DE10240337A1

DE10240337A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Separation von Partikeln aus einem von einem Target zur Beschichtung eines Substrates erzeugten Plasmas im Vakuum

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Publication number: DE10240337A1
Application number: DE10240337A
Authority: DE
Inventors: Carl-Friedrich Dr.rer.nat. Meyer; Hans-Joachim Dr.Rer.Nat. Scheibe; Harald Dipl.-Ing. Schulz
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: DE10240337B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Separation von Partikeln aus einem von einem Target zur Beschichtung eines Substrates erzeugten Plasmas im Vakuum. Sie ist insbesondere für sogenannte PVD-Vakuumbeschichtungsverfahren, wie beispielsweise das sogenannte Laser-Arc-Verfahren, bekannt. Gemäß der gestellten Aufgabe soll der Separationsgrad von Partikeln aus einem im Vakuum erzeugten Plasma, bei gleichbleibender Beschichtungsrate, erhöht werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet dabei eine in Bezug auf das Plasma auf einem positiven elektrischen Potential liegende Absorberelektrode, die im Schatten des erzeugten Plasmas angeordnet ist. Zur Beschleunigung positiver Ladungsträger des Plasmas in Richtung auf das zu beschichtende Substrat ist mindestens zwischen der Absorberelektrode und dem Substrat ein Element angeordnet, das ein magnetisches oder elektromagnetisches Feld ausbildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Separation von Partikeln aus einem von einem Target zur Beschichtung eines Substrates erzeugten Plasmas im Vakuum, wobei auf an sich bekannte PVD-Vakuumbeschichtungsverfahren zurückgegriffen werden soll.

Bei den an sich bekannten Vakuumbeschichtungsverfahren können unterschiedliche Schichten aus chemischen Elementen, chemischen Verbindungen auch mit in den Schichten vorhandenen Dotierungen auf unterschiedlichen Substratoberflächen ausgebildet werden.

Dabei können Schichten aus chemischen Verbindungen auch gleichzeitig beim Verfahren reaktiv gebildet werden, wie dies beispielsweise für Nitrid- und Car bidschichten der Fall sein kann.

Es ist auch bekannt, Schichten aus Kohlenstoff, die üblicherweise als diamantähnlicher Kohlenstoff bezeichnet werden, mit für verschiedene Applikationen geeigneten SP2- und SP3-Anteilen herzustellen.

Bei den bekannten Lösungen tritt jedoch das Problem auf, dass im erzeugten Plasma auch größere Partikel, die in der Literatur auch häufig als „Droplets" bezeichnet sind, auftreten und mit den schichtbildenden Bestandteilen des Plasmas zur Oberfläche des zu beschichtenden Substrates gelangen und dabei in unerwünschter Form die Homogenität der Schicht negativ beeinflussen.

Aus diesem Grunde wurden vielfältige Versuche unternommen, die im Plasma enthaltenen größeren Partikel am Erreichen der zu beschichtenden Oberfläche von Substraten zu hindern.

Hierzu sind von B.F. Collm und D.M. Sanders in „Design of Vacuum arc sources"; Surface and Coatings Technology; No 81 (1996) Seiten 42–51 verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt worden.

Häufig werden sogenannte magnetische Filter eingesetzt, um mit entsprechenden Magnetfeldern das Plasma auf einer gekrümmten Bahn in Richtung auf die zu beschichtende Oberfläche zu führen und es wird versucht der Effekt auszunutzen, dass die masseärmeren für die Schichtbildung zu nutzenden Plasmabestandteile dem Verlauf der magnetischen Feldlinien in Richtung auf die zu beschichtende Oberfläche des Substrates folgen und die deutlich massereicheren größeren Partikel, der durch die magnetischen Feldlinien vorgegebenen gekrümmten Bahn nicht folgen können und sich auf den Wänden von solchen magnetischen Filtern absetzen sollen.

Infolge von Reflexionen an den Wänden treffen aber noch bis zu 3% der im erzeugten Plasma enthaltenen Partikel auf das Substrat.

Werden aber mehrere solcher gekrümmter magnetischer Filter mit beispielsweise jeweils Krümmungswinkeln von 30° nacheinander angeordnet, so können z.B. bei einem Krümmungswinkel von insgesamt 120°, mit dem die Plasmabestandteile umgelenkt werden können, der Partikelanteil, der die zu beschichtende Oberfläche erreicht, auf nahezu 0% gesenkt werden. Gleichzeitig reduziert sich aber, die Effektivität und den Wirkungsgrad deutlich verschlechternd, auch die Beschichtungsrate auf ca. 10%.

In einer Alternative zu diesen an sich bekannten magnetisch wirkenden Filtern für Partikel wurde in WO 00/13201 A1 vorgeschlagen, eine Absorberelektrode vor oder neben dem erzeugten Plasma so anzuordnen oder so zu formen, dass sich bei an die Absorberelektrode angelegtem gegenüber dem Plasma elektrisch positivem Potential ein Feld ausbildet, dessen Feldvektor zumindest annähernd orthogonal zur Bewegungsrichtung ionisierter Teilchen des Plasmas ausgerichtet ist.

Bei dieser Lösung werden zumindest die positiv geladenen Bestandteile des Plasmas im Wesentlichen orthogonal durch das Feld der Absorberelektrode in Richtung auf die zu beschichtende Oberfläche des Substrates beschleunigt. Gleichzeitig werden die Elektronen aus dem Plasma von der Absorberelektrode absorbiert, wobei es in Abhängigkeit von der elektrischen Spannung, die an der Absorberelektrode anliegt, zu einem dort fließenden elektrischen Strom im Bereich zwischen 1000 und 3000 A kommen kann.

Mit dieser Absorberelektrode allein gelingt es aber nicht, sämtliche größeren im erzeugten Plasma enthaltenen Partikel von der Schichtbildung auf der Oberfläche des Substrates fern zu halten. Infolge von Reflexionen an der Oberfläche der Absorberelektrode erreichen etwa 3 % der Gesamtanzahl der im Plasma enthaltenen Partikel die Substratoberfläche.

Bei dieser Lösung wird infolge der Absorberelektrode auch die Beschichtungsrate auf ca. 20 bis 30 % reduziert.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den Separationsgrad von Partikeln aus einem im Vakuum erzeugten Plasmas, das für die Beschichtung von Substratoberflächen genutzt werden soll, bei gleichbleibender Beschichtungsrate zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist und einem Verfahren gemäß Anspruch 17 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich mit den in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen.

Bei der Erfindung wird wiederum in einer Vakuumkammer eine Absorberelektrode, die gegenüber dem Plasma auf einem positiven elektrischen Potential liegt, eingesetzt. Diese Absorberelektrode erfüllt aber ausschließlich die Funktion einer Ladungstrennung von elektrisch geladenen Bestandteilen des erzeugten Plasmas. Sie ist im Schatten des erzeugten Plasmas angeordnet und sinnvollerweise sollte sie auch so ausgerichtet sein, dass direktes Auftreffen von im Plasma enthaltenen größeren Partikeln nicht möglich ist.

Zwischen der Absorberelektrode und dem zu beschichtenden Substrat wird mit mindestens einem Element ein magnetisches oder elektromagnetisches Feld ausgebildet, in dessen Einflussbereich die positiven Ladungsträger des Plasmas in Richtung auf die zu beschichtende Oberfläche des Substrates beschleunigt werden.

Das von einem Target erzeugte Plasma gelangt in den Einflussbereich des elektromagnetischen oder magnetischen Feldes, wobei gleichzeitig mittels der Absorberelektrode die bereits erwähnte Ladungstrennung erfolgt und die positiven Ladungsträger mittels des magnetischen oder elektromagnetischen Feldes in Richtung auf das Substrat, das innerhalb der Vakuumkammer außerhalb der unbeeinflussten Bewegungsrichtung von Plasmabestandteilen angeordnet sein sollte, beschleunigt werden. Die dabei erreichbaren hohen Ionenströme liegen oberhalb 100 A, abhängig von den elektrischen Strömen, die durch die Absorberelektrode fließen.

Das dazu erforderliche elektromagnetische Feld kann mit zwei einzelnen bzw. einer zweigeteilten elektrischen Spule(n) ausgebildet werden. Diese sind sich gegenüberliegend, das erzeugte Plasma von zwei Seiten einschließend, angeordnet. Die Spule(n) können außerdem elektrisch leitend mit der Absorberelektrode verbunden sein.

In nahezu analoger Form kann aber auch ein magnetisches Feld mit zwei sich gegenüberliegend, das erzeugte Plasma von zwei Seiten einschließend, angeord neten Permanentmagneten ausgebildet werden. Mit einem in U-Form geformten Permanentmagneten oder Elektromagneten kann der gleich Effekt erreicht werden.

Zwischen dem Target und insbesondere dem Bereich, an dem das Plasma erzeugt werden kann und dem Substrat kann weiter eine das direkte Auftreffen von Plasmabestandteilen auf das Substrat verhindernde Blende angeordnet sein. Das erzeugte Plasma gelangt vom Target durch die Blendenöffnung in den Einflussbereich des elektromagnetischen oder magnetischen Feldes und wird von diesem, bei gleichzeitiger Ladungstrennung mittels der Absorberelektrode in der gewünschten Form beeinflusst. Die für die eigentliche Beschichtung des Substrates unerwünschten größeren Partikel werden sowohl von der Absorberelektrode, wie auch vom magnetischen oder elektromagnetischen Feld in ihrer Bewegung nicht beeinflusst und können außerdem von der Absorberelektrode nicht auf das zu beschichtende Substrat reflektiert werden.

Die Separationswirkung kann weiter verbessert werden, wenn die bereits angesprochene Blende als Doppelblende ausgebildet ist und dadurch auch an der dem Target nächstliegenden Blendenöffnungskante reflektierte Partikel sicher am Auftreffen auf die zu beschichtende Oberfläche des Substrates gehindert werden.

Die Absorberelektrode kann als plattenförmiges Element ausgebildet sein und in einem schräg geneigten Winkel ausgerichtet werden, so dass keinerlei im Plasma enthaltene Partikel auf die Oberfläche der Absorberelektrode auftreffen und dann auch nicht in Richtung auf die zu beschichtende Oberfläche des Substrates reflektiert werden.

Zwei Teilspulen oder zwei entsprechend angeordnete elektrische Spulen können bevorzugt als Flachspulen ausgebildet sein. Die Windungszahl sollte möglichst größer gleich 2, bevorzugt bei 3 bis 5 liegen, um eine ausreichend große Feldstärke des Feldes zu gewährleisten.

Die zwei Teilspulen oder zwei gesonderte Spulen können auch mit ihren Spulenebenen parallel zueinander ausgerichtet sein. Es ist aber vorteilhaft, sie in einem schräg geneigten Winkel, mit einer konischen Verjüngung in Richtung auf das Target auszurichten.

Der Neigungswinkel kann unter Berücksichtigung der jeweiligen Verfahrensführung und Verfahrensparameter variiert werden.

Diese Aussagen treffen in analoger Form auch für entsprechend zur Ausbildung eines magnetischen Feldes eingesetzte Permanentmagneten zu.

Die elektrischen Spulen sind bevorzugt als Flachspulen ausgebildet. Ihre bzw. die Gestaltung der Permanentmagneten kann an die gewünschte Bewegungsrichtung der positiven Ladungsträger des Plasmas, die für die eigentliche Schichtbildung genutzt werden sollen, angepasst sein. Entsprechend der Form kann dann auch das Feld mit gezielt lokal unterschiedlichen Feldstärken ausgebildet werden.

Ein ähnlicher Effekt kann auch durch eine Nacheinanderanordnung mehrerer Spulen oder Permanentmagnete zwischen Absorberelektrode und zu beschichtendem Substrat erreicht werden.

Die erfindungsgemäße Lösung kann bei verschiedenen Verfahrensführungen, was insbesondere die Erzeugung des Plasmas betrifft, eingesetzt werden. So ist ein Einsatz bei einem PLD-Verfahren, bei dem das Plasma mittels eines gepulst auf die Oberfläche eines Targets gerichteten Laserstrahls erzeugt wird, möglich.

Besonders vorteilhaft kann die Erfindung aber bei Verfahren eingesetzt werden, bei denen das Plasma mittels einer Bogenentladung erzeugt wird, da in diesen Fällen die Partikelbildung erhöht ist und auch höhere Beschichtungsraten realisiert werden können.

Die Bogenentladung kann kontinuierlich aber auch gepulst betrieben werden. Die Zündung der Bogenentladung kann auf herkömmlichem Wege mittels Zündelektroden aber auch mittels eines gepulsten Laserstrahls, wie z.B. beim „Laser-Arc-Verfahren" erreicht werden.

Wird das Plasma mittels einer Bogenentladung erzeugt, ist innerhalb der Vakuumkammer eine zusätzliche Anode vorhanden. Diese Anode kann vorteilhaft so angeordnet sein, dass sie auch eine Schattenwirkung für die Absorberelektrode hervorruft.

Die Absorberelektrode kann an eine gesonderte, aber auch an die gleiche Spannungsquelle wie diese Anode angeschlossen sein und in diesem Fall synchron zu einer gepulsten Bogenentladung betrieben werden.

Über die Absorberelektrode können elektrische Ströme im Bereich zwischen 100 und 1000 A fließen, wobei ein Bereich zwischen 200 und 600 A zu bevorzugen ist.

Mittels unmittelbar an die Absorberelektrode angeschlossener Spulen mit drei bis fünf Windungen, kann eine Feldstärke von 2000 bis 4000 A/m erreicht werden.

Die Richtung des Feldes der Spulen oder Permanentmagnete sollte vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung der positiven Ladungsträger zum Substrat ausgerichtet sein, um die Lorentzkraft maximal zu nutzen.

Die elektrischen Spulen können sowohl in Reihe, wie auch parallel geschaltet sein.

Mit der Erfindung kann die Schicht auf der Oberfläche des Substrates partikelfrei gehalten werden, wobei die hierfür erforderliche Energie und die Anlagenkosten deutlich kleiner sind, als dies bei den im Stand der Technik bekannten magnetischen Filtern der Fall ist.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher beschrieben werden.
Dabei zeigen:
1 in schematischer Form, in einer Vorderansicht ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Spulen;
2 eine Seitenansicht des Beispiels von 1;
3 eine Draufsicht auf das Beispiel nach 1;
4 eine Vorderansicht in schematischer Form eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Permanentmagneten;
5 das Beispiel nach 4 in einer Draufsicht und
6 ein Beispiel mit einem einen magnetischen Kreis bildenden Element.
Mit den 1 bis 3 ist ein Beispiel für die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt.
Dabei wird bei diesem Beispiel das sogenannte Laser-Arc-Verfahren eingesetzt.
Es wird ein um eine rotierende Achse, in Zylinderform ausgebildetes Target 1, das als Kathode geschaltet ist, eingesetzt. Das Plasma wird mittels einer gepulsten Bogenentladung zwischen dem Target 1 und einer Anode 2, die mit einem in fokussierter Form auf die Oberfläche des Targets 1 gerichteten Laserstrahls gezündet wird, erzeugt.
Des Weiteren ist eine Blende 5 zwischen dem Target 1 und dem Substrat 6 angeordnet, die ein direktes Auftreffen von Plasmabestandteilen auf die Oberfläche des Substrates 6 verhindert.
Die Absorberelektrode 3, die gegenüber dem Plasma 9 auf einem positiven Potential liegt, ist im Plasmaschatten der Anode 2 angeordnet, so dass die im Plasma enthaltenden Partikel nicht auf die Oberfläche der Absorberelektrode 3 auftreffen und von der Oberfläche in Richtung auf das zu beschichtende Substrat 6 reflektiert werden können. Dies wird weiter unterstützt, in dem sie, wie insbesondere aus der Seitenansicht in 2 deutlich wird, in einem schräg geneigtem Winkel ausgerichtet ist.
Zwischen Absorberelektrode 3 und Substrat 6 wird ein elektromagnetisches Feld mit zwei elektrischen Spulen 4 ausgebildet, wobei sich das Plasma 9 im Einflussbereich dieses magnetischen Feldes befindet.
Die beiden Spulen 4 sind bei diesem Beispiel elektrisch leitend mit der Absorberelektrode 3 verbunden und schließen von zwei sich gegenüberliegenden Seiten das Plasma 9 und auch das Target 1 ein.
Die bei diesem Beispiel jeweils zwei Windungen aufweisenden Spulen 4 sind außerdem in einem konisch geneigten Winkel, der sich in Richtung auf die Oberfläche des Targets 1, auf der Plasmas mittels der Bogenentladung erzeugt wird, ausgerichtet.
Wie insbesondere mit der Vorderansicht von 1 deutlich wird, entspricht dieser geneigten Anordnung der Spulen 4 auch die Gestalt der plattenförmigen Absorberelektrode 3.
Das mit Hilfe des Laserstrahls 7 und der gepulsten Bogenentladung zwischen Target 1 und Anode 2 erzeugte Plasma 9 gelangt durch einen Spalt zwischen Blende 5 und Anode 2 in den Einflussbereich des elektromagnetischen Feldes, das mittels der Spulen 4 ausgebildet ist und es erfolgt mit Hilfe der Absorberelektrode 3 eine Ladungstrennung. Die im Plasma 9 enthaltenen Elektronen können dadurch von der Absorberelektrode 3 absorbiert werden. Positive Ladungsträger im Plasma 9, überwiegend positiv geladene Ionen werden mit Hilfe des magnetischen Feldes in Richtung auf die zu beschichtende Oberfläche des Substrates 6, wie insbesondere aus 9 erkennbar ist, beschleunigt und auf diese geführt.
Die im Plasma 9 enthaltenen, für die Schichtbildung unerwünschten größeren Partikel, werden weder vom magnetischen Feld beeinflusst, noch von der Absorberelektrode 3 und den Spulen 4 reflektiert, so dass sie nicht auf die Oberfläche des Substrates 6 auftreffen können.
Insbesondere aus 3 wird deutlich, dass die Gestaltung der Blende 5 mit einer entsprechenden Blendenöffnung auch gewährleisten kann, dass keinerlei Partikel auf die elektrischen Spulen 4 auftreffen und von diesen auf das Substrat 6 reflektiert werden. Dabei wirkt sich der Neigungswinkel der elektrischen Spulen 4 ebenfalls günstig aus.
Mit den Doppelpfeilen in 2 und 3 soll verdeutlicht werden, dass das zu beschichtende Substrat für eine flächige gleichmäßige Beschichtung in einer bzw. auch in zwei Achsen bewegt werden kann. Es besteht außerdem die an sich bekannte Möglichkeit, das Substrat 6 mit einem elektrisch negativem Potential zu beaufschlagen.
Das in den 4 und 5 gezeigte Beispiel entspricht in wesentlichen Punkten dem Beispiel, wie es in den 1 bis 3 gezeigt und vorab erläutert worden ist.
Anstelle der elektrischen Spulen wurden jedoch in quasi analoger Form zwei Permanentmagnete 4' angeordnet.
Dabei liegen sich der Nordpol eines Permanentmagneten 4' und der Südpol des jeweils anderen Permanentmagneten 4' gegenüber, so dass, wie mit den Feldlinien an gedeutet, ein entsprechendes magnetisches Feld zwischen den beiden Permanentmagneten 4' ausgebildet werden kann, das die gleiche Funktion, wie das mit den elektrischen Spulen 4 ausgebildete magnetische Feld hat.
In 7 ist ein Permanentmagnet 4' unterhalb des Substrates 6 angeordnet und mit Polschuhen 14 aus Weicheisen wird ein magnetischer Kreis gebildet. Dadurch kann die Feldstärke des magnetischen Feldes weiter erhöht werden.

Claims

Vorrichtung zur Separation von Partikeln aus einem von einem Target zur Beschichtung eines Substrates erzeugten Plasmas im Vakuum, mit einer in Bezug auf das Plasma auf einem positiven elektrischen Potential liegenden Absorberelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberelektrode im Schatten des erzeugten Plasmas (9) angeordnet ist, und zur Beschleunigung positiver Ladungsträger des Plasmas (9) in Richtung auf das zu beschichtende Substrat (6) mit mindestens einem zwischen der Absorberelektrode (3) und dem Substrat (6) angeordneten Element (4, 4') ein magnetisches oder elektromagnetisches Feld ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Feld mit zwei einzelnen oder einer zweigeteilten Spule(n) (4), die sich gegenüberliegend, das erzeugte Plasma (9) von zwei Seiten einschließend, angeordnet sind, ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das die Spule(n) (4) mit der Absorberelektrode (3) elektrisch leitend verbunden ist/sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Feld mit einem u-förmigen oder zwei sich gegen überliegend angeordneten Permanentmagneten (4') ausgebildet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Target (1) und dem Substrat (6) eine, das direkte Auftreffen von Plasmabestandteilen auf das Substrat (6) verhindernde Blende (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (6) außerhalb der unbeeinflussten Bewegungsrichtung von Plasmabestandteilen angeordnet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anode (2) zur Ausbildung von Bogenentladungen zwischen der Absorberelektrode (3) und dem als Kathode geschalteten Target (1) vorhanden ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberelektrode (3) ein plattenförmiges Element ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberelektrode (3) im Plasmaschatten der Anode (2) angeordnet und ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (5) als Doppelblende ausgebildet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (4) als Flachspulen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (4) mindestens zwei Windungen aufweisen.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich gegenüberliegend angeordneten Spulen (4) in einem schräg geneigten Winkel zueinander ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel der Spulen (4) veränderbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Spulen (4) oder Permanentmagneten (4') der Bewegungsrichtung der positiven Ladungsträger des Plasmas (9) zum Substrat (6) angepasst ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Bewegungsrichtung der positiven Ladungsträger mehrere Spulen (4) oder Permanentmagnete (4') nacheinander angeordnet sind.
Verfahren zur Separation von Partikeln aus einem von einem Target zur Beschichtung eines Substrates erzeugten Plasmas im Vakuum, bei dem mit einer in Bezug auf das Plasma auf einem positiven elektrischen Potential liegenden Absorberelektrode, die im Schatten des erzeugten Plasmas an geordnet ist, eine Ladungstrennung der Plasmabestandteile durchgeführt und mit einem zwischen der Absorberelektrode (3) und dem Substrat (6) ausgebildeten magnetischem oder elektrischem Feld positive Ladungsträger des Plasmas zur Schichtbildung auf die Oberfläche des Substrates (6) beschleunigt werden.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma mit einem auf die Oberfläche des Targets (1) gerichteten Laserstrahl (7) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma (9) mittels einer zwischen dem als Kathode geschalteten Target (1) und einer Anode gezündeten Bogenentladung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenentladung gepulst erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenentladung mit Hilfe eines gepulsten Laserstrahls (7) oder einer Zündelektrode gezündet wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorberelektrode (3) mit einer elektrischen Stromstärke im Bereich zwischen 100 und 1000 A betrieben wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektromagnetisches Feld für die Beschleunigung der positiven Ladungsträger des Plasmas (9) mittels zwei gegenüberliegend angeordneten, das erzeugte Plasma (9) zweiseitig einschließende Spulen (4), ausgebildet wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnetfeld für die Beschleunigung der positiven Ladungsträger des Plasmas (9) mit zwei gegenüberliegend, das erzeugte Plasma (9) von zwei Seiten einschließend, angeordneten Permanentmagneten (4') ausgebildet wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung, die an die Absorberelektrode (3) angeschlossen ist, synchron zur gepulsten Erzeugung des Plasmas (9) betrieben wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (4) oder Permanentmagneten (4') in einem schräg geneigten Winkel mit veränderbarem Neigungswinkel eingesetzt werden.