru mezi katodami 1 a 2 je stíněním 3a zapouštěn inertní plyn Ar, a to právě již uvedeným vstupem 8a. K odpařování pomocné katody 1 dochází v dostatečně inertní atmosféře. K odpařování pracovní katody 2 dochází ve směsi inertního plynu Ar a reakčního plynu O2. Výhoda varianty způsobu podle Příkladu 2 vůči variantě způsobu podle Příkladu 1 je ve vyšší rychlosti růstu, a to dvoj až trojnásobně vyšší a v lepší homogenitě chemického složení deponované vrstvy.
Parametry procesu
- materiál pomocné katody 1 - Cr
- materiál pracovní katody 2 - AI
- oblouk pomocnou katodou 1 - 200A
- oblouk pracovní katodou 2 - 200A
- průtok - 100 sccm Ar, 150 sccm O2
- průměr katod - 80mm
- výška katod - 400mm
- tlak - cca 1 Pa
- rychlost nanášení materiálu z pracovní katody 2 na pomocnou katodu 1 10nm/min
Příklad 2b
Obě katody jsou umístěny na straně komory, příkladně ve dveřích komory, přičemž pomocná katoda 1, která se nachází ve stíněni protékaném inertním plynem, •»8 w
-9např. Ar, vypařuje elektricky dostatečně vodivý materiál na pracovní katodu 2 ze strany a současně z pracovní katody 2, např. vytvořené z AI, se smíšený materiál, např. AI a Cr., nanáší na substráty v reakční komoře, a to např. O2 či směs O2 a Ar. Ostatní parametry jsou obdobné jako v příkladě 2a. Výhodou tohoto uspořádání je, že uvedené stínění na pomocné katodě 1 lze vytvořit jako pohyblivé, příkladně otočné, takže potom je možno použít tuto pomocnou katodu 1 v jiném kroku procesu, například při nanášení nitridu, jako pracovní katodu, současně s původní pracovní katodou 2. Popsané uspořádání je patrné na obr.4 a 5. Při nanášení nitridu dle obr 5 je do vstupu 8b napouštěn N2.
Všechny uvedené hodnoty jsou orientační. V případě dalšího vývoje či úprav, např. při jiné velikosti nebo materiálu elektrod, se mohou tyto hodnoty podstatně lišit
Materiál pomocné katody 1 může být tvořen i jiným vodivým materiálem, materiál pracovní katody 2 může být tvořen též slitinou AI, např. slitinou ΑΙ-Cr, AISi, případně jakýmkoli jiným materiálem vytvářejícím oxidy nebo nitridy, např. Zr, Ti aj.
Proudy oblouků se mohou pohybovat v rozmezí 30 - 600A.
Technologie může být kombinována i s technologií pulzního oblouku či magnetronu.
Pracovní tlaky se mohou řádově lišit, pro nanášení v oxidické atmosféře se může parciální tlak kyslíku pohybovat od 0,1 do 10Pa.
Přehled vztahových značek
- 1 - pomocná katoda Cr
- 2 - pracovní katoda AI
- 3 - rotační stínění pomocné katody 1
- 3a - společné stínění katod 1 a 24 - rotační stínění pracovní katody 2
- 5 - povlakovací komora
- 6 - povlakovaný substrát
- 7 - stínění
- 8 - společný vstup plynů 02 a Ar
- 8a - vstup Ar
- 8b - vstup O2 (pro obr. 5 vstup N2) * 9 —
- 9 - čerpání komory
- 10 - směr povlakování z pomocné katody 1 na pracovní katodu 2
- 11 - směr povlakování z pracovní katody 2 na substráty 6
Průmyslová využitelnost
Způsob podle vynálezu je použitelný pro nanášení ochranných či funkčních povlaků na různé substráty, resp. výrobky, vzorky či nástroje.
Claims (13)
1. Způsob vytváření ochranných a funkčních vrstev metodou PVEL, z katody se sníženou povrchovou elektrickou vodivostí, pomocí nanášení z pracovního povlakovacího zdroje ^vyznačený tím, že na substrát (6) se nanáší materiál, který se nanáší z pracovního povlakovacího zdroje, vytvořeného jako rotační pracovní katoda (2), přičemž rotační pracovní katoda (2) je povlakována v průběhu procesu, a to povlakována z pomocného povlakovacího zdroje, a sice povlakována elektricky dostatečně vodivým materiálem, kde vrstva povlaku, nanesená na povrch rotační pracovní katody (2), má větší elektrickou vodivost než povrch této rotační pracovní katody (2), vytvářený během procesů bez povlakování rotační pracovní katody pomocí pomocného povlakovacího zdroje.
2. Způsob podle nároku 1^vyznačený tím, že pomocný povlakovací zdroj je upraven jako rotační pomocná katoda (1).
3.
tím, že k nanášení materiálu na substrát (6) z rotační pracovní katody (2) dochází pomocí nízkonapěťového oblouku nebo pomocí magnetronového naprašování.
4. Způsob podle nároků 1 až 3^ vyznačený tím, že rotační pomocná katoda (1) je upravena pro povlakování pracovní katody (2) pomocí nízkonapěťového oblouku nebo pomocí magnetronového naprašování.
5. Způsob podle nároků 1až4|Vyznačený tím, že nanášení povlaku z rotační pomocné katody (1) na rotační pracovní katodu (2) dochází v jiné atmosféře, než k nanášení materiálu z rotační pracovní katody (2) na substrát (6).
6. Způsob podle nároků 1až5jvyznačený tím, žek nanášení vrstvy z rotační pomocné katody (1) na rotační pracovní katodu (2) dochází převážně v nereakční atmosféře a k nanášení vrstvy z rotační pracovní katody (2) na substrát (6) dochází v převážně reakční atmosféře.
7. Způsob podle nároku 6vyznačený tím, že reakční atmosféra obsahuje kyslík.
8.
Způsob podle nároku 1 až 7 vyznačený tím, že k nanášení materiálu
9.
z rotační pracovní katody (2) na substrát (6) dochází v jiném okamžiku než k nanášení z rotační pomocné katody (1) na rotační pracovní katodu (2).
t í m , že k nanášení materiálu z rotační pracovní katody (2) na substrát (6) dochází současně s nanášením povlaku z rotační pomocné katody (1) na rotační pracovní katodu (2).
10.Způsob podle nároků 1 až 9^ vyznačený pracovní katody (2) je AI.
že materiálem rotační pracovní katody (2) je slitina Al-Cr, s obsahem tím, že materiálem rotační
Cr od 0,01 do 80 % atomové hmotnosti.
-11 *
12 . Způsob podle nároků 1až11^vyznačený tím, že materiálem rotační pomocné katody (1) je Cr.
13 .Způsob podle nároků 1 až 11^ vyznačený tím, že materiálem rotační pomocné katody (1) je slitina, obsahující alespoň zčásti alespoň jeden z prvků z rozsahu AI,Ti,V,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zr,Nb,Mo,Ag,Hf,Ta,W,Au.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2009-504A CZ305038B6 (cs) | 2009-07-28 | 2009-07-28 | Způsob vytváření ochranných a funkčních vrstev metodou PVD z katody se sníženou povrchovou elektrickou vodivostí |
| PCT/CZ2010/000082 WO2011012093A1 (en) | 2009-07-28 | 2010-07-27 | Method for reactive sputtering |
| EP10763585A EP2478126A1 (en) | 2009-07-28 | 2010-07-27 | Method for reactive sputtering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2009-504A CZ305038B6 (cs) | 2009-07-28 | 2009-07-28 | Způsob vytváření ochranných a funkčních vrstev metodou PVD z katody se sníženou povrchovou elektrickou vodivostí |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2009504A3 true CZ2009504A3 (cs) | 2011-02-09 |
| CZ305038B6 CZ305038B6 (cs) | 2015-04-08 |
Family
ID=43012699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2009-504A CZ305038B6 (cs) | 2009-07-28 | 2009-07-28 | Způsob vytváření ochranných a funkčních vrstev metodou PVD z katody se sníženou povrchovou elektrickou vodivostí |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2478126A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ305038B6 (cs) |
| WO (1) | WO2011012093A1 (cs) |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CS266513B1 (cs) * | 1987-04-07 | 1990-01-12 | Augustin Frey | Vakuové zařízení pro vytváření tenkých vrstev na kovových součástkách s použitím nízkonapěťového oblouku |
| JP2718731B2 (ja) | 1988-12-21 | 1998-02-25 | 株式会社神戸製鋼所 | 真空アーク蒸着装置及び真空アーク蒸着方法 |
| US5310607A (en) | 1991-05-16 | 1994-05-10 | Balzers Aktiengesellschaft | Hard coating; a workpiece coated by such hard coating and a method of coating such workpiece by such hard coating |
| US5338422A (en) * | 1992-09-29 | 1994-08-16 | The Boc Group, Inc. | Device and method for depositing metal oxide films |
| GB9503304D0 (en) | 1995-02-20 | 1995-04-12 | Univ Nanyang | Deposition apparatus |
| DE19605932A1 (de) * | 1996-02-17 | 1997-08-21 | Leybold Systems Gmbh | Verfahren zum Ablagern einer optisch transparenten und elektrisch leitenden Schicht auf einem Substrat aus durchscheinendem Werkstoff |
| SE520802C2 (sv) | 1997-11-06 | 2003-08-26 | Sandvik Ab | Skärverktyg belagt med aluminiumoxid och process för dess tillverkning |
| CZ296094B6 (cs) | 2000-12-18 | 2006-01-11 | Shm, S. R. O. | Zarízení pro odparování materiálu k povlakování predmetu |
| WO2002084702A2 (en) * | 2001-01-16 | 2002-10-24 | Lampkin Curtis M | Sputtering deposition apparatus and method for depositing surface films |
| JP4123051B2 (ja) * | 2003-05-19 | 2008-07-23 | 三菱マテリアル株式会社 | 複合皮膜被覆部材の製造方法 |
| ATE527392T1 (de) | 2005-03-24 | 2011-10-15 | Oerlikon Trading Ag | Hartstoffschicht |
| DE102007058356A1 (de) * | 2007-06-20 | 2008-12-24 | Systec System- Und Anlagentechnik Gmbh & Co.Kg | PVD-Verfahren und PVD-Vorrichtung zur Erzeugung von reibungsarmen, verschleißbeständigen Funktionsschichten und damit hergestellte Beschichtungen |
-
2009
- 2009-07-28 CZ CZ2009-504A patent/CZ305038B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-07-27 EP EP10763585A patent/EP2478126A1/en not_active Ceased
- 2010-07-27 WO PCT/CZ2010/000082 patent/WO2011012093A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011012093A1 (en) | 2011-02-03 |
| CZ305038B6 (cs) | 2015-04-08 |
| EP2478126A1 (en) | 2012-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kelly et al. | Magnetron sputtering: a review of recent developments and applications | |
| US9611538B2 (en) | Method for producing metal oxide layers through arc vaporization | |
| MX2011005039A (es) | Metodo para el tratamiento previo de sustratos para procesos de deposicion fisica de vapor (pvd). | |
| WO2010087102A1 (ja) | ダイヤモンドライクカーボン膜の製造方法 | |
| JP4300762B2 (ja) | 炭素膜被覆物品及びその製造方法 | |
| JP4122387B2 (ja) | 複合硬質皮膜、その製造方法及び成膜装置 | |
| US20200032384A1 (en) | Coating containing macroparticles and cathodic arc process of making the coating | |
| JPH10237627A (ja) | 硬質炭素膜被覆部材 | |
| CZ2009504A3 (cs) | Zpusob vytvárení ochranných a funkcních vrstev metodou PVD z katody se sníženou povrchovou elektrickou vodivostí | |
| JP2001505956A (ja) | 低摩擦コーティング | |
| CN107815644A (zh) | 一种基体表面复合涂层的制备方法 | |
| EP1624087A1 (en) | A method for depositing thin layers of titanium dioxide on support surfaces and artefacts obtained by said method | |
| WO2002070776A1 (en) | Deposition process | |
| Panjan et al. | Carbon-containing Ti–C: H and Cr–C: H PVD hard coatings | |
| JP2006169614A (ja) | 金属複合ダイヤモンドライクカーボン（ｄｌｃ）皮膜、その形成方法、及び摺動部材 | |
| GB2227755A (en) | Improving the wear resistance of metallic components by coating and diffusion treatment | |
| Haug et al. | Control of the nitrogen content in nanocomposite TiN/SiNx coatings deposited by an arc-sputter hybrid process | |
| Li et al. | Plasma-ion beam source enhanced deposition system | |
| JP4138630B2 (ja) | 耐摩耗性硬質皮膜 | |
| KR980009510A (ko) | 각종 금속류 표면의 경질피막 형성방법 | |
| JP3572240B2 (ja) | 導電部材の物理的表面改質方法および表面改質装置 | |
| JPH062937B2 (ja) | 表面被覆鋼材の製造方法 | |
| JPH1068070A (ja) | 化合物膜の形成方法 | |
| JPH0598419A (ja) | 表面被覆鋼製品及びその製造方法 | |
| JPH06346239A (ja) | セラミックス被覆金属材料の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20160728 |