-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen dichter Plasmen für Vakuumprozesse mittels mit wechselnder Polarität gepulster Hohlkathodenbogenentladungsquellen bei reaktiven oder nichtreaktiven Beschichtungsanwendungen. Die Vorrichtung ermöglicht neben dem Beschichten stationärer Substrate insbesondere auch das Beschichten bewegter bandförmiger Substrate. Wird in der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung lediglich der Begriff Hohlkathode verwendet, so ist damit immer die Hohlkathode einer Hohlkathodenbogenentladungsquelle gemeint. Die Erfindung grenzt sich somit von Vorrichtungen ab, bei denen eine Hohlkathodenglimmentladungsquelle verwendet wird.
-
Stand der Technik
-
Es ist bekannt, dass sich im Niederdruckbereich zwischen 10–2 Pa und 1 Pa mit Hohlkathodenbogenentladungsplasmen sehr hohe Ladungsträgerdichten in der Größenordnung von 1012 cm–3 erzielen lassen. Werden bei der Schichtabscheidung die schichtbildenden Partikel solch einem Plasma ausgesetzt, lassen sich vorteilhafte Schichteigenschaften erzielen.
-
Hierzu sind Vorrichtungen bekannt, bei denen sich der Dampf, insbesondere für größere Beschichtungsflächen und hohe Beschichtungsraten, effektiv aktivieren lässt, indem das Hohlkathodenplasma ausschließlich zur Plasmaaktivierung herangezogen wird. Die Plasmaentladungen dieser Vorrichtungen werden mit Gleichstrom betrieben. Die neben den Hohlkathoden zur Plasmagenerierung notwendigen Anoden sind bei derartigen Vorrichtungen teilweise mit der Verdampfungseinrichtung verkoppelt (
DE 196 12 344 C1 ). Die Nutzung des Verdampfertiegels oder einer nahe am Verdampfertiegel angeordneten Elektrode als Anode hat den Nachteil, dass die Funktionsfähigkeit der Vorrichtungen auf eine mit der Verdampfung elektrisch leitfähiger Materialien verbundene Plasmaaktivierung beschränkt ist.
-
Es ist weiterhin bekannt, das Plasma mittels eines magnetischen Feldes zu führen. Wird durch geeignete magnetfelderzeugende Einrichtungen ein longitudinales Magnetfeld derart erzeugt, dass einige seiner Feldlinien von der Hohlkathode zur Anode führen, bleiben höherenergetische Strahlelektronen auf ihrem Weg von der Hohlkathode zur Anode im Bereich der verbindenden Feldlinien gebunden und halten das hochdichte Plasma in einem gewissen Abstand vom Substrat (
DE 42 35 199 C1 ). Nachteilig ist dabei, dass durch das Fernhalten der höherenergetischen Strahlelektronen vom Substrat der Aufbau eines hohen Selbstbiaspotentials verhindert wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Anwendbarkeit auf spezielle Ausgestaltungen der Verdampfungseinrichtung mit aufwendigen Magnetsystemen beschränkt bleibt. Bei der Verdampfung isolierender Materialien ist zusätzlich ein erheblicher apparativer Aufwand für die Aufrechterhaltung der elektrischen Leitfähigkeit an der Anode erforderlich.
-
DE 195 46 827 A1 beschreibt eine Vorrichtung für das Verdampfen elektrisch isolierender Materialien, bei der eine ringförmige Anode (eine sogenannte Ringanode) unmittelbar vor der Hohlkathode angeordnet ist, um das für die Plasmaaktivierung wirksame Plasma ausschließlich durch die Strahlelektronen zu erzeugen, welche die Öffnung der Ringanode durchdrungen haben. In diesem Fall scheiden sich keine störenden isolierenden Schichten auf der Ringanode ab, da sich diese im Wesentlichen außerhalb des Dampfbereiches befindet und die Ringanode durch die auftreffenden Strahlelektronen stark aufgeheizt wird. Da sich der Bereich der Plasmaaktivierung des Dampfes außerhalb des zwischen Hohlkathode und Anode aufgebauten elektrischen Feldes befindet, besteht jedoch der Nachteil, dass sich nur deutlich niedrigere Ladungsträgerdichten im Plasma erzeugen lassen, als mit Anordnungen, die den zu aktivierenden Bereich zwischen der Hohlkatode und der Anode einschließen. Darüber hinaus begrenzt die Reichweite der Strahlelektronen die geometrische Ausdehnung des Plasmas.
-
In
DE 199 02 146 A1 wird vorgeschlagen, zwei aus der zuvor genannten Schrift bekannte Plasma erzeugende Einrichtungen, umfassend jeweils eine Hohlkathode mit zugehöriger Ringanode und dazwischen geschalteter Gleichspannungsquelle, gegenüberliegend anzuordnen und zwischen den zwei Hohlkathoden eine bipolar mittelfrequent gepulste Spannung zu erzeugen. Bei dieser Anordnung wird aufgrund der Gleichspannungsquelle zwischen Hohlkathode und Ringanode ständig ein Plasma zwischen der Hohlkathode und der zugehörigen Ringanode einer Plasma erzeugenden Einrichtung erzeugt. In den Phasen, in denen eine der beiden Plasma erzeugenden Einrichtungen aufgrund der bipolaren Spannungspulse kathodisch geschaltet ist, wird das Plasma der kathodisch geschalteten Plasma erzeugenden Einrichtung von deren Hohlkathode bis zur Ringanode der gegenüberliegenden Plasma erzeugenden Einrichtung gezogen. Auf diese Weise entsteht zwischen den beiden Ringanoden ein großvolumiges Hohlkathodenbogenentladungsplasma. Nachteilig wirkt sich bei diesem technisch anspruchsvollen Aufbau aus, dass viele Prozessparameter geregelt werden müssen, um gleichbleibende Plasmabedingungen zu erzielen.
-
Ein vereinfachter Aufbau einer Plasma erzeugenden Vorrichtung mit zwei Hohlkathodenbogenentladungsquellen ist aus
WO 2013/091927 A1 bekannt. Hier wurde auf das Verwenden einer Gleichspannungsquelle zwischen einer Hohlkathode und einer zugehörigen Elektrode verzichtet und stattdessen die Hohlkathode direkt oder unter Zwischenschaltung eines stromrichtungsbegrenzenden Bauelements mit der zugehörigen Elektrode elektrisch verschaltet. Nachteilig wirkt sich bei einer solchen Vorrichtung wie auch bei anderen zuvor beschriebenen Vorrichtungen aus, dass die Hohlkathoden und zugehörige Elektroden beim Einsatz in einer Verdampfereinrichtung dem Materialdampf ausgesetzt sind, was zum Beschichten der genannten Bauteile führt, was wiederum das Ausbilden des Plasmas im Laufe eines Beschichtungsvorgangs beeinträchtigen kann. Ein weiteres technisches Problem besteht darin, dass es beispielsweise beim reaktiven Verdampfen mit bekannten Vorrichtungen nicht möglich ist, ein Reaktivgas separat mit einem Plasma zu aktivieren, ohne dass dabei auch die aufsteigenden Dampfpartikel gleichzeitig mit aktiviert werden.
-
Aufgabenstellung
-
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Hohlkathodenbogenentladungsplasmas zu schaffen, mittels der die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden können. Insbesondere soll mit der Vorrichtung ein Plasma mit hoher Intensität erzeugbar sein. Die Vorrichtung soll es ferner möglich machen, plasmaerzeugende Bauteile vor Dampfpartikeln zu schützen. Des Weiteren soll es die Vorrichtung auch innerhalb einer Verdampfereinrichtung ermöglichen, ein Reaktivgas separat mit einem Plasma zu aktivieren.
-
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch Gegenstände mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
-
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst zwei Hohlkathoden, deren Hohlkathodenrohr von einem Arbeitsgas durchströmt wird. Die Öffnung eines Hohlkathodenrohres, aus welchem das Arbeitsgas herausströmt, wird nachfolgend als Austritts- oder Ausgangsöffnung der Hohlkathode bezeichnet.
-
Die Ausgangsöffnungen der beiden Hohlkathoden einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind einander zugewandt. Dabei können die beiden Hohlkathoden derart gegenüberliegend angeordnet sein, dass die verlängerten Rohrachsen der beiden Hohlkathodenrohre identisch sind. Alternativ können die Rohrachsen beider Hohlkathodenrohre aber auch einen Versatz oder einen Winkel zueinander aufweisen.
-
Zu einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört ferner ein Pulsgenerator, der an beiden Hohlkathoden elektrisch angeschlossen ist und der zwischen den beiden Hohlkathoden eine bipolare gepulste elektrische Spannung erzeugt. Die Pulse können dabei eine Frequenz in einem Bereich von 1 Hz bis 1 MHz aufweisen. Die beiden Hohlkathoden wirken somit jeweils abwechselnd als Kathode bzw. Anode einer Hohlkathodenbogenentladung zwischen den beiden Hohlkathoden. Um einen Zerfall des zwischen den beiden Hohlkathoden erzeugten Plasmas beim Polaritätswechsel zu unterbinden, sollte der Polaritätswechsel mit einer Frequenz von mindestens 1 kHz vollzogen werden. Es hat sich daher als vorteilhaft erwiesen, wenn der Pulsgenerator mit einer Frequenz im Bereich von 1 kHz bis 100 kHz betrieben wird.
-
Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Raum zwischen den beiden Hohlkathoden entlang der verlängerten Hohlkathodenachsen vollständig und die beiden Hohlkathoden jeweils zumindest teilweise von einer Blende umschlossen, wobei die Blendenfläche mindestens eine Öffnung aufweist. Eine solche rohrförmige Blende weist vorzugsweise einen kreisrunden Rohrquerschnitt auf, weil dieser technisch am einfachsten handhabbar ist, kann aber alternativ auch mit einem beliebig anderen Rohrquerschnitt ausgebildet sein. Es ist ebenfalls möglich, dass der Rohrquerschnitt der Blende entlang der verlängerten Hohlkathodenachsen mit einem sich ändernden Rohrquerschnitt ausgebildet ist. Ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise Bestandteil einer Verdampfungseinrichtung, dann sind als Material für eine solche Blende alle Materialien geeignet, die mit einem jeweiligen Verdampfungsgut keine unerwünschten chemischen Reaktionen eingehen und die den Verdampfungstemperaturen standhalten. Als Blendenmaterial ist daher beispielsweise Graphit besonders geeignet.
-
Die beiden Hohlkathoden ragen bei einer solchen erfindungsgemäßen rohrförmigen Blende somit in die Stirnseiten des Blendenrohres hinein und bilden innerhalb des Blendenrohres ein Hohlkathodenbogenentladungsplasma aus. Dadurch, dass die Hohlkathoden zumindest teilweise von der Blende umschlossen sind, sind diese besser vor Dampfpartikeln geschützt als bei Vorrichtungen ohne Blende. Wie bereits schon beschrieben wurde, weist die Blendenfläche, also die Mantelfläche eines solchen Blendenrohres zumindest eine Öffnung auf, durch welche vom Plasma aktivierte Partikel aus dem Inneren des Blendenvolumens austreten können. Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Stirnflächen einer erfindungsgemäßen rohrförmigen Blende zu den in die Stirnseiten der Blende hineinragenden Hohlkathoden hin abgedichtet. Eine solche Abdichtung an den Stirnseiten eines Blendenrohres bewirkt nicht nur eine weitere Abschottung des von der Blende eingeschlossenen Volumens, sondern trägt gleichzeitig auch dazu bei, dass die Hohlkathoden in ihrer Position zueinander fixiert werden.
-
Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können sowohl Dampfpartikel eines verdampften Materials, Dampfpartikel eines verdampften Materials im Verbund mit einem Reaktivgas als auch nur ein Reaktivgas durch ein Plasma aktiviert werden.
-
Soll innerhalb einer Verdampfereinrichtung lediglich ein Reaktivgas mit dem Plasma der beiden Hohlkathoden aktiviert werden, weist die Blendenfläche zusätzlich mindestens einen Einlass auf, durch welchen das Reaktivgas in das von der Blende umschlossene Volumen strömt. Bei einem längeren Blendenrohr kann es hilfreich sein, wenn über die Länge des Blendenrohres verteilt mehrere Reaktivgaseinlässe ausgebildet sind. Ebenfalls ist es bei einer solchen Ausführungsform zum Aktivieren eines Reaktivgases zweckmäßig, wenn die Blendenfläche nicht nur eine, sondern eine Vielzahl kleinerer Öffnungen aufweist, durch welche sowohl die aktivierten Reaktivgaspartikel als auch das Arbeitsgas der Hohlkathoden aus dem von der Blende umschlossenen Volumen austreten können. Kleinere Öffnungen deshalb, weil, je größer eine Öffnung ist, umso wahrscheinlicher ist es, dass Partikel aus der Umgebung des Blendenrohres durch eine Öffnung in das von der Blende umschlossene Volumen gelangen und vom dortigen Plasma aktiviert werden, was bei dieser Ausführungsform aber verhindert werden soll. Wie groß eine solche Öffnung in einer Blendenfläche sein darf, damit überhaupt keine Partikel aus der Blendenumgebung in das Blendeninnere gelangen bzw. kein Anteil an Partikeln aus der Umgebung des Blendenrohres in das Innere des Blendenrohres gelangen kann, die die gewünschten Schichteigenschaften negativ beeinflussen, lässt sich in Laborversuchen ermitteln.
-
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, bei der verdampfte Materialpartikel allein oder im Verbund mit einem Reaktivgas mit einem Hohlkathodenbogenentladungsplasma beaufschlagt werden sollen, ist es hingegen vorteilhaft, wenn lediglich eine große Öffnung oder zumindest nur wenige große Öffnungen in der Blendenfläche eingearbeitet sind, so dass auch Dampfpartikel in das von der Blende eingeschlossene Volumen gelangen können bzw. dass sich das von den Hohlkathoden erzeugte Plasma auch außerhalb des von der Blende umschlossenen Volumens erstrecken kann.
-
Ausführungsbeispiel
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Fig. zeigen:
-
1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aktivieren eines Reaktivgases;
-
2a eine schematische seitliche Schnittdarstellung einer alternativen erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aktivieren von Dampfpartikeln;
-
2b eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die rohrförmige Blende aus 2a;
-
3a eine schematische seitliche Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung integriert in einem Verdampfungsgefäß;
-
3b eine gegenüber 3a um 90° gedrehte seitliche schematische Schnittdarstellung.
-
In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 schematisch dargestellt. Vorrichtung 10 umfasst zwei Hohlkathoden 11 und 12, die gegenüberliegend und mit den Austrittsöffnungen einander zugewandt angeordnet sind. Dabei sind die verlängerten Rohrachsen 13 der beiden Hohlkathodenrohre identisch. Eine rohrförmige Blende 14 aus Graphit mit kreisrundem Rohrquerschnitt umschließt sowohl den Raum zwischen beiden Hohlkathoden 11, 12 entlang der verlängerten Rohrachsen 13 als auch die beiden Hohlkatoden 11, 12 teilweise. Die beiden Hohlkathoden 11, 12 ragen somit in die Stirnseiten des Blendenrohres hinein. Die Stirnseiten der rohrförmigen Blende 14 sind zu den Hohlkathoden 11, 12 hin mit in 1 nicht dargestellten Mitteln abgedichtet. Diese Mittel bewirken gleichzeitig, dass die Hohlkathoden im Blendenrohr fixiert sind. Ein solches bereits fixiertes System zweier Hohlkathoden mit Blendenrohr lässt sich leichter in einer Verdampfungskammer integrieren als zwei einzelne Hohlkathoden, die separat in einer Verdampfungskammer befestigt und zueinander ausgerichtet werden müssen.
-
Eine Stromversorgungseinrichtung 15 ist elektrisch zwischen die beiden Hohlkathoden 11, 12 geschaltet und stellt eine bipolare, mittelfrequent gepulste Spannung zum Erzeugen und Aufrechterhalten einer Hohlkathodenbogenentladung zwischen den beiden Hohlkathoden 11, 12 bereit. Die beiden Hohlkathoden 11, 12 fungieren somit gegenläufig und abwechselnd als Kathode bzw. Anode einer Hohlkathodenbogenentladung. Es ist bei den meisten Anwendungsfällen nicht möglich, zwischen lediglich zwei handelsüblichen Hohlkathoden eine stabil brennende Hohlkathodenbogenentladung auszubilden, weil mit einem Hohlkathodenrohr allein nicht die dafür erforderliche Menge an Elektronen aus dem Plasma extrahiert werden kann. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Hohlkathoden Mittel aufweisen, mit denen die bei einer Bogenentladung wirksam werdende Oberfläche der Hohlkathoden bei deren anodischen Phasen vergrößert wird, um die erforderliche Menge an Elektronen aus dem Plasma extrahieren zu können. Die Hohlkathoden 11 und 12 der Vorrichtung 10 weisen daher ringförmige Scheiben 16 aus einem elektrisch leitfähigen Material auf, die mit elektrischem Kontakt zur jeweiligen Hohlkathode auf den Hohlkathodenrohren befestigt sind.
-
Die rohrförmige Blende 14 weist zwei Einlässe 17 auf, durch welche ein Reaktivgas in das von der rohrförmigen Blende 14 umschlossene Volumen einströmt und das im Inneren der rohrförmigen Blende 14 von einem dort zwischen den beiden Hohlkatoden 11, 12 ausgebildete Plasma aktiviert wird. Des Weiteren weist die rohrförmige Blende eine Vielzahl von Öffnungen 18 auf, durch welche die vom Plasma aktivierten Reaktivgaspartikel ebenso wie ein Arbeitsgas, welches durch die Hohlkathoden 11, 12 in das von der rohrförmigen Blende 14 umschlossene Volumen einströmt, in die Umgebung der rohrförmigen Blende 14 gelangen.
-
Eine solche Vorrichtung 10 kann beispielsweise innerhalb einer Prozesskammer oberhalb eines Verdampfungsgefäßes angeordnet sein und stellt dann innerhalb der Prozesskammer von einem Plasma aktivierte Reaktivgaspartikel zu Verfügung, die innerhalb der Prozesskammer mit den aus dem Verdampfungsgemäß verdampften Materialpartikeln reagieren können und schließlich auf einem zu beschichtenden Substrat abgeschieden werden. Die Größe der Öffnungen 18 wird dabei so klein gewählt, dass die in das Blendenrohr einströmenden Reaktiv- und Arbeitsgase innerhalb des Blendenrohres einen Überdruck erzeugen, der verhindert, dass Dampfpartikel des Verdampfungsgutes durch die Öffnungen 18 in das Innere der rohrförmigen Blende 14 gelangen. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Vorrichtung 10 weist die Vorteile auf, dass ein Reaktivgas separat von einem Verdampfungsgut mit einem Plasma aktiviert werden kann, dass zumindest die für das Ausbilden einer Hohlkathodenbogenentladung relevanten Oberflächenbereiche der Hohlkathoden vor einer Beschichtung mit Verdampfungsgut geschützt sind und dass die Ausrichtung der Hohlkatoden zueinander durch die Integration in der rohrförmigen Blende stabilisiert wird.
-
In 2a ist eine alternative erfindungsgemäße Vorrichtung 20 schematisch in einer Seitendarstellung gezeigt. Vorrichtung 20 umfasst zwei Hohlkathoden 21 und 22, die gegenüberliegend und mit den Austrittsöffnungen einander zugewandt angeordnet sind. Dabei sind die verlängerten Rohrachsen 23 der beiden Hohlkathodenrohre identisch. Eine rohrförmige Blende 24 aus Graphit mit kreisrundem Rohrquerschnitt umschließt sowohl den Raum zwischen beiden Hohlkathoden 21, 22 entlang der verlängerten Rohrachsen 23 als auch die beiden Hohlkatoden 21, 22 teilweise. Die beiden Hohlkathoden 21, 22 ragen somit in die Stirnseiten des Blendenrohres hinein. Die Stirnseiten der rohrförmigen Blende 24 sind zu den Hohlkathoden 21, 22 hin mit in 2a nicht dargestellten Mitteln abgedichtet.
-
Eine Stromversorgungseinrichtung 25 ist elektrisch zwischen die beiden Hohlkathoden 21, 22 geschaltet und stellt eine bipolare, mittelfrequent gepulste Spannung zum Erzeugen und Aufrechterhalten einer Hohlkathodenbogenentladung zwischen den beiden Hohlkathoden 21, 22 bereit. Die beiden Hohlkathoden 21, 22 fungieren somit gegenläufig und abwechselnd als Kathode bzw. Anode einer Hohlkathodenbogenentladung. Die Hohlkathoden 21 und 22 der Vorrichtung 20 weisen ebenfalls ringförmige Scheiben 26 aus einem elektrisch leitfähigen Material auf, die mit elektrischem Kontakt zur jeweiligen Hohlkathode auf den Hohlkathodenrohren befestigt sind.
-
Die Vorrichtung 20 unterscheidet sich von Vorrichtung 10 aus 1 dadurch, dass die rohrförmige Blende 24 zum Beispiel keine Einlässe zum Einlassen eines Reaktivgases aufweist. Ferner weist die rohrförmige Blende 24 keine Vielzahl von kleineren Öffnungen, sondern lediglich eine größere Öffnung 28 auf. In 2b ist die Blende 24 aus 2a schematisch in einer Draufsicht dargestellt, aus der die Größe der Öffnung 28 deutlicher hervorgeht.
-
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie Vorrichtung 20 kann ebenfalls innerhalb einer Prozesskammer oberhalb eines Verdampfungsgefäßes angeordnet sein und kann zur Anwendung gelangen, wenn das aus dem Verdampfungsgefäß verdampfte Material reaktiv oder auch nicht reaktiv unter Einwirkung eines Plasmas verdampft werden soll. Aufgrund der Größe der Öffnung 28 können vom Verdampfungsgefäß aufsteigende Materialpartikel in den Einwirkbereich des von den Hohlkathoden 21, 22 erzeugten Plasmas gelangen. Dennoch bleiben die Hohlkathoden aufgrund der nach unten hin geschlossenen Blende 24 vor der direkten Einwirkung des aufsteigenden Materialdampfes geschützt.
-
In 3a ist eine Verdampfereinrichtung 30 schematisch in einer seitlichen Schnittdarstellung abgebildet, in welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung integriert ist, die alle Merkmal aufweist, die zu Vorrichtung 10 aus 1 beschrieben sind.
-
Vorrichtung 30 weist ein Verdampfungsgefäß 39 auf, in welchem sich ein zu verdampfendes Material 40 befindet. Oberhalb des Materials 40, durch zwei gegenüberliegende Wandungen des Verdampfungsgefäßes 39 hindurch, erstreckt sich die rohrförmige Blende 34 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In die Stirnseiten der rohrförmige Blende 34 hinein ragen zwei Hohlkathoden 31, 32. Der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 3a ebenfalls zugehörig, aber wegen einer besseren Übersichtlichkeit in 3a nicht dargestellt, sind ringförmige Scheiben, die auf den Hohlkathodenrohren befestigt sind und deren Oberfläche vergrößern; mindestens ein Einlass, durch den ein Reaktivgas in das von der ringförmigen Blende 34 umschlossene Volumen einströmt sowie eine Stromversorgungseinrichtung, die eine bipolare, gepulste elektrische Spannung und infolgedessen ein Hohlkathodenbogenentladungsplasma zwischen den Hohlkathoden 31, 32 erzeugt. Die rohrförmige Blende 34 weist ferner einer Vielzahl kleiner Öffnungen 38 auf, durch welche die mittels des Hohlkathodenbogenentladungsplasmas aktivierten Reaktivgaspartikel in die Umgebung der rohrförmigen Blende 34 austreten können.
-
3b zeigt eine gegenüber 3a um 90° gedrehte seitliche schematische Schnittdarstellung und veranschaulicht dabei die Position einer erfindungsgemäßen Einrichtung innerhalb eines Verdampfungsgefäßes aus einer anderen Perspektive.
-
Bei einer Ausführungsform der in den 3a, 3b dargestellten Verdampfereinrichtung 30 umfasst das Verdampfungsgefäß 39 auch noch einen Deckel, der sich auf dem Verdampfungsgefäß 39 befindet. Dabei weist die Deckelwandung eine Vielzahl von Öffnungen auf, durch die der im Verdampfungsgefäß 39 erzeugte Materialdampf im Verbund mit dem durch das Plasma aktivierte Reaktivgas austreten und sich auf einem zu beschichtenden Substrat niederschlagen kann.
-
Eine in den 3 dargestellte Verdampfereinrichtung kann beispielsweise verwendet werden, wenn ein Material reaktiv verdampft, dabei aber nur das Reaktivgas mittels eines Plasmas aktiviert werden soll. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn der Kontakt des Materialdampfes mit den Hohlkathoden zur Kontamination des Materialdampfes mit Fremdpartikeln führen kann, welche eine Qualitätsminderung einer abgeschiedenen Schicht bewirken oder aber wenn das Ablagern von Materialdampfpartikeln an den Hohlkathoden zu einer Beeinträchtigung der Plasmaerzeugung führen kann. Die rohrförmige Blende einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schützt sowohl den Materialdampf wirksam vor einem Kontakt mit den Hohlkathoden als auch die Hohlkathoden vor einer Beschichtung mit Materialdampfpartikeln.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19612344 C1 [0003]
- DE 4235199 C1 [0004]
- DE 19546827 A1 [0005]
- DE 19902146 A1 [0006]
- WO 2013/091927 A1 [0007]
