JP2018003156A - フィルタ装置および陰極アーク蒸発方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は陰極アーク蒸発のためのマクロ粒子フィルタ装置を開示し、マクロ粒子フィルタ装置は、真空被覆チャンバ内で、少なくとも1つのアーク蒸発源(1)と、アーク蒸発源(1)の陰極から蒸発した材料で被覆されるべき少なくとも1つの表面を呈する少なくとも1つの基板(9)との間に配置される。この装置は、陰極アーク蒸発中に陰極によって放出されるマクロ粒子が被覆されるべき基板表面に到達することを防ぎ得る1つ以上のフィルタ要素を含む。マクロ粒子フィルタ装置は、該少なくとも1つの要素が、陰極から被覆されるべき基板表面へのマクロ粒子のまっすぐな進路(52)を遮る1つ以上の可撓性シート(201)として供給されることを特徴とする。さらに、該マクロ粒子フィルタ装置を利用するための方法が示される。
【選択図】図1
Description
本発明はマクロ粒子フィルタ装置に関し、マクロ粒子フィルタ装置は、陰極と基板との間に位置し、マクロ粒子のためのまっすぐな見通し線を遮り、どちらも熱的に安定してマクロ粒子に対する低接着係数を特徴とする表面を有する1つ以上の非透過性フォイルまたは可撓性半透過性ネットを含む少なくとも1つの可撓性フィルタ要素を含み、技術的基板上の全ての種類の被覆のアーク蒸着中に効率的に液滴を減らすために使用される。
陰極アーク蒸発によって生成されたイオン化された粒子の割合が高いと、顕著な特性を有する高密度の被覆が確実に成長する。しかしながら、ターゲット表面での陰極アークの作用により、同様に、基板表面に向けて放出され、被覆に組み入れられ得るマクロ粒子が発生する。これらのマクロ粒子は、合成被覆の機械的および熱的安定性を減少させるため、通常好ましいものではない。
ターゲットに対するアーク運動の制御に使用される磁場配置
ターゲット材料および特性(たとえば、融点、粒径;多元素混合物で構成された化合物ターゲットおよびそれらの個々の相など)
ガスの圧力および規制、これによる特に、たとえば、酸素または窒素の反応性ガスの制御
〜20°から〜90°の異なる曲げ角度を有する、湾曲したフィルタおよび/またはダクト(たとえば、特許文献3)
90°より大きい曲げ角度を有する、ダブルベントまたはねじられたフィルタ(たとえば、特許文献4)
磁気反射構成(たとえば、特許文献5)
ベネチアンブラインドを有する線形フィルタ、またはフィルタメッシュ(たとえば、特許文献6、特許文献7)
回転ブレードフィルタ(たとえば、特許文献8)
本発明の目的は、従来技術の真空アーク処理の上記の限界を解消可能な、アーク蒸着処理のためのマクロ粒子フィルタ装置を提供することである。
本発明の目的は、陰極アーク蒸発のためのマクロ粒子フィルタ装置を提供することによって達成され、マクロ粒子フィルタ装置は、真空被覆チャンバにおいて、少なくとも1つのアーク蒸発源と、アーク蒸発源のそれぞれの陰極から蒸発される材料で被覆されるべき少なくとも1つの表面を有する少なくとも1つの基板との間に配置される。フィルタ装置は、陰極アーク蒸発中に陰極によって放出されるマクロ粒子が被覆されるべき基板表面に到達することを防止可能な、少なくとも1つのフィルタ要素を含む。このフィルタ装置は、フィルタ要素が、少なくとも1つの可撓性ネット層を含み、処理温度で熱的安定性を示す可撓性フォイルまたは可撓性ネットであることを特徴とする。
本発明は、衝突するマクロ粒子材料に対して低接着係数を有し、陰極と基板との間のまっすぐな見通し線が遮られるように配置され少なくとも1つの熱的に安定したフォイルまたは可撓性ネットを使用して、蒸着中に基板表面をマクロ粒子から効果的に保護する。以下の説明のほとんどではフィルタネット層の可能な配置についてより詳細に言及されているが、以下で挙げられる例の多くは、1つ以上の可撓性の非透過性フォイルの使用にも同様に適用可能である。したがって、これも、本発明の特別な場合と考えるべきである。
真空被覆チャンバにおいて陰極アーク蒸発によって生成されたマクロ粒子をフィルタにかけるためのフィルタ装置であって、フィルタ装置は少なくとも1つのマクロ粒子フィルタ要素を備え、マクロ粒子フィルタ要素がアーク蒸発源に含まれる陰極と真空被覆チャンバ内で陰極の表面の前方に配置された基板表面との間に配置されたときに、少なくとも1つのマクロ粒子フィルタ要素は、陰極の蒸発中に放出されるマクロ粒子が基板表面に到達することを防ぐことが可能である。マクロ粒子フィルタ要素は1つ以上の可撓性シートを有するフレーム構造として供給される。フィルタ装置は、特に、それらの可撓性シートの1つ以上は、1つ以上の可撓性ネット層を含むフィルタネットアセンブリとして供給される。
真空被覆チャンバで陰極アーク蒸発によって生成されたマクロ粒子がフィルタにかけられる陰極アーク蒸発方法であって、マクロ粒子をフィルタにかけるために、上述の実施形態の1つに係る1つ以上のフィルタ装置が使用されることを特徴とし、フィルタ装置の少なくとも1つは少なくとも1つのアーク蒸発源と少なくとも1つの被覆されるべき基板表面との間に配置される。材料がアーク蒸発源に含まれる陰極から蒸発させられ、陰極から被覆されるべき基板表面に対するマクロ粒子の直線進路が遮られるように、フィルタ装置が配置される。
Claims (16)
- 真空被覆チャンバにおいて陰極アーク蒸発によって生成されたマクロ粒子をフィルタにかけるためのフィルタ装置であって、前記フィルタ装置は少なくとも1つのマクロ粒子フィルタ要素を備え、前記マクロ粒子フィルタ要素がアーク蒸発源に含まれる陰極と前記真空チャンバ内で前記陰極の表面の前方に配置された基板表面との間に配置されたときに、前記少なくとも1つのマクロ粒子フィルタ要素は、前記陰極の蒸発中に放出されるマクロ粒子が前記基板表面に到達することを防ぐことが可能で、前記マクロ粒子フィルタ要素は1つ以上の可撓性シートを有するフレーム構造として供給され、前記フィルタ装置は、前記可撓性シートの1つ以上が1つ以上の可撓性ネット層を含むフィルタネットアセンブリとして供給されることを特徴とする、フィルタ装置。
- 全ての可撓性シートは、1つ以上の可撓性ネット層を含むフィルタネットアセンブリとして供給される、請求項1に記載のフィルタ装置。
- 前記可撓性フィルタネット層は、蒸発されるべき前記陰極の材料に対して低接着係数を示すように、特に、炭素、ボロン、もしくは窒素系の材料を含む陰極材料に対して低接着係数を示すように、ならびに/または、元素の周期表のIV、VおよびVI族、およびSi、C、O、NおよびAlから選択される複合材料を含む陰極材料に対して低接着係数を示すように、1つ以上の材料で形成されている、請求項1または2に記載のフィルタ装置。
- 前記1つ以上のマクロ粒子フィルタネット層は、炭素、炭素系ファイバー材料、炭化ケイ素、シリコン系ファイバー材料、アラミドおよびガラスのうちの1つ以上の材料で構成されている少なくとも1つの織物層を含む、請求項1または2に記載のフィルタ装置。
- 前記1つ以上の可撓性シート、好ましくは全てのシートは、50°Cを越える熱的安定性を示すように、1つ以上の材料で形成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のフィルタ装置。
- 前記熱的安定性は300°Cより高い、請求項5に記載のフィルタ装置。
- 1つ以上の可撓性シートは、蒸発されるべき前記陰極材料に対して低接着係数を示すように、特に、炭素、ボロン、または窒素系材料を含む陰極材料に対して低接着係数を示すように、ならびに/または、元素の周期表のIV、VおよびVI族、およびSi、C、O、NおよびAlから選択される複合材料を含む陰極材料に対して低接着係数を示すように、1つ以上の材料で形成された可撓性フォイルとして供給される、請求項1に記載のフィルタ装置。
- 1つ以上の可撓性フォイルは、Nb、Ta、Mo、W、Re、Ru、Os、Rh、Ir、Pd、Pt、Ag、Auのうちの1種類の金属もしくは合金、または、これらのうち1つと前記周期表の別の元素との合金から形成される、請求項7に記載のフィルタ装置。
- 真空被覆チャンバで陰極アーク蒸発によって生成されたマクロ粒子がフィルタにかけられる陰極アーク蒸発方法であって、前記マクロ粒子をフィルタにかけるために、請求項1〜8の1項に記載の1つ以上のフィルタ装置が使用されることを特徴とし、前記フィルタ装置の少なくとも1つは少なくとも1つのアーク蒸発源と少なくとも1つの被覆されるべき基板表面との間に配置され、材料が前記アーク蒸発源に含まれる陰極から蒸発させられ、前記陰極から前記被覆されるべき基板表面までの前記マクロ粒子の直線進路が遮られるように、前記フィルタ装置が配置される、陰極アーク蒸発方法。
- 前記フィルタ装置の透過性が異なるメッシュサイズ、異なるファイバー直径、異なるストリングの数、異なるストリングの向き、またはそれらの組み合せを示すフィルタネット層の組み合せによって調節されたように、前記少なくとも1つのアーク蒸発源と前記少なくとも1つの被覆されるべき基板表面との間に配置された前記フィルタ装置の少なくとも1つは、1つ以上の可撓性ネット層を含むフィルタネットアセンブリとして設けられる可撓性シートを含む、請求項9に記載の方法。
- 少なくとも1つの陰極は、炭素、ボロン、または窒素系の材料を含む材料で形成されている、請求項9または10に記載の方法。
- 少なくとも1つの陰極は、元素の周期表のIV、V、およびVI族ならびにSi、C、O、NおよびAlから選択される複合材料から形成される、請求項9〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記陰極材料は1200°Cより高い融点を有する、請求項11または12に記載の方法。
- 1つ以上のマクロ粒子フィルタ要素が、前記1つ以上の被覆されるべき基板表面を囲むように設けられている、請求項9〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1つのマクロ粒子フィルタ要素が、回転運動を行えるように、かつ、陰極アーク蒸発中に回転されるように搭載される、請求項9〜14のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1つのフィルタ装置が前記フィルタ装置の運動を可能にする処理チャンバ内に搭載され、蒸発させられている前記陰極から前記被覆されるべき基板表面へのまっすぐな見通し線が開かれるように前記フィルタ装置が陰極アーク蒸発中に移動される、請求項9〜15のいずれか1項に記載の方法。
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