DEP0045191DA

DEP0045191DA - Method and arrangement for operating a glow discharge

Info

Publication number: DEP0045191DA
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. phil. München Harries
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1951-03-01

Description

Glimmentladungen werden in der verarbeitenden Technik, u.a. zum Reinigen von leitenden oder isolierenden Flächen, beispielsweise bei der Durchführung von Aufdampfverfahren, oder auch für die Zwecke der Kathodenzerstäubung, beispielsweise zur Herstellung metallischer Überzüge auf leitenden oder isolierenden Flächen, verwendet. Bei diesen Verfahren hat man bisher der Gleichspannung den Vorzug gegeben, trotz des Mehraufwandes, der zur Erzeugung hochgespannten Gleichstromes getrieben werden muss. Denn bei den bisher bekannt gewordenen Wechselstromverfahren fällt es schwer, in beiden Stromhalbperioden Zerstäubungen unerwünschter Art, insbesondere Zerstäubungen der metallischen Vakuumgefässe und/oder der Halterungen für die zu reinigenden bzw. zu zerstäubenden Teile zu vermeiden.Glow discharges are used in processing technology, e.g. for cleaning conductive or insulating surfaces, for example when carrying out vapor deposition processes, or for the purposes of cathode sputtering, for example for producing metallic coatings on conductive or insulating surfaces. In this process, preference has been given to direct voltage, despite the additional effort that must be made to generate high-voltage direct current. This is because with the alternating current methods that have become known to date, it is difficult to avoid undesirable atomization in both current half-periods, in particular atomization of the metallic vacuum vessels and / or the holders for the parts to be cleaned or atomized.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden, indem die zur Reinigung bzw. Kathodenzerstäubung dienende, mit Wechselstrom betriebene Glimmentladung zwischen zwei wechselweise als Kathode dienenden Elektroden unterhalten wird, die mitsamt den zu behandelnden (z.B. zu reinigenden oder zu zerstäubenden) Flächen und auch gegenüber den sonstigen leitenden Teilen der Entladungsanordnung (z.B. der Metallwandung des Entladungsgefässes) isoliert sind. Damit ist die Sekundärseite des die Wechselspannung liefernden Transformators in ihrem Potential in keiner Weise festgelegt. Das Potential der beiden Elektroden wird sich also je nach den Entladungsbedingungen im Vakuum- gefäss frei einstellen, und alle übrigen Metallflächen führen keinen Strom. Diese Verwendung einer Wechselstromglimmentladung gestattet eine wesentliche Verminderung des elektrischen Aufwandes, demgegenüber der Mehraufwand für eine zweite Elektrode kaum ins Gewicht fällt.These disadvantages are avoided by the invention in that the alternating current operated glow discharge, which is used for cleaning or cathode sputtering, is maintained between two electrodes which alternately serve as cathode, which together with the surfaces to be treated (e.g. to be cleaned or to be atomized) and also opposite the other conductive parts of the discharge arrangement (e.g. the metal wall of the discharge vessel) are insulated. The potential of the secondary side of the transformer supplying the alternating voltage is therefore in no way fixed. The potential of the two electrodes will therefore vary depending on the discharge conditions in the vacuum Set the container freely, and all other metal surfaces will not carry any electricity. This use of an alternating current glow discharge permits a substantial reduction in the electrical expenditure, in contrast to which the additional expenditure for a second electrode is hardly significant.

Eine besondere zweckmässige Anordnung zur Durchführung der Erfindung besteht darin, dass man die bei den bisherigen Gleichstromanordnungen verwendeten Kathoden in zwei vorzugsweise gleiche, voneinander isolierte Hälften aufteilt, die wechselweise als Kathoden dienen. In sinngemässer Abwandlung lässt sich die Erfindung auch auf die Verwendung von Drehstrom abstellen, indem die drei Phasen an drei voneinander isolierte Elektroden gelegt werden.A particularly expedient arrangement for carrying out the invention consists in dividing the cathodes used in the previous direct current arrangements into two preferably identical halves which are isolated from one another and which alternately serve as cathodes. In a corresponding modification, the invention can also be adapted to the use of three-phase current, in that the three phases are connected to three electrodes that are isolated from one another.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist beispielsweise im folgenden an Hand der schematischen Zeichnung beschrieben.An embodiment of the invention is described below, for example, with reference to the schematic drawing.

In der Zeichnung ist a der Teller der Vakuumanordnung, auf dem unter Verwendung einer Gummidichtung die nicht dargestellte Vakuumglocke aus Glas oder Metall aufgesetzt wird. Dieser Pumpteller ist elektrisch geerdet. Das Pumprohr b führt zur Hochvakuumpumpe. Zwei isolierte Durchführungen c(sub)1 und c(sub)2 tragen die beiden halbringförmigen Elektroden d(sub)1 und d(sub)2, zwischen denen die Wechselstromglimmentladung übergeht. Im Zentrum des Vakuumtellers a ist der Aufdampfofen e angedeutet, dem die elektrische Heizspannung durch die isolierte Durchführung f zugeführt wird. Die beiden Elektroden d(sub)1 und d(sub)2 liegen an der in keiner Weise im Potential gegenüber dem Teller a festgelegten Sekundärwicklung des Transformators g, der primärseitig über die der Strombegrenzung dienende Drossel h am Wechselstromnetz liegt. Eine Drossel ist - in bekannter Weise - einem Widerstand zur Strombegrenzung vorzuziehen, da sie zu wesentlicher Herabsetzung der Wiederzündspannung führt.In the drawing, a is the plate of the vacuum assembly, on which the vacuum bell (not shown) made of glass or metal is placed using a rubber seal. This pump plate is electrically grounded. The pump tube b leads to the high vacuum pump. Two insulated bushings c (sub) 1 and c (sub) 2 carry the two semicircular electrodes d (sub) 1 and d (sub) 2, between which the alternating current glow discharge passes. In the center of the vacuum plate a, the vapor deposition furnace e is indicated, to which the electrical heating voltage is fed through the insulated bushing f. The two electrodes d (sub) 1 and d (sub) 2 are connected to the secondary winding of the transformer g, which is in no way fixed in terms of potential with respect to the plate a, which is connected on the primary side to the alternating current network via the current limiting choke h. A throttle is - in a known way - a resistor to be preferred for current limitation, as it leads to a significant reduction in the re-ignition voltage.

Claims

1) A method for operating a glow discharge with alternating current, in particular for the purposes of cathode sputtering or surface cleaning, characterized in that the glow discharge is between two electrodes which alternately serve as cathodes and which, together with their circuit, face the surfaces to be treated (e.g. to be cleaned or to be atomized) and are also insulated from the other conductive parts of the discharge arrangement (eg the metal wall of the vacuum vessel).

2) Arrangement for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the cathodes used in the previously customary direct current arrangements are divided into two preferably identical halves, isolated from one another, which alternately serve as cathodes.

3) Modification of the method according to claim 1, or the arrangement according to claim 2, characterized by the use of three-phase current, the three phases of which are applied to three mutually isolated electrodes.