DD149548A1

DD149548A1 - POWER SUPPLY FOR DESTROYING SOURCES

Info

Publication number: DD149548A1
Application number: DD21974080A
Authority: DD
Inventors: Johannes Hartung; Wolfgang Hempel; Klaus Goedicke; Ullrich Heisig; Manfred Poehler
Original assignee: Johannes Hartung; Wolfgang Hempel; Klaus Goedicke; Ullrich Heisig; Manfred Poehler
Priority date: 1980-03-18
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1981-07-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromzufuehrung fuer Zerstaeubungsquellen mit Ringspaltenentladung (Plasmatron). Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer technisch einfachen Ausfuehrung, und die Aufgabe besteht darin, eine hohe Ueberschlagsfestigkeit zu erreichen und Glimm- und Bogenentladungen zu verhindern. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe mit einem metallisch abgeschirmten Kabel dadurch geloest, dasz dieses durch die magnetfelderzeugende Einrichtung an die Katode gefuehrt ist und der Anschlusz an die Katode im Raum zwischen der magnetfelderzeugenden Einrichtung und der Katode in einem Bereich mit parallel zur Katode gerichtetem Magnetfeld mit einer Feldstaerke von mehr als 2 mal 10&exp4! A mal m&exp-1! angeordnet ist.The invention relates to a power supply for Zerstäubungsquellen with annular gap discharge (Plasmatron). The object of the invention is to provide a technically simple embodiment, and the object is to achieve a high resistance to collision and to prevent glow and arc discharges. According to the invention, the object is achieved with a metallic shielded cable by passing it through the magnetic field generating device to the cathode and connecting it to the cathode in the space between the magnetic field generating device and the cathode in a field with magnetic field parallel to the cathode with a field strength of more than 2 times 10 & exp4! A times m & exp-1! is arranged.

Description

21 9 721 9 7

-A-A

Stromzuführung für ZerstäubungsquellenPower supply for sputtering sources

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Stromzuführung von Zerstäubungsquellen mit Ringspaltentladung (Plasmatron), die sich vollständig im Innern einer Vakuum-Besehichtungsanlage befinden und dort der Einwirkung von Ladungsträger- und Teilchenströmen ausgesetzt sind.The invention relates to the power supply of sputtering sources with annular gap discharge (Plasmatron), which are located entirely inside a vacuum-Besichtungsanlage and there are exposed to the influence of carrier and particle currents.

Characteristic of the known technical solutions

In vielen Anwendungsfällen befindet sich die Hochrate-Zerstäubungsquelle vollständig im Innern einer Beschichtungsanlage, so daß die Stromzuführung ebenfalls im Vakuum, d» h. im Beschichtungsraum liegt.In many applications, the high-rate sputtering source is completely inside a coating plant, so that the power supply also in a vacuum, ie. lies in the coating room.

Die bekanntesten technischen Lösungen für ^Stromzufuhrungen. im Vakuum für einen Spannungsbereich von einigen Hundert Volt bis 1 kV, der für.den Betrieb von Zerstäubungsquellen mit Ringspaltentladung (Plasmatron) charakteristisch ist, bestehen aus einem Isolator der entsprechenden Spannungsfestigkeit sowie geeignet geformten metallischen Teilen, die einen definierten Verlauf des elektrischen Feldes mit geringen Inhomogenitäten erzwingen, um eine hohe Überschlagfestigkeit zu gewährleisten. Insbesondere für hohe Stromstärken von einigen Zehn bis 100 A, wie sie bei dem Betrieb von Plasmatrons auf-The best known technical solutions for ^ power supplies. in vacuum for a voltage range of a few hundred volts to 1 kV, which is characteristic for the operation of atomizing sources with annular gap discharge (Plasmatron) consist of an insulator of the corresponding withstand voltage and suitably shaped metallic parts, the defined course of the electric field with low Force inhomogeneities to ensure a high rollover resistance. Especially for high currents of a few tens to 100 A, such as occur during the operation of Plasmatron's

treten, haben die Stromzuführungen sehr große geometrische Abmessungen. Befinden sich derartige Stromzuführungen zusätzlich im Bereich hoher Plasmadichte und damit unter dem Einfluß von Ladungsträgerströmen sowie großer Teilchenströme, so sind zusätzliche Abschirmungsmaßnahmen zum Schutz des Isolators vor der Einwirkung des Plasmas auf das Isolatormaterial, was insbesondere bei Epoxidharzen zu Zersetzung führen kann., und vor kondensierenden Teilchen, die bei metallischen Materialien eine elektrische leitfähige Schicht bilden und dadurch die Funktion des Isolators beeinträchtigen, notwendig, um eine hohe Standzeit des Isolators zu gewährleisten. Diese Maßnahmen bedingen eine weitere Vergrößerung der geometrischen Abmessungen der Stromzuführung und machen den Einsatz derartiger Stromzuführungen in vielen Fällen unmöglicheoccur, the power supply lines have very large geometric dimensions. If such current leads are additionally in the range of high plasma density and thus under the influence of carrier currents and large particle currents, then additional shielding measures for protecting the insulator from the action of the plasma on the insulator material, which can lead to decomposition in particular with epoxy resins, and before condensing Particles that form an electrically conductive layer in metallic materials and thereby affect the function of the insulator, necessary to ensure a long life of the insulator. These measures require a further increase in the geometric dimensions of the power supply and make the use of such power supply in many cases impossible

Object of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, eine einfache technische Ausführung einer Stromzuführung für Plasmatrons anzugeben, die frei von den aufgezeigten Mängeln ist,The invention aims to provide a simple technical embodiment of a power supply for Plasmatrons, which is free from the defects indicated,

Darlegung des Wesens der Erfindung Outline of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromzuführung für Zerstäubungsquellen, die sich vollständig im Innern einer Beschichtungsanlage befinden, anzugeben, die unter Verwendung gebräuchlicher elektrischer Verbindungselemente eine hohe Überschlagsfestigkeit unter den beim Betrieb von Plasmatrons gegebenen Bedingungen hoher Plasmadichte sowie großer Teilchenströme im Vakuum gewährleistet« Die Ausbildung von Glimm- und Bogenentladungen soll vermieden werden_e The invention has for its object to provide a power supply for sputtering sources, which are located entirely inside a coating plant, which ensures high flashover strength under the given during operation of Plasmatrons conditions high plasma density and large particle flows in vacuo using common electrical fasteners Training of glow and arc discharges should be avoided _e

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das stromführende Kabel in bekannter Weise von einer metallischen, geerdeten Abschirmung umgeben ist, die aber bis in das Innere der magnetfelderzeugenden Einrichtung reicht ₉ und durch einen Durchbruch in der magnetfelderzeugenden Einrichtung hindurchAccording to the invention the object is achieved in that the current-carrying cable is surrounded in a known manner by a metallic, grounded shield, but extends into the interior of the magnetic field generating device ₉ and through an opening in the magnetic field generating device

21 9 74021 9 740

geführt wird. Der Kabelanschluß befindet sich im Raum zwischen der magnetfelderzeugenden Einrichtung und der Katode in einem Bereich mit parallel zur Katode gerichtetem Magnetfeld mitto be led. The cable connection is in the space between the magnetic field generating device and the cathode in a region with directed parallel to the cathode magnetic field with

4. —1 einer Feldstärke von mehr als 2*10 A»m ·4. -1 a field strength of more than 2 * 10 A »m ·

Der Anschluß des stromführenden Kabels an die zu kontaktierende Katode erfolgt zweckmäßigerweise mit gebräuchlichen elektrischen Verbindungselementeno Da sich der Anschluß vollständig im Innern der magnetfelderzeugenden Einrichtung befindet, ist er praktisch vollkommen gegen kondensierende Teilchenströme abgeschirmt. Die Größe und Richtung der r^agnetischen Feldstärke in diesem Bereich verhindern elektrische Überschläge sowie die Ausbildung von Glimm- und Bogenentladungen·The connection of the current-carrying cable to the cathode to be contacted is expediently carried out with conventional electrical connection elements. Since the connection is completely inside the magnetic field generating device, it is virtually completely shielded against condensing particle streams. The magnitude and direction of the magnetic field strength in this region prevent electrical flashovers and the formation of glow and arc discharges.

embodiment

In der zugehörigen Zeichnung ist ein Teil der Zerstäubungsquelle mit dem Kabelanschluß dargestellt.In the accompanying drawing, a part of the sputtering source is shown with the cable connection.

Das Kabel 1 für die Stromzuführung ist von einer metallischen, geerdeten Abschirmung 2 und einem in Vakuumanlagen einsetzbaren Isolationsmaterial 3 niedrigen Dampfdruckes, z. B. PTFE, umgeben und wird durch einen Durchbruch 4 der magnetfelderzeugenden Einrichtung 5 geführt» Die geerdete Abschirmung 2 endet im Innern der magnetfelderzeugenden Einrichtung 5· Der Kabelanschluß 6 befindet sich im Ringspalt 7 der magnetfelderzeugenden Einrichtung 5 in einem Bereich mit parallel zur Katode 8 gerichtetem Magnetfeld mit einer Feldstärke von mehr als 2°10⁴ Α·ιϊΓ¹ _ο The cable 1 for the power supply is of a metallic, grounded shield 2 and an insertable in vacuum systems insulation material 3 low vapor pressure, z. The grounded shield 2 terminates inside the magnetic field generating device 5. The cable connection 6 is located in the annular gap 7 of the magnetic field generating device 5 in a region parallel to the cathode 8 Magnetic field with a field strength of more than 2 ° 10 ⁴ Α · ιϊΓ ¹ _ο

Der Kabelanschluß 6 besteht aus einem Kabelschuh, der mit Unterlegscheibe und Schraube direkt an die Katode 8 angeschraubt ist οThe cable connection 6 consists of a cable lug, which is screwed with washer and screw directly to the cathode 8 ο

Claims

invention claim

Power supply for a Zerstäubungsquelle with annular gap discharge via a cable, which is surrounded by a metallic grounded screen, characterized in that the cable (1) with the metallic shield (2) through the magnetic field generating means (5) is guided into the interior and a cable connection (6) on the cathode (8) in the space between the magnetic field generating device (5) and the cathode (8) in a region with parallel to the cathode (8) directed magnetic field and with a field strength of more than 2 ο 10 A. ° m is arranged.

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