DE19702928C2 - Lichtbogenverdampfer - Google Patents
LichtbogenverdampferInfo
- Publication number
- DE19702928C2 DE19702928C2 DE1997102928 DE19702928A DE19702928C2 DE 19702928 C2 DE19702928 C2 DE 19702928C2 DE 1997102928 DE1997102928 DE 1997102928 DE 19702928 A DE19702928 A DE 19702928A DE 19702928 C2 DE19702928 C2 DE 19702928C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- evaporator according
- arc evaporator
- arc
- target
- magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32055—Arc discharge
-
- 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
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
- C23C14/325—Electric arc evaporation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32321—Discharge generated by other radiation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenverdampfer mit einem flächigen Target,
das auf einem an eine Vakuumkammer anflanschbaren Kathodengehäuse
angebracht ist und dessen vakuumseitige Targetoberfläche durch einen
Lichtbogen verdampfbar ist, wobei sich hinter dem Target ein den Lichtbogen
stabilisierender Magnet befindet.
Bei derartigen Lichtbogen-Verdampfungseinrichtungen wird zwischen der
Oberfläche einer flächigen Kathode aus Beschichtungsmaterial und der als
Anode geschalteten Kammerwand eine elektrische Bogenentladung betrieben.
Durch die hohe Temperatur wird im Fußpunkt des Lichtbogens, d. h. im
Kathodenfleck auf der Kathodenoberfläche, das Targetmaterial verdampft und
kondensiert als dünne Schicht auf den ebenfalls in der Vakuumkammer
angeordneten, zu beschichtenden Werkstücken.
Um eine möglichst gleichmäßige Verdampfung zu erreichen und Clusterbildung
zu vermeiden, die zur Qualitätsminderung der Beschichtungen führt, ist es
erforderlich, den Brennfleck des Lichtbogens mit hinreichender Geschwindigkeit
über die Targetoberfläche zu bewegen. Im Hinblick auf eine gute
Targetausbeute ist es besonders günstig, den Lichtbogenspot im zeitlichen
Mittel gleichmäßig über die gesamte Targetoberfläche zu führen.
Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, den Lichtbogenspot durch
Erzeugung eines geeigneten Magnetfelds an der Targetoberfläche in seiner
Bewegung zu beeinflussen. Durch die Form und Feldstärke des Magnetfelds
läßt sich im einzelnen vorgeben, ob sich der Lichtbogenspot eher statistisch
zufällig bewegt oder eine definierte Bahnbewegung durchläuft.
Zur Erzeugung des Magnetfelds ist beispielsweise aus der DE 42 23 592 A1
bekannt, hinter dem Target die Zylinderspule eines Elektromagneten anzu
ordnen, deren Achse senkrecht zur Targetoberfläche verläuft. Die magnetische
Feldstärke an der Targetoberfläche läßt sich durch die Wahl des Spulenstroms
vorgeben. Allerdings bringt die Verwendung derartiger Elektromagneten, wie sie
ebenfalls in der DE 35 28 677 C2 vorgeschlagen worden ist, durch die zwingend
erforderliche steuerbare Stromversorgung prinzipiell einen erheblichen
apparativen Aufwand mit sich.
Eine weitere nach dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit zur Steuerung
der Lichtbogenbewegung sieht die Anordnung eines oder mehrerer
Permanentmagneten hinter der Kathode vor. Hierzu ist beispielsweise in der
DE 34 13 701 C2 bereits ein koaxial zur Kathode angeordneter Permanent
magnetring vorgesehen. Die magnetische Feldstärke sowie die Form des
Magnetfelds ist bei dieser Ausführungsform allerdings naturgemäß durch den
konstruktiven Aufbau fest vorgegeben und im nachhinein nicht mehr verstellbar.
Aus der DE 41 09 213 C1 ist zwar bekannt, zur Führung des Lichtbogens
Permanentmagnete parallel zur Targetoberfläche zu bewegen; eine statische
Veränderung der magnetischen Feldstärke an der Targetoberfläche ermöglicht
die daraus bekannte Vorrichtung jedoch ebenfalls nicht.
Ein Lichtbogenverdampfer der eingangs genannten Art ist beispielsweise
aus der DE 40 16 087 A1 bekannt. Es handelt sich hierbei um einen
Verdampfer, bei dem ein flächiges Target mittels eines Lichtbogens
verdampft wird. Bei dem vorbekannten Verdampfer befindet sich das
Target in einem Kathodengehäuse, das an einen evakuierten Raum
angeflanscht ist. Auf der Rückseite des Targets befindet sich eine
verschiebbare Magnetanordnung, die dazu dient, den Lichtbogen zu
stabilisieren, um so die Bogenspur auf vorgebbare Kathodenbereiche
beschränken zu können und somit eine gleichmäßige Bogenverdampfung
zu erzielen. Bei dem vorbekannten Lichtbogenverdampfer soll ein
gleichmäßiger Abbrand des Targets dadurch erzielt werden, daß der
Lichtbogen durch das Magnetfeld gewissermaßen eingefangen wird
(magnetic confinment), wodurch die Verdampfungszone auf dem Target
auf einen vorgebbaren Ringbereich beschränkt wird. Das Target des
vorbekannten Verdampfers befindet sich in Rotation, so daß bei der
Verdampfung entstehende Tröpfchen des Targetmaterials abgeschleudert
werden und nicht auf die Oberfläche der zu beschichtenden Substrate
gelangen können. Durch die Magnetfeldkonfiguration wird
zusammenwirkend mit dieser Rotationsbewegung erreicht, daß durch den
Lichtbogen eine vorgebbarer Ringbereich abgebrannt wird. Durch
Verschieben der Magnetanordnung kann der Radius des Ringbereiches
beeinflußt werden.
Bei dem Lichtbogenverdampfer gemäß der DE 40 16 087 A1 ist nachteilig,
daß der Lichtbogen während des Verdampfungsvorganges über die
Targetoberfläche geführt werden muß. Die Verdampfung muß also
kontinuierlich überwacht werden, um so einen gleichmäßigen Abrand des
Targets zu gewährleisten. Das gesamte Beschichtungsverfahren wird
dadurch zu einem komplizierten und arbeitsaufwendigen Unterfangen. Des
weiteren ist nachteilig, daß sich bei der Verdampfung die Gegebenheiten
an der Targetoberfläche kontinuierlich verändern. Mit fortschreitendem
Abrand der Kathode nimmt die Dicke des Targetmaterials kontinuierlich
ab. Dies führt einerseits dazu, daß sich die Magnetfeldstärke am Fußpunkt
des Lichtbogens auf der Targetoberfläche ändert. Um dies zu korrigieren,
muß der Magnet nachgeführt werden. Zum anderen ändern sich auch die
elektrostatischen Verhältnisse, was eine Reihe von nachteiligen
Konsequenzen hat. So variiert beispielsweise der Verdampfungsstrom im
Verlauf des Beschichtungsvorganges. Dies hat zur Folge, daß die Rate,
mit der das Substrat beschichtet wird, nicht konstant bleibt. Dadurch wird
es schwierig, die Schichtdicke bei der Bedampfung der Substrate zu
kontollieren. Außerdem ändert sich die relative Anordnung der
Targetoberfläche zum Kathodenschirm. Dieser erfüllt zusammenwirkend
mit dem Magnetfeld der Permanentmagnetanordnung eine wichtige
Funktion bei der Steuerung des Lichtbogens auf dem Target.
Entsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Lichtbogenverdampfer bereitzustellen, bei dem durch Änderung der
Magnetfeldstärke an der Targetoberfläche die Lichtbogenbewegung
beeinflußbar ist, ohne das es dabei jedoch nötig wird, den Lichtbogen
gezielt über das Target zu führen. Zum anderen soll die Möglichkeit
bestehen, die elektrostatischen und magnetischen Verhältnisse beim
Abbrand der Targetoberfläche konstant zu halten, um so den
Beschichtungsvorgang besser kontrollieren zu können.
Diese Aufgabe wird bei einem Lichtbogenverdampfer der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß der Magnet senkrecht zur
Targetoberfläche bewegbar ist und daß gleichzeitig das
Kathodengehäuse bezüglich der Vakuumkammer senkrecht zur
Targetoberfläche abgedichtet verschiebbar gelagert ist.
Gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches ist das Target auf
dem an der Vakuumkammer angeflanschten Kathodengehäuse
angebracht. Durch dessen Verschiebbarkeit relativ zur
Vakuumkammer wird aufgabengemäß erreicht, daß das Target
entsprechend der fortschreitenden Abtragung bei der Bedampfung
nachgeführt werden kann. Auf diese Weise wird die elektrostatische
Feldverteilung an der Targetoberfläche auf einfache Weise konstant
gehalten. Dadurch, daß zusätzlich der Magnet relativ zur
Targetoberfläche bewegbar ist, wird erreicht, daß sich auch das
Magnetfeld am Fußpunkt des Lichtbogens während des Abbrandes
des Targets nicht verändert. Durch die senkrechte Verschiebbarkeit
des Magnetes wird weiterhin erreicht, daß die Lichtbogenbewegung
auf dem Target beeinflußbar ist.
Mit dem Lichtbogenverdampfer gemäß der Erfindung kann die
Bedampfung von Substraten in besonders einfacher Weise erfolgen.
Der Lichtbogen bewegt sich dabei gleichmäßig über das Target,
wobei das Magnetfeld, dem eine stabilisierende Funktion zukommt,
nur gelegentlich bei fortschreitendem Abbrand der Targetelektrode
nachgeregelt werden muß. Durch die Nachführung des gesamten
Kathodengehäuses wird erreicht, daß die Rate, mit der die Substrate
beschichtet werden, exakt konstant gehalten wird. Dies kommt
unmittelbar der Qualität der Beschichtungen zugute.
Vorzugsweise wird bei der Erfindung ein Permanentmagnet verwendet. Dessen
Magnetfeld besteht unabhängig von externen Versorgungseinrichtungen, so
daß sich gegenüber elektromagnetischen Systemen mit einer aufwendigen,
steuerbaren Stromversorgung ein besonders einfacher und zuverlässiger
Aufbau ergibt. Die Betriebssicherheit ist auch dadurch besonders hoch, daß das
Magnetfeld nicht durch einen Defekt einer Versorgungseinrichtung
zusammenbrechen kann, wodurch der Lichtbogen außer Kontrolle geraten
könnte.
Eine besonders günstige Feldgeometrie erhält man, wenn der Magnet ein
parallel zur Targetoberfläche liegender Ringmagnet ist, insbesondere wenn
dieser koaxial zum Target angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist dieser Ring
magnete axial verschiebbar. Die rotationssymmetrische Feldverteilung an der
Targetoberfläche ist zur Steuerung der Bogenbewegung besonders gut
geeignet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Magnet auf einer
manuell verstellbaren Verstelleinrichtung angebracht. Diese kann beispielsweise
eine Stellspindel mit angesetztem Bedienknopf, einen manuell betreibbaren
Stellkolben oder dergleichen enthalten. Das Übersetzungsverhältnis der
Verstelleinrichtung wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß eine feinfühlige
Nachstellung des Magneten leicht durchführbar ist. Auf diese Weise läßt sich
die Abtragung des Targets durch die Lichtbogenerosion problemlos
ausgleichen.
Alternativ kann die Verstelleinrichtung für den Magneten motorisch verstellbar
gestaltet sein. Auf diese Weise läßt sich mit geringem Aufwand eine
automatische Nachführung des Magneten realisieren.
Vorzugsweise ist ein Magnet, beispielsweise ein parallel zur Kathodenober
fläche liegender Ringmagnet, innerhalb des Kathodengehäuses angeordnet.
Diese Ausführung hat den Vorteil, daß der den Lichtbogen stabilisierende
Magnet beim Verstellen des Kathodengehäuses gleichzeitig mitbewegt wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Magnet in dem Kathodengehäuse
senkrecht zur Targetoberfläche bewegbar gelagert. Diese Ausführung eröffnet
die Möglichkeit, durch Verschieben des Kathodengehäuses den Abstand
zwischen der Targetoberfläche und dem Begrenzungsring und das an der
Targetoberfläche herrschende Magnetfeld durch Verschieben des Magnets
unabhängig voneinander einzustellen. Damit kann die Bogenentladung unter
allen Betriebsbedingungen im optimalen Arbeitspunkt gefahren werden.
Eine besonders günstige praktische Ausführungsform sieht vor, daß das
Kathodengehäuse in einem an der Vakuumkammer angebrachten Halteflansch
axial bewegbar ist. Durch diese Maßnahme kann der Halteflansch samt
Kathodengehäuse, beispielsweise für die Durchführung von Wartungsarbeiten,
leicht von der Vakuumkammer abgeflanscht werden.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, daß das Kathodengehäuse lösbar mit
dem Halteflansch verbunden ist. In dieser Ausführungsform läßt sich ein
verbrauchtes Target einfach durch einen Austausch des Kathodengehäuses
gegen ein solches mit einem neuen Target bewerkstelligen. Die Umrüstzeiten,
beispielsweise auch auf andere Targetmaterialien, werden somit erheblich
reduziert.
Zweckmäßigerweise ist das Kathodengehäuse zylindrisch ausgebildet und weist
ein Außengewinde auf, welches in den Halteflansch einschraubbar ist. Die
Abdichtung kann dabei mit radialen O-Ring-Dichtungen erfolgen, die gegen eine
zylindrische Bohrung in dem Halteflansch dichten und darin eine gedichtete
axiale Verschiebung des Kathodengehäuses zulassen.
Zweckmäßigerweise ist das Kathodengehäuse als zylindrisches Topfgehäuse
ausgebildet, welches von Kühlflüssigkeit durchströmbar ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß in dem Kathodengehäuse ein Temperatur
sensor, beispielsweise ein Thermoelement, angeordnet ist. Ist ein solches
Thermoelement hinter dem Target angeordnet, d. h. im Bereich der Halterung
des Targets an dem Kathodengehäuse, kann die Targettemperatur jederzeit
erfaßt und kontrolliert werden. Wird der Temperatursensor an eine
Steuerungseinrichtung angeschlossen, kann über einen geschlossenen Regel
kreis die Targettemperatur über die Durchflußmenge der Kühlflüssigkeit
automatisch geregelt werden. Auf diese Weise ist für jedes Targetmaterial die
Einstellung der optimalen Betriebstemperatur möglich. Dadurch kann die
Clusterbildung reduziert werden, was sich insgesamt positiv auf die
Beschichtungsqualität auswirkt.
Alternativ kann ein Thermoelement auch an einer anderen Stelle des Kathoden
gehäuses angebracht sein, um die Temperatur des Kühlwassers zu über
wachen. Dadurch wird die Betriebssicherheit erhöht, indem beispielsweise bei
einer Überhitzung infolge von Kühlmittelausfall eine automatische Not
abschaltung eingeleitet wird.
Besonders vorteilhaft ist es, daß vakuumseitig an dem Halteflansch ein die
Targetoberfläche umgebender, als Begrenzungsring ausgeführter Kathoden
schirm fest angebracht ist. Ein derartiger Begrenzungsring, der vorzugsweise
gegenüber dem Halteflansch elektrisch isoliert ist und im Betrieb auf
Floatingpotential liegt, dient dazu, den über die Targetoberfläche hinaus
wandernden Lichtbogenspot aufzunehmen und durch seine Ausbildung wieder
auf die Targetoberfläche zurückzuleiten. Im Hinblick auf diese Eigenschaften ist
es besonders günstig, daß der Begrenzungsring aus magnetisch permeablem
Material, beispielsweise aus Weicheisen, oder elektrisch gut leitendem Material
mit einer Leitfähigkeit σ < 105 (Ωcm)-1, beispielsweise aus Kupfer besteht. Wenn
bei dieser Ausführung der Lichtbogenfußpunkt im Betrieb auf den
Begrenzungsring wandert, erfährt dieser eine derartige Magnetisierung, daß der
Lichtbogen auf die Targetoberfläche zurückgedrängt wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Begrenzungsring
zusätzlich mit einer Nitridverbindung, insbesondere mit Titan-, Chrom-, Hafnium-
oder Bornitrid, beschichtet. Diese unterdrückt aufgrund ihres
Sekundärelektronenemissionsverhältnisses die Bewegung des Lichtbogens auf
den Begrenzungsring.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verdampfers wird nach
folgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt im einzelnen einen
Schnitt durch einen in eine Kammerwandung eingebauten erfindungsgemäßen
Lichtbogenverdampfer.
In Fig. 1 ist der Verdampfer als ganzes mit dem Bezugszeichen 1 versehen.
Dieser ist an eine Kammerwand 2 einer Vakuumkammer angeflanscht, die zu
diesem Zweck einen Kammerflansch 3 aufweist.
An den Kammerflansch 3 ist der Verdampfer 1 über einen Halteflansch 4 isoliert
angebracht. Vakuumseitig ist an diesem Halteflansch 4 ein Begrenzungsring 5
isoliert fest angebracht.
In die axiale Durchgangsbohrung des Halteflansches 4 ist ein axial bewegbares
Kathodengehäuse 6 über ein Außengewinde eingeschraubt, d. h. axial
bewegbar. Auf dessen Vorderseite ist ein Target 7 befestigt.
Gegenüber der Durchgangsbohrung in dem Halteflansch 4 ist das topfförmige
Kathodengehäuse mittels O-Ringen 8 gegen das Kammervakuum abgedichtet.
Im Innern des topfförmigen Kathodengehäuses 6 ist ein Ringmagnet 9 koaxial
zum Target 7 auf einer Verstelleinrichtung montiert, die sich im wesentlichen
aus einer Stellspindel 10 mit einem Betätigungsknopf 11 sowie einem
Magnetträger 12 zusammensetzt, der im Innern des Kathodengehäuses 6 axial
beweglich auf der Stellspindel 10 angeordnet ist.
Über Kühlwasseranschlüsse 13 ist das Kathodengehäuse 6 mit Kühlwasser
beaufschlagbar.
An dem Kathodengehäuse 6 ist unmittelbar hinter dem Target 7 ein
Thermoelement 14 zur Erfassung der Targettemperatur angebracht. Im hinteren
Bereich des Kathodengehäuses 6 kann gegebenenfalls ein weiteres
Thermoelement 15 vorgesehen sein. Dieses dient zur Erfassung der Kühl
wassertemperatur und ist wie auch das Thermoelement 14 an eine (nicht
dargestellte) Steuer- und Überwachungsschaltung des Verdampfers 1 ange
schlossen.
Der erfindungsgemäße Verdampfer wird wie folgt betrieben: Zwischen der
vakuumseitigen Oberfläche des Targets 7 und einer Anode wird mit einer im
einzelnen nicht dargestellten Zündeinrichtung eine Lichtbogenentladung
gezündet und aufrechterhalten. Durch manuelles Verdrehen des Drehknopfes
11 wird über die Stellspindel 10 und den Magnetträger 12 der Ringmagnet 9 so
weit axial verschoben, bis auf der Oberfläche des Targets 7 eine
Magnetfeldstärke erreicht ist, bei der der Lichtbogenfußpunkt in der
gewünschten Weise über die Oberfläche des Targets 7 bewegt wird, so daß
eine möglichst gleichmäßige Erosion erfolgt. Durch eine Verstellung des
Ringmagnets 9 in Richtung auf das Target 7 wird die Magnetfeldstärke erhöht,
so daß der Lichtbogen stärker gesteuert wird und sich um so mehr auf
vorbestimmten Bahnen bewegt. Durch ein Zurücknehmen des Ringmagnets 9
wird die Magnetfeldstärke so weit verringert, daß sich eine statistisch-zufällige
Bewegung ergibt.
Die Thermoelemente 14 und 15 sind an eine im einzelnen nicht dargestellte
Steuer- und Regeleinrichtung angeschlossen. Mittels des Thermoelementes 14
wird die Targettemperatur ständig überwacht und über die Regeleinrichtung die
Kühlwassermenge derart nachgeregelt, daß die für ein bestimmtes
Targetmaterial vorgeschriebene, optimale Temperatur möglichst konstant
eingehalten wird. Durch das Thermoelement 15 wird über die Messung der
Außentemperatur des Kathodengehäuses die Kühlwassertemperatur überwacht
und mittels der Steuerschaltung bei Überhitzung, beispielsweise infolge
Kühlwassermangels, eine Notabschaltung des Verdampfers 1 eingeleitet.
Wenn die Oberfläche des Targets 7 durch den Lichtbogen so weit abgetragen
ist, daß sie nicht mehr mit der Vorderkante des Begrenzungsrings 5 fluchtet,
wird das Kathodengehäuse 6 samt dem darauf angebrachten Target 7 durch
Einschrauben in den Halteflansch 4 so weit axial bewegt, bis sich die
Targetoberfläche wieder in der optimalen Ebene befindet. Gegebenenfalls wird
im Anschluß daran in der vorbeschriebenen Weise die Magnetfeldstärke an der
Targetoberfläche durch Verstellen des Ringmagnets 9 wieder angeglichen.
Zum Austausch des Targets 7 wird einfach das Kathodengehäuse 6 aus dem
Halteflansch 4 herausgeschraubt, wobei dieser samt dem Begrenzungsring 5 an
dem Kammerflansch 3 verbleibt. Nach dem Austausch des Targets 7 kann das
Kathodengehäuse 6 in der umgekehrten Reihenfolge wieder eingeschraubt
werden, wobei eine langwierige Justierung der Zündeinrichtung und des
Begrenzungsrings 5 entfällt, da diese Bauteile an ihrer ursprünglichen Position
verbleiben und lediglich das Target 7 im Begrenzungsring 5 justiert werden
muß. Dies ist jedoch dank der erfindungsgemäßen Bewegbarkeit des
Kathodengehäuses 6 problemlos durchführbar.
Claims (23)
1. Lichtbogenverdampfer mit einem flächigen Target, das auf einem
an eine Vakuumkammer anflanschbaren Kathodengehäuse angebracht ist und
dessen vakuumseitige Targetoberfläche durch einen Lichtbogen verdampfbar
ist, wobei sich hinter dem Target ein den Lichtbogen stabilisierender Magnet
befindet,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (9) senkrecht zur Targetoberfläche bewegbar ist und daß
gleichzeitig das Kathodengehäuse (6) bezüglich der Vakuumkammer (2) senk
recht zur Targetoberfläche abgedichtet verschiebbar gelagert ist.
2. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (9) ein Permanentmagnet ist.
3. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (9) ein parallel zur Targetoberfläche liegender Ringmagnet ist.
4. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringmagnet (9) koaxial zum Target (7) angeordnet ist.
5. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (9) auf einer manuell verstellbaren Verstelleinrichtung (10, 11,
12) angebracht ist.
6. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (9) auf einer motorisch verstellbaren Verstelleinrichtung
angebracht ist.
7. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verstelleinrichtung (10, 11, 12) eine Stellspindel (10) aufweist.
8. Lichtbogenverdampfer, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Magnet (9) in dem Kathodengehäuse (6) bewegbar angeordnet ist.
9. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kathodengehäuse (6) in einem an der Vakuumkammer (2) ange
brachten Halteflansch (4) axial bewegbar ist.
10. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kathodengehäuse (6) lösbar mit dem Halteflansch (4) verbunden ist.
11. Lichtbogenverdampfer nach den Ansprüchen 9 und/oder 10, da
durch gekennzeichnet, daß das zylindrisch ausgebildete Kathodengehäuse (6)
ein Außengewinde aufweist, welches in den Halteflansch (4) einschraubbar ist.
12. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kathodengehäuse (6), mit radialen O-Ring-Dichtungen (8) gegen den
Halteflansch (4) abgedichtet ist.
13. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kathodengehäuse (6) als von Kühlflüssigkeit durchströmbares zylindri
sches Topfgehäuse ausgebildet ist.
14. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß in dem Kathodengehäuse (6) ein Temperatursensor (14, 15) angeord
net ist.
15. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß ein Temperatursensor (14) zur Messung der Targettemperatur hinter
dem Target (7) angeordnet ist.
16. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß ein Temperatursensor (14, 15) an eine Steuerungseinrichtung ange
schlossen ist.
17. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß vakuumseitig an dem Halteflansch (4) ein die Targetoberfläche umge
bender, als Begrenzungsring (5) ausgeführter Kathodenschirm fest angebracht
ist.
18. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß der Begrenzungsring (5) zum Halteflansch (4) elektrisch isoliert ist.
19. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß der Begrenzungsring (5) aus magnetisch permeablem Material besteht.
20. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich
net, daß der Begrenzungsring (5) zum aus Weicheisen besteht.
21. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß der Begrenzungsring (5) aus einem gut leitfähigen Material mit einer
Leitfähigkeit von σ < 105 (Ωcm)-1 besteht.
22. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich
net, daß der Begrenzungsring (5) aus Kupfer besteht.
23. Lichtbogenverdampfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß der Begrenzungsring (5) mit einer Nitridverbindung, insbesondere mit
Titan-, Chrom-, Hafnium- oder Bornitrid beschichtet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997102928 DE19702928C2 (de) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | Lichtbogenverdampfer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997102928 DE19702928C2 (de) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | Lichtbogenverdampfer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19702928A1 DE19702928A1 (de) | 1998-07-30 |
DE19702928C2 true DE19702928C2 (de) | 2001-06-07 |
Family
ID=7818510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997102928 Expired - Fee Related DE19702928C2 (de) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | Lichtbogenverdampfer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19702928C2 (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002525431A (ja) * | 1998-09-14 | 2002-08-13 | ユナキス・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト | アーク蒸化室用ターゲット配置 |
CH695807A5 (de) * | 2001-11-20 | 2006-08-31 | Unaxis Balzers Ag | Quelle für Vakuumbehandlungsprozess. |
AU2003224428A1 (en) * | 2003-04-02 | 2004-10-25 | Microcoat S.P.A. | Electric arc evaporation source |
DE102009008161A1 (de) | 2009-02-09 | 2010-08-12 | Oerlikon Trading Ag, Trübbach | Modifizierbare Magnetkonfiguration für Arc-Verdampfungsquellen |
CN111647854A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-09-11 | Tcl华星光电技术有限公司 | 蒸镀加热源装置及其制作方法、蒸镀装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4556471A (en) * | 1983-10-14 | 1985-12-03 | Multi-Arc Vacuum Systems Inc. | Physical vapor deposition apparatus |
DE3528677C2 (de) * | 1984-08-13 | 1990-05-17 | Vac-Tec Systems, Inc., Boulder, Col., Us | |
DE4016087A1 (de) * | 1990-05-18 | 1991-11-21 | Hauzer Holding | Verfahren und vorrichtung zur beschichtung von substraten mittels bogenverdampfung |
DE4109213C1 (en) * | 1991-03-21 | 1992-04-09 | Forschungsgesellschaft Fuer Elektronenstrahl- Und Plasmatechnik Mbh, O-8051 Dresden, De | Arc-source for vacuum coating system - comprises cathode housing with double walled shell, and thin base, target, cooling water supply, drain, etc. |
GB2255105A (en) * | 1991-04-22 | 1992-10-28 | Ion Coat Ltd | Dual magnetron/cathodic arc vapour source |
DE4223592A1 (de) * | 1992-06-24 | 1994-01-05 | Leybold Ag | Lichtbogen-Verdampfungsvorrichtung |
-
1997
- 1997-01-28 DE DE1997102928 patent/DE19702928C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4556471A (en) * | 1983-10-14 | 1985-12-03 | Multi-Arc Vacuum Systems Inc. | Physical vapor deposition apparatus |
DE3413701C2 (de) * | 1983-10-14 | 1986-06-19 | Multi-Arc Vacuum Systems Inc., Saint Paul, Minn. | Vorrichtung zum Halten von abschmelzenden Elektroden für Lichtbogen-Bedampfungsvorrichtung |
DE3528677C2 (de) * | 1984-08-13 | 1990-05-17 | Vac-Tec Systems, Inc., Boulder, Col., Us | |
DE4016087A1 (de) * | 1990-05-18 | 1991-11-21 | Hauzer Holding | Verfahren und vorrichtung zur beschichtung von substraten mittels bogenverdampfung |
DE4109213C1 (en) * | 1991-03-21 | 1992-04-09 | Forschungsgesellschaft Fuer Elektronenstrahl- Und Plasmatechnik Mbh, O-8051 Dresden, De | Arc-source for vacuum coating system - comprises cathode housing with double walled shell, and thin base, target, cooling water supply, drain, etc. |
GB2255105A (en) * | 1991-04-22 | 1992-10-28 | Ion Coat Ltd | Dual magnetron/cathodic arc vapour source |
DE4223592A1 (de) * | 1992-06-24 | 1994-01-05 | Leybold Ag | Lichtbogen-Verdampfungsvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19702928A1 (de) | 1998-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3789307T2 (de) | Bogenbeschichtung von feuerfesten metallverbindungen. | |
EP2140476B1 (de) | Vakuum lichtbogenverdampfungsquelle, sowie eine lichtbogenverdampfungskammer mit einer vakuum lichtbogenverdampfungsquelle | |
DE3177309T2 (de) | Mittels magnetische Mitteln verbesserte Zerstäubungsquelle. | |
DE69206028T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Beschichtung eines Substrates unter Verwendung der Vakuum-Bogen-Verdampfung. | |
EP2100322B1 (de) | Vakuumbeschichtungsanlage zur homogenen pvd-beschichtung | |
DE3506227A1 (de) | Anordnung zur beschichtung von substraten mittels kathodenzerstaeubung | |
EP0306612A1 (de) | Verfahren zur Aufbringung von Schichten auf Substraten | |
DE3413728A1 (de) | Triggereinrichtung und verfahren zur lichtbogenzuendung fuer elektrische lichtbogen-bedampfungssysteme | |
WO2007131944A2 (de) | Arcquelle und magnetanordnung | |
EP1186681B1 (de) | Vakuumanlage mit koppelbarem Werkstückträger | |
DE4016352A1 (de) | Laser-aufdampfeinrichtung | |
DE1914747A1 (de) | Vorrichtung zum mehrseitigen Aufstaeuben | |
DE19702928C2 (de) | Lichtbogenverdampfer | |
DE3506671A1 (de) | Dampfquelle fuer vakuumbeschichtungsanlagen | |
DE1521363A1 (de) | UEberwachungsvorrichtung | |
EP0490068B1 (de) | Verfahren zum Zentrieren eines Elektronenstrahles | |
EP0334347A1 (de) | Kathodenzerstäubungsvorrichtung | |
EP0444538B2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Verdampfen von Material im Vakuum sowie Anwendung des Verfahrens | |
EP0381912B1 (de) | Verfahren zum Zentrieren eines Elektronenstrahles | |
DE69810704T2 (de) | Rotierende freistehende Verdampfungsquelle | |
DE4109213C1 (en) | Arc-source for vacuum coating system - comprises cathode housing with double walled shell, and thin base, target, cooling water supply, drain, etc. | |
DE69837294T2 (de) | Vorrichtung zur Bogenführung in einem kathodischen Bogen-Beschichtungsgerät | |
DE102013009203A1 (de) | Verfahren zur Beschichtung mit einem Verdampfungsmaterial | |
DE4006456C1 (en) | Appts. for vaporising material in vacuum - has electron beam gun or laser guided by electromagnet to form cloud or pre-melted spot on the target surface | |
DE102019135749B4 (de) | Lichtbogen-Beschichtungsanordnung und Verfahren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
8370 | Indication of lapse of patent is to be deleted | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |