KR101074554B1 - 자기장 발생 장치를 포함하는 진공 아크 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아크 방출부를 작동시키기 위한 표면을 가진 타겟을 포함하는 진공 아크 공급 장치 및 이를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 타겟은 자기장 발생 장치의 작용 범위 내에 배치되어 있으며, 상기 장치는 2개 이상의 반대 극성을 갖는 자기 시스템을 포함하고, 상기 표면에 수직이며 발생된 자기장의 부속 성분 B⊥이 상기 표면의 대부분에 걸쳐 실질적으로 일정하게 낮은 값을 갖거나 0의 값을 갖도록 구성된다.
자기장 발생 장치, 아크 공급 장치, 아크 방출부, 타겟, 자기 시스템

Description

자기장 발생 장치를 포함하는 진공 아크 공급 장치{VACUUM ARC SOURCE COMPRISING A DEVICE FOR GENERATING A MAGNETIC FIELD}
본 발명은 청구범위 제 1 항에 따른 아크 방출부를 작동시키기 위한 진공 아크 공급 장치, 청구범위 제 17 항에 따른 상기 아크 공급 장치가 제공되어 있는 장치, 및 청구범위 제 21 항에 따른 아크 방출부를 작동시키는 방법에 관한 것이다.
다양한 물질들을 증착시키기 위해 진공 챔버 내 제공되거나/또는 이온 공급 장치로서 잘 알려져 있는 아크 공급 장치는 다양한 부품을 코팅하고 전처리하기 위해 사용되고 있다. 아크 공급 장치로부터 타겟 표면에 대해 진행하는 후속의 스파크, 소위 "아크"의 점(point) 형태로 도입되는 높은 에너지를 토대로, 가스 형태, 대부분 이온화된 입자의 방출 이외에, 특히 폭발 형태로 기화되는 결과로서 스파크가 "고체 연소" 할 때 직경이 수 마이크로미터 이상인 미세 입자가 방출된다. 코팅 후, 예를 들면 연마하기 전, 부품의 표면 조도는 층 표면에 부착 또는 층에 고착되는 미세 입자의 수와 크기를 통해 실질적으로 결정된다. 따라서, 이렇게 증착된 층은 상대적으로 조도가 크고, 코팅된 공구 또는 부품을 사용할 때 바람직하지 않은 효과를 초래한다. 더욱이, 미세 입자의 대부분은 타겟의 표면으로부터 상대 적으로 평탄한 각으로 분리되기 때문에, 코팅 공정시 귀중한 재료가 진공 챔버의 내면에 증착되는 등의 손실이 발생한다.
평활한 층을 증착하기 위한 다양한 해결 방법이 제시되어 있다. 예를 들면, 부품의 광학 시선(optical sightline)의 외부에 아크 공급 장치가 설치되고, 이온화된 입자가 자기장에 의해 상기 부품의 방향으로 유도됨으로써, 높은 기술 비용으로 평활한 층이 얻을 수 있지만, 동시에 코팅 속도가 실질적으로 낮아진다.
또한, 스파크를 최대한 빠르게 타겟 표면의 한정된 기판 위로 이동시켜 작은 평면 상에 높은 에너지를 나타내거나 또는 "고체 연소"를 방지하기 위한 다양한 아크 공급 장치가 개발되고 있다. 이러한 경우, 스파크는 예를 들면 폐쇄 회로 기판 상의 타겟 후방에서 이동하는 하나 이상의 자석에 의해 얻어진다.
스파크를 조절하기 위한 또 다른 예가 최신 기술로서 인정되고 있는 미국 특허 제 5,298,136호에 기재되어 있다. 상기 문헌에 공개되어 있는 아크 공급 장치는 원형 타겟을 포함하며, 상기 원형 타겟은 상기 타겟 이면까지 유도되어 있는 극편(pole piece) 및 그 사이에 배치되어 있는 코일을 가진 비이커 형태의 극피(pole shoe)에 의해 이면으로부터 측상으로 둘러싸여져 있다. 이를 통해, 타겟 상에 자기장이 생성되고, 타겟 중심에서 상기 자기장의 수직 성분은 양(+)의 최대값을 나타내며, 보다 작은 값으로 대칭적으로 점점 에지(edge) 영역에서의 음(-)의 최소값까지 감소하여 횡좌표 방향으로 점근선적으로 상승한다. 동일한 자기장은 영구 자석을 타겟의 이면에 배치함으로써 공지된 방법으로 발생시킬 수 있다. 이때, 타겟 표면에서 횡좌표를 통한 자속선의 통과는(즉, 자계 방향의 변경에 상응하는 변화) 폐쇄된 선(원형)으로 자기장의 수직 성분에 대해 "0"으로 한정된다. 기준선(zero-line)에서, 예를 들면 양극으로 조절된 타겟에서 플라즈마로부터 타겟으로 도입되는 스파크의 흐름 방향은 반경 방향이 아닌 접선(tangent) 방향으로의 촉진을 겪게 되는데, 그 이유는 동일한 선 상에서 자기장의 평행 성분이 최대를 나타내기 때문이다. 이렇게 얻어진 높은 스파크의 순환 속도는 "고정 밀착" 현상을 효과적으로 방지하지만, 동시에 타겟의 활용이 악화되는데, 그 이유는 실질적으로 타겟의 좁은 원형 고리(circular ring) 영역이 이송되기 때문이다.
이를 개선하기 위해, 상부 영역을 둘러싸고 있는 솔레노이드 코일에 타겟과 극피를 제공하며, 이들에 의해 극피 및 그 안에 배치된 코일을 통해 발생되는 기준선의 반경이 반경 방향으로 전환될 수 있다.
이를 위해서는 양쪽의 코일에 대해 독립적으로 전류/전압-조절부가 각각 제공되어야 하기 때문에 필수적으로 기술 비용이 비교적 많이 들며, 이때 타겟 상에서 주기적인 기준선의 팽창/수축을 가능하게 하기 위해서는 시간에 따라 변화할 수 있는 방출을 위한 전류/전압 신호가 적절하여야 한다. 이러한 높은 비용에도 불구하고, 상기와 같이 실시된 아크 공급 장치에서, 타겟 중심에서 상대적으로 큰 영역은 단지 조금만 이송되거나 또는 전혀 이송되지 않는다.
본 발명의 목적은 상술한 본 기술 분야의 단점을 해결하는데 있다. 특히 본 발명의 목적은 종래에 사용되고 있는 아크 공급 장치 또는 종래의 방법에 비해 전체적으로 개선되고, 층의 고품질과 함께 경제적인 처리 공정이 가능한, 아크 방출부의 작동을 실현하기 위한 진공 아크 공급 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 개별적으로, 특히 다음과 같은 점과 관련이 있다:
- 타겟 활용의 개선,
- 타겟 안정화 시간의 연장,
- 타겟 당 달성될 수 있는 코팅 공정의 증가,
- 공정 시간의 단축
- 증착된 층의 표면 조도 감소
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은 청구범위 제 1항에 따른 진공 아크 공급 장치, 청구범위 제 17항에 따른 진공 장치, 및 청구범위 제 21항에서 상기 방법에 따른 과정을 제시하고 있다.
놀랍게도, 타겟의 표면에 대해 자기장을 조절하여 타겟 표면의 대부분에 걸쳐 자기장의 수직 성분 B⊥을 실질적으로 일정하게 0에 근접하거나 0이 되게 하면, 스파크는 신속하게 동시에 타겟 표면의 전체 또는 적어도 대부분에 걸쳐 진행이 가능하다. 이를 통해, 타겟 표면에 대해 시간 단위 당 각각의 스파크에 의해 융해되는 영역은 작게 유지되고, 융해조로부터 방출된 거대 입자의 크기 및 수는 감소된다. 다른 한편으로는, 비교적 작은 타겟의 영역에서 강제 유도되는 스파크에 의해 수율이 개선될 수 있다.
이 경우, 자기장 성분 B⊥은 30 가우스 미만, 바람직하게는 20 가우스 미만, 특히 바람직하게는 10 가우스 미만으로 선택되는 것이 유리하다. 타겟 표면의 중심 영역에서의 값 B⊥M에 대해, 상기 타겟 표면의 에지 영역에서의 수직 자기장 성분의 값 B⊥R은 증가, 감소되거나/또는 그 기호(+, -)는 변경될 수 있다.
표면의 대부분, 즉 표면 영역에서, 수직 성분 B⊥은 실질적으로 일정하게 0에 근접하거나 또는 0이 되고, 이때 타겟 표면의 중심 영역으로부터 에지 영역까지 연장되고, 기하학적 측정량의 50% 이상, 바람직하게는 60% 이상을 포함하는 것이 유리하다. 예를 들면 정방형 타겟의 경우, 면 a, b의 50% 또는 60% 이상인 반면, 원형 타겟의 경우에는 반경의 50% 또는 60% 이상이다.
타겟 표면의 중심 영역에서의 값 B⊥에 대해, 상기 타겟 표면의 에지 영역에서의 수직 자기장 성분의 값 B⊥R은 증가, 감소되거나/또는 그 기호(+, -)는 변경될 수 있다.
이때, 평행 자기장 성분의 값 B∥은 타겟 중심에서는 실질적으로 0이고, 타겟 표면의 에지 방향으로 증가하고, 바람직하게는 타겟 중심에 대해 대칭적으로 증가하도록 조절될 수 있다. 예를 들면 원형 타겟에서 에지로부터 중심 영역의 근처까지 거의 선형 증가하는 성분 B∥을 가진 자기장이 인가되면, 타겟의 에지에 대해 시계 방향으로 작용하는 힘으로 또는 상기 힘에 대한 접선으로 스파크가 증가하고, 이로 인해 거의 일정한 각 속도를 가진 스파크가 반경에 대해 진행될 수 있다.
이러한 자기장은 2개 이상의 반대 극성을 갖는 자기 시스템을 포함하는 자기장 발생 장치를 가진 진공 아크 공급 장치에 의해 생성될 수 있다.
하기 실시형태는 타겟 표면에 걸쳐 자기장을 생성할 수 있는 진공 아크 공급 장치를 예시적으로 기재하고 있다.
먼저, 2개 이상의 반대 극성을 갖는 제 1 자기 시스템으로서, 예를 들면 타겟 후방에 설치되어 있는 제 1 전자기 코일이 제공될 수 있으며, 상기 제 1 전자기 코일은 또한 다수 개의 코일로 구성될 수 있다. 이때, 실질적으로 최대 플러스/마이너스 30%, 바람직하게는 플러스/마이너스 20%의 오차를 가진 상기 제 1 코일의 내부 용적은 타겟 표면의 외부 용적의 돌출부에 의해 덮혀지는 것이 유리하다. 이로 인해, 전압의 인가시 전류가 흐르는 코일에 의해 균일하고 타겟의 표면에 실질적으로 수직으로 진행하는 자기장이 발생된다. 표면의 대부분에서 자기장의 수직 성분에 비해 비교적 작은 평행 성분은 표면의 중심 영역에서 0이고, 에지에 대해 밖으로 점점 증가한다. 그러나, 보다 큰 제 1 코일을 사용하면 실질적으로 작을 수 있고, 보다 작은 직경을 사용하면 평행 성분은 커지거나 또는 자계 방향의 바람직하지 않은 변화가 초래된다.
이러한 자기장은 솔레노이드 코일 또한 공급 장치가 없는 코일에 의해 추가적인 극피 또는 자기 코어 없이도 발생될 수 있다. 타겟 표면 또는 코일의 직경에 대한 차이에 따라, 자기장 평행 성분의 일부가 증가하거나 감소된다.
제 1 자기 시스템의 실시형태에 대한 또 다른 예는 타겟의 후방 또는 타겟의 이면에 고정되어 있는 냉각판의 후방에 설치되어 있는 하나 이상의 영구 자석으로 구성될 수 있다. 타겟 표면에서 발생되는 자기장은 위에서 실시된 솔레노이드 코일의 자기장에 거의 상응하거나 상대적으로 작아야 한다. 따라서, 상기 영구 자석은 자체적으로 작은 자기장 세기를 나타내거나 또는 타겟으로부터 일정 정도 떨어져 배치되어야 한다. 또한, 상술한 바와 같이 코일을 사용할 때와 마찬가지로, 제 1 자기 시스템에 의해 타겟 표면에 대한 자기장 방향의 역방향이 초래되지 않는다는 것에 유의하여야 한다. 본 기술 분야에 공지되어 있는 배치, 예를 들면 중심 영역 및 에지 영역 사이에 반대 극성을 갖는 배치는 피하여야 한다. 이때, 단순한 일례로서, 예를 들면 소위 얇은 플라스틱 페라이트(plastic ferrite) 자석의 사용이 제안되며, 상기 자석은 자기장 세기의 조절에 따라 1층 또는 다층의 디스크 또는 다각형 형태로 타겟 표면의 외부 용적의 플러스/마이너스 30%, 바람직하게는 플러스/마이너스 20%의 범위까지 타겟의 이면에 가급적 동일한 형태로 설치될 수 있다.
제 2 자기 시스템으로서, 적어도 제 1 자기 시스템을 둘러싸거나 또는 제 1 자기 시스템과 공축 배치되어 있는 코일이 제공되는 것이 유리하다. 상기 제 2 자기 시스템은 예를 들면 제 1 자기 시스템 또는 타겟을 측상에서 포위하거나 또는 바람직하게는 제 1 자기 시스템 또는 타겟의 후방에 배치될 수 있다.
제 1 자기 시스템 후방에 배치되는 제 2 코일을 위해, 바람직하게는 제 1 자기 시스템 또는 제 1 코일의 직경보다 큰 직경을 제공된다. 마찬가지로, 표면에 대한 제 1 자기 시스템의 작용과 관련이 있는 수직 자기장은 실질적으로 "0"으로 조절되기 때문에, 보다 많은 코일의 권선수가 유리하다는 것이 명백하다. 동일한 권선수에 있어서는, 실질적으로 높은 전류 흐름에 의해 상기 제 1 자기 시스템의 작용이 조절되어야 하고, 이로 인해 제 2 코일의 열적 과충전이 초래될 수 있다. 이러한 경우, 제 1 자기 시스템의 작용에 대향하는 방향의 제 2 자기 시스템은 강력한 제 2 코일에 의해 진공 챔버에서 밖으로 작용하는 자기장을 발생시킬 수 있으며, 상기 자기장은 확산 아크 플라즈마 다발(bundle)을 플라즈마 제트로 알려진 플라즈마 빔이 되도록 할 수 있다. 이때, 대향하는 제 2 자기 시스템의 평행 성분은 타겟으로부터의 거리에 따라 부분적으로 또는 전적으로 보상되는 반면, 제 2 자기 시스템의 강력한 수직 자기장은 직접 타겟의 표면 영역에서 약한 제 1 자기 시스템에 의해 보상된다. 처리되는 부품 방향으로 입자 흐름이 생성될 수 있고, 예를 들면 높은 에칭 속도 또는 빠른 층 성장 속도 및 그 결과 소망하는 공정 시간의 단축에 의해 전체적으로 타겟의 수명이 길어질 수 있기 때문에 유리하다.
제 2 자기 시스템이 타겟 후방에 제공되어 있는 장치는 상기 2개의 자기 시스템이 외부로부터 접근하여 설치될 수 있고 또한 높은 온도 및 경우에 따라 작업 챔버에서 코팅 처리될 수 있다는 장점이 있다.
비교할 만한 효과가 타겟 전방에 일정 거리로 떨어져 배치되어 있는 코일에 의해 달성될 수 있다. 제 1 자기 시스템으로서 코일이 사용되는 경우, 상기 제 2 코일은 유사하거나 동일하게 구성될 수 있다. 타겟면에 대해 대칭인 이러한 다수 개 또는 소수 개의 코일의 배치에 있어서, 플라즈마 제트의 발생을 위해 제 2 코일의 자기장은 제 1 코일의 자기장 보다 크지 않아야 하며, 이로 인해 유사한 형태의 상기 2개의 코일은 공동의 전류/전압 공급부에 의해 작동될 수 있다. 이때, 단순한 방법으로 하나 이상의 코일의 제어 가능한 저항 또는 조절 가능한 이격을 통해 자기장의 미세한 조절을 실시할 수 있다. 이러한 경우, 상기 2개의 자기 시스템은 아크 공급 장치의 입자 흐름을 처리하기 때문에, 장시간 작동을 가능하게 하기 위해서는 냉각 또는 탈착 가능한 보호 피복 또는 기타 공지된 처리와 같은 추가적인 보호 대비책이 제공되어야 한다.
제 1 자기 시스템 또는 제 2 자기 시스템을 위해 하나 이상의 코일이 사용되는 경우, 상술한 바와 같은 실시형태를 통해, 전압 공급 장치 또는 전류 공급 장치가 인가되어 대향하는 방향, 즉 실질적으로 시계 방향으로 또는 시계 반대 방향으로 코일 전류가 흐르게 된다는 것은 쉽게 유추될 수 있다.
상술한 바와 같이, 자기장 발생 장치는 양극 또는 음극, 특히 평면 아크 공급 장치로서 사용하기에 적합하고, 하나 이상의 코일을 사용하는 경우 단순하게 예를 들면 코일 전류를 변경하거나 또한 다양한 타겟 물질 및/또는 타겟 두께에 대한 타겟 표면으로부터 하나 이상의 자기 시스템까지의 거리를 변경함으로써 조절될 수 있다. 타겟의 기하학적 형태는 필요에 따라 변경할 수 있고, 자기장 발생 장치는 예를 들면 둥글게 또는 4각형 또는 다각형 공급 장치로 본 발명에 따라 실시할 수 있다.
따라서, 에칭 또는 코팅 공정 중 코일 전류를 변경하는 것은 원리적으로는 가능하더라도 불필요하다. 더욱이, 타겟 표면에 대한 소위 "랜덤 아크"- 공급 장치로 공지된 바와 유사한 랜덤 모델에서 스파크는 본 발명에 따라 실시되는 아크 공급 장치의 자기장에 의해 유도되거나 또는 촉진되어 상기 스파크가 분리되며 그의 조사 횟수가 실질적으로 감소된다. 이 경우, 놀랄만큼 타겟의 중심 영역에서, 수직 또는 평행 자기장 성분은 매우 작거나 0이고, 스파크의 고정 밀착은 전혀 측정되지 않는다.
본 발명에 따른 아크 공급 장치에 의해 달성할 수 있는 방향 효과를 통해, 진공 처리 장치의 챔버에서 추가적으로 생성되는 자기장에 의해 발생되는 플라즈마 빔이 바람직하게 조절된다. 예를 들어, 하나 이상의 아크 공급 장치가 진공 처리 장치의 축 방향으로 배치되는 동시에 상기 장치 축과 동축상으로(concentrically) 배치되는 하나 이상의 전자기 코일이 제공되는 경우, 아크 공급 장치로부터 발생된 플라즈마 빔은 편향된다. 하나 이상의 코일이 조절부와 함께 시간에 따라 변화하는 전류 공급 장치에 연결되는 경우, 상기 플라즈마 빔은 챔버 내 다양한 영역으로 다양한 방향으로 조사된다. 예를 들면, 상기 플라즈마 빔은 에칭 공정을 위해 부품을 통과하거나 코팅 공정을 위해 바람직하게는 부품 상에 주기적으로 유도된다.
이때, 장치 축 주변에 대칭 배치되는 다수 개의 공급 장치는 선택된 코일 배치에 의해 가장 가능성 있는 동시에 축 평행인 자기장이 챔버에서 발생될 수 있음을 입증하고 있다. 이것은 예를 들면 2 이상의 전자기 코일을 가진 장치에 의해 달성되며, 이때 상기 코일은 바람직하게는 장치의 위, 아래, 측상의 제한 영역에서 장치 축에 대해 동축상으로 배치되어 있다. 이 경우, 상기 코일은 상이하거나 또는 실질적으로 헬몰쯔 코일 배치에 상응하는 동일한 직경을 나타낼 수 있다.
이하, 다음과 같은 개략도를 참조로 하여 본 발명을 예시적으로 기재한다.
도 1은 2개의 자기 시스템을 가진 아크 공급 장치를 나타낸다.
도 2는 타겟 표면에서 스파크 진행을 나타낸다.
도 3은 본 기술에 따른 자기장 성분의 진행을 나타낸다.
도 4는 도 3에 따른 자기장 벡터를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 아크 공급 장치의 자기장 성분의 진행을 나타낸다.
도 6은 도 5에 따른 자기장 벡터를 나타낸다.
도 7은 둘러싸고 있는 코일을 가진 아크 공급 장치를 나타낸다.
도 8은 타겟 전방에 코일을 갖는 아크 공급 장치를 나타낸다.
도 9는 코팅 장치의 단면을 나타낸다.
도 10은 6개의 공급 장치를 가진 코팅 장치의 단면을 나타낸다.
도 11은 적정 작동을 위한 B⊥ 진행(path)을 나타낸다.
도 12는 적정 작동을 위한 B∥ 진행을 나타낸다.
도 13은 중심에서 스파크의 B⊥ 진행을 나타낸다.
도 14는 중심에서 스파크의 B∥ 진행을 나타낸다.
도 15는 에지 부분에서 스파크의 B⊥ 진행을 나타낸다.
도 16은 에지 부분에서 스파크의 B∥ 진행을 나타낸다.
도 1은 챔버 내에 가스 공급부(4) 및 도시하지 않은 전류 공급부 및 펌프부가 제공되어 있는 별도의 진공 처리 장치(1)가 삽입되어 있고, 부품(3)에 대해 작용하는 본 발명에 따른 아크 공급 장치(2)가 도시되어 있다. 도시되어 있는 상기 실시예에서, 2개의 자기 시스템(9, 10)은 전자기 코일 형태로 수행되며, 타겟(6) 후방에는 타겟 이면판(8)과 결합되어 대기를 차단하는 공급 장치 삽입체(7)가 배치되어 있다. 제 1 자기 시스템(9)으로 마련되어 있는 제 1 코일은 타겟(6)의 바로 뒤에 또는 공지된 방법으로 수냉되는 타겟 이면판(8)의 후방에 존재한다. 제 2 자기 시스템(10)에 마련되어 있는 제 2 코일은 마찬가지로 타겟(6) 후방에 설치되어 있고, 제 1 코일(9)의 내·외경 보다 큰 내·외경을 갖는다. 이때, 제 1 코일(9) 및 제 2 코일(10) 사이의 거리는 0 내지 200 mm의 범위이고, 몇몇 실시형태에서는 약 67mm로 조절된다. 챔버의 외부에 제공되어 있는 2개의 코일은 쉽게 접근할 수 있고, 필요한 경우 단순한 방법으로 냉각될 수 있다. 이러한 경우, 코일로 공급하기 위한 2개의 독립적인 직류 전압 공급부(11, 12)가 제공되어 있으며, 이들은 각각의 공정 또는 각각의 타겟을 위해 요구되는 직류를 코일에 공급한다.
타겟으로서 예를 들면 직경이 160mm이고 두께가 6mm인 반가공재가 예를 들면 Ti 또는 TiAl과 같은 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 크거나 작은 타겟 두께 및 다른 형태들이 당업자에게 공지될 수 있다. 코일의 기하학적 형태 및 예를 들면 코일 전류의 조절은 표 1에 명백히 기재되어 있다. 원하는 효과를 얻기 위해, 2개의 코일은 전원 어뎁터와 연결하여 상기 2개의 코일을 통해 흐르는 전류를 전기적으로 반대 방향으로 한다.
코일 권선수 Φ 도체[mm] I[A] R*[Ω] Φ 내경[mm] Φ 외경[mm] 높이[mm]
(1) 1000 1 1.5 12.5 150 190 60
(2) 1500 1.5 5.0 14 260 320 130
* 냉각 상태에서의 저항
아크 공급 장치의 바람직한 작동 파라미터 및 작동을 위한 한계값이 표 2에 함께 나타나 있다(타겟 직경 약 160mm, d = 6-12mm, 타겟 물질: Ti 또는 TiAl).
파라미터 단위 바람직한 범위 상, 하한
압력 mbar 10-4-4 x 10-1 10-4-10-1
아크 전류 A 150-210 40-250
아크 전압 V 20-35 10-100
증착 속도 g/분 약 0.3 약 0.4 이하
기판 거리 mm 200-300 100-550
코팅 직경 * mm 200 220
표 3에는, 추가적으로 기판에 소위 바이어스 전압을 기판에 인가하는 TiN 또는 TiAlN의 증착을 위한 2개의 작동 형태의 예가 기재되어 있다.
바이어스[V] Ar[sccm] N2[sccm] p[mbar]
TiN 100 400 800 3.8 x 10-2
TiAlN 40-150 400 800 3.8 x 10-2
상기 실험은 8면체 단면과 약 1000 리터의 코팅 부피를 가진 Balzers 사의 RCS-코팅 장치를 이용하여 수행하였다. 코팅 챔버의 직경은 1070mm이고, 그 높이는 830mm이었다.
도 2는 원형 타겟(6)의 일례를 개략적으로 나타내는 것으로, 타겟 표면에 발생하는 반경 대칭인 자기장의 스파크 작용력을 나타낸다. 이때, 상기 스파크는 이동 점 전하 Qarc로서 간주된다.
일반적으로, 자기장에서 움직이는 하전 입자는 힘 F = Q (v x B)에 의해 편향된다. 상기 식에서, F는 자기장에서 움직이는 전하 Q에 의해 작용하는 힘이고, v는 자속선에 대한 직각 속도이고, 움직이는 전하 Q와 B는 자기장의 자기 유도이다. 인가된 자기장에 대항하여 타겟 양극의 전자기장에 의한 작은 영향을 무시한 상태에서 스파크의 타겟 표면 방향의 전류 흐름 Iarc에 실질적으로 직각인 경우, 하전 입자들은 표면에 평행하고 따라서 반경 대칭인 자기장 B∥의 전류 흐름 Iarc에 직각 방향의 힘 F∥은 자속선에 대해 직각 방향으로, 즉 시계 방향으로 또는 시계 반대 방향으로 자기장 방향을 따라, 스파크 진행을 촉진한다. 이와 반대로, 외부 자기장의 타겟 표면에 직각 방향인 자기장 성분 B⊥- 또는 B⊥+는 먼저 전류 흐름 Iarc의 직각으로 도입된 하전 기판의 어떠한 편향도 일으키지 않는데, 그 이유는 벡터 곱 v x B는 0이기 때문이다. 타겟 표면에 도입될 때 편향에 의해 스파크가 예를 들면 도면에서 시계 방향으로 편향을 거치게 되고, 따라서 타겟 표면에 평행인 속도 성분을 나타낸 후, 자기장 성분 B⊥- 및 B⊥+에 의해 발생된 2개의 힘 F┴- 및 F┴+이 작용한다. B⊥-에 의해 스파크는 도시한 바와 같이 타겟 중심으로 편향되고, 이와 반대로 B⊥+는 스파크에 타겟 에지에서 밖으로 움직이는 속도 성분을 제공한다.
본 발명의 가치를 평가할 때 언급한 바와 같이, 이러한 효과는 타겟 표면에 걸쳐 수직인 자기장 성분 B⊥의 조절 가능한 반경 기준선을 따라 스파크를 유도하기 위해 시간에 따라 변화하는 전류 공급을 가진 2개의 코일 장치에 의해 활용된다.
영구 자석에 의해 타겟 표면에 대해 평행 및 수직 성분으로 구성된 자기장에 대한 일례가 도 3에 기재되어 있다. 이러한 자석 배치에서, 타겟의 이면에는 에지 영역을 둘러싸고 극이 동일하게 정렬되어 있는 자석이 설치되어 있으며, 상기 자석에 대해 하나 이상의 반대 극성을 갖는 자석이 타겟의 중심에 대면해 있다. 스퍼터링 마그네트론에 대한 자석 배치와 비교하여, 원하는 유도 효과를 달성하기 위해 유사하게 배열된 자석은 실질적으로 자기장 세기가 작게 나타난다.
도 4는 도 3으로부터 얻은 벡터값의 도면으로, 표면에서 플라즈마로부터 수직으로 연소되거나 또는 평행 자기장에 의해 원형 편향된 스파크 Iarc로 타겟 표면상의 위치 1-7에 작용하는 힘을 나타내는 도면이다. 이 경우, B∥은 접선으로 작용하는 힘 F∥을 야기시키고, 이에 직각인 B⊥는 또한 타겟면에서 작용하는 힘 F┴를 반경으로 야기한다. 실제 사용에 있어서, 실질적으로 원형 고리 형태인 스파크 진행은 타겟 중심으로부터 반경 방향으로 4-6cm 거리를 두고 진행하고, 이러한 거리는 주기적으로 타겟 중심으로 축소된다. 이러한 스파크 진행을 통해, 반경 방향으로 5cm의 거리에서 수직 자기장은 0이기 때문에 평행 자기장이 최대가 됨을 알 수 있다. 평행 자기장에 의해 스파크는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 접선 방향으로 이동하게 된다. 반경 방향으로 4-6cm 사이의 거리에서 수직 자기장은 0이 아니기 때문에, 스파크는 타겟 중심으로 또한 타겟 에지로도 움직이지 않고, 상술한 원형 고리의 영역 내에서 실질적으로 진행한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 타겟 중심에서 자기장의 평행 성분은 수직 성분이 최대로 흐르는 동안 기준선을 지난다. 강력한 원형 평행 자기장의 유도 작용으로부터 타겟 중심의 방향에서 벗어난 스파크는 전혀 또는 최소한으로 작은 편향을 거치게 되는데, 그 이유는 약한 힘 F∥에 의해 수직 입사하는 스파크는 거의 가속되지 않아 강력한 힘 F┴가 효과를 나타내지 않기 때문이다. 따라서, 중심 영역에서의 스파크는 타겟 표면에 걸쳐 스파크의 이동을 지연시키고, 국소적으로 매우 강하게 가열시키기 때문에 타겟 물질이 폭발적으로 증착되며, 이로 인해 스파크가 소진된다. 중성 입자의 방출(분사)이 증가되고, 타겟의 중심 영역으로 타겟 이송이 증가된다. 이러한 스파크의 진행은 실제로 불리한 것으로 판명되는데, 그 이유는 타겟 표면의 비교적 작은 부분들이 이송되기 때문이며, 이로 인해 부식 형태를 형성하고, 즉 빈번한 타겟 교체는 타겟의 기계적 안정성을 유지하기 위해 수행된다. 따라서, 비싼 타겟 물질의 빈번하게 파괴되는 부분은 타겟 수명이 다하기 전에 증착될 수 있다.
도 5에는 본 발명에 따른 자기장의 수직 성분 B⊥ 및 평행 성분 B∥의 진행이 도시되어 있는 바, 이러한 진행은 예를 들면 타겟 표면에서 도 1에 도시되어 있는 아크 공급 장치에 의해 또는 그 전에 직접 2개의 코일 자기장을 겹치게 함으로써 발생된다. 이 경우, 코일 전류는 표 1에 상응하도록 도 1의 도면 부호 (1) 대신에 제 1 코일(9)에 대해서 1.5A로, 또는 도면 부호 (2) 대신에 제 2 코일(10)에 대해서 5A로 더욱 일정하게 조절된다.
이를 통해 발생된 자기장은 수직 성분의 진행에 따라 표시되며, 도 3과는 달리 다른 영역에서는 일정하지만 명백히 작은 값을 나타낸다. 그래서, 수직 성분 B⊥은 +5 내지 -5 가우스 사이에서 진행하는 반면, 도 3에서 수직 성분은 중심 영역에서는 명백한 최소값을 나타내면서 +80 내지 -120 가우스에서 진행한다. 도 5에 도시되어 있는 평행 성분 B∥은 도 3에 도시되어 있는 평행 성분에 비해 전체적으로 약한 값을 나타낸다. 타겟 에지에서 약 20 가우스의 값으로부터 시작하여 약 4가우스/cm의 분포를 갖는 B∥은 거의 선형으로 변곡점(극성 좌표 도면에서 최소값에 해당)의 근처까지 진행한다. 이러한 직접적인 환경에서, 상기 곡선은 명백히 편평해진다. 이때, 최대 B∥값과 함께 하나 이상의 B⊥기준선 형성은 내경이 타겟 돌출부에 해당하는 제 1 코일에 의해 예방되며, 스파크는 바람직한 기판에 자연스럽게 적용되며, 예를 들면 순환하는 경주 트랙과 같은 뚜렷한 이송 형상의 형성이 예방된다. 유사한 자기장이 공지된 방법으로 영구 자석에 의해 발생될 수 있다.
도 6은 도 4와 유사한 도면으로, 도 1에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 아크 공급 장치에 의해 스파크로 타겟 표면상의 위치 1-7에 작용하는 힘의 벡터값의 도면이다. 이를 통해, 본 발명에 따라 실시되거나 작동되는 자기 시스템은 유해한 방법으로 스파크가 타겟 중심으로 축소되는 것을 활성적으로 방지할 수 있다는 것을 설명할 수 있다. 바깥쪽으로 실질적으로 연속하게 증가하는 평행 힘 성분 F∥에 의해, 스파크는 타겟의 전체 반경 범위에 걸쳐 상대적으로 일정한 각 속도를 얻고, 상기 스파크는 빨리 진행할수록 타겟 중심으로부터 더 많이 없어진다. 동시에, 중심 영역에서 작용하는 구심력의 힘 성분 F┴는 도 4의 힘 성분 F┴보다 작게 된다.
이러한 아크 공급 장치를 작동시킬 때, 타겟의 전체 영역을 통과하는 많고 작은 스파크에서 아크 전류의 미세한 분지화(ramificaton)가 초래됨을 관찰할 수 있다. 또한, 2개의 코일 자기장의 오버랩을 통해 생성되는 자기장은 원거리 자기장을 형성하고, 상기 원거리 자기장은 플라즈마 다발을 플라즈마-제트로 만들며, 추가적인 코일에 의해 편향될 수 있다. 동일한 타겟 출력에서의 이송은 종래의 아크 공급 장치에서의 이송에 비해 적어도 크기 때문에, 이온 흐름을 부품(3)의 방향으로 정렬시킬 때 코팅 속도가 높아진다. 이러한 플라즈마 다발은 다른 환경에서도 똑같이 요구되는 조건으로, 예를 들면 소망하는 코팅 높이, 기판-타겟 간 거리 등과 같은 기하학적 조건에 대해 코일 전류를 조절함으로써 조절될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 아크 공급 장치의 2개의 서로 다른 실시형태를 나타내고 있는 바, 도 7에서는 제 2 자기 시스템(10)은 제 1 자기 시스템(9)을 둘러싸고 있는 반면, 도 8에서는 타겟(6) 전방에 제 2 자기 시스템(10)이 배치되어 있다. 도 8에 나타낸 바와 같은 아크 공급 장치에서, 제 2 자기 시스템은 제 1 시스템의 용적과 동일한 용적을 가지며, 특히 제 1 및 제 2 시스템이 타겟에 대해 작용 대칭적으로 배치되어 있고, 그 내경은 타겟의 외부 용적보다 적어도 동일하거나 더 크게 선택된다.
도 9는 아크 공급 장치(2)를 포함하는 진공 처리 장치(1)를 도시하고 있는 바, 상기 아크 공급 장치는 상기 장치(1)의 측상에서 장치 축(13) 둘레로 이동하는 하나 이상의 부품(3)에 대해 작용한다. 플라즈마 빔의 수직 편향을 위한 추가적인 코일(14)은 헬몰쯔 배열로 제공된다.
도 10은 6개의 아크 공급 장치(2)를 가진 코팅 장치(1)의 단면도로서, 모든 아크 공급 장치(2)에서, 실질적으로 정다각형의 형상으로 장치 축(13)의 방향으로 정렬되어 있다.
도 11 내지 도 16은 타겟 표면에 대해 코일 전류를 다양하게 조절할 때 발생되는 자기장의 B⊥ 또는 B∥성분의 진행을 나타내고 있다. 이때, 아크 공급 장치의 작동 파라미터는 적절한 조절 영역 및 한계값을 찾기 위해 표 1에 기재되어 있는 작동 파라미터에 상응한다.
도 11 및 도 12는 상응하는 코일 조절에 의해 다양한 자기장의 B⊥ 또는 B∥곡선을 나타내고 있으며, 이때 소망하는 미세하게 분할된 스파크 진행을 얻을 수 있다. 이때, 주어진 기하학적 배향에서 B⊥ 또는 B∥ 값은 서로 독립적으로 조절될 수 있고, 이로 인해 도 11에서 B⊥분할은 도 12에서 동일하게 표시되어 있는 B∥분할에 상응함에 주목해야 한다.
도 13 및 도 14는 특별한 경우를 도시하고 있으며, 곡선은 실제로 미세 분할되어 진행하지만, 프리 아이(free eye)를 가지고 중심에서 주기적인 수축의 첫 번째 징후가 확인된다. B⊥분할이 명백히 음의 값으로 전환된다면, 그 결과 중심 영역에서 보다 크게 스파크가 진행되고, 수축이 강력해진다.
도 15 및 도 16은 또 다른 특별한 경우를 도시하고 있다. 스파크는 충분히 미세 분할되어 있지만, 타겟의 에지 영역에서 인가된 자기장에 의해 스파크가 주기적으로 밀쳐지는 첫 번째 징후가 확인된다. 이러한 B⊥분할이 양의 값으로 전환된다면, 타겟의 에지에서 보다 크게 스파크가 진행된다.
기준선의 2개의 면 위에 위치한 자기장 세기의 높은 차이인 B⊥분할, 즉 타겟 표면에 대한 불균일한 B⊥분할은 스파크가 거의 변함없이 미세하고 균일하게 분할되어 진행될 때 전적으로 기준선 위 또는 아래에 위치한 B⊥분할로서 얻어짐을 확인할 수 있다.

Claims (32)

  1. 아크 방전이 작동되는 표면(surface)을 가지는 타겟(target)을 포함하는 진공 아크 공급 장치(vacuum arc source)에 있어서,
    상기 타겟은 자기장 발생 장치의 유효 영역 내에 배치되며,
    상기 자기장 발생 장치는 서로 반대 극성을 가지는 2개 이상의 자기 시스템들을 포함하며 이 중 제1 자기 시스템은 상기 타겟 후방에 배치되는 하나 이상의 제1 전자기 코일을 포함하여 이루어지고, 제2 자기 시스템은 제1 자기 시스템의 후방에 위치하고 제1 자기 시스템과 공축 배치되는(arranged coaxially) 하나 이상의 제2 코일을 포함하여 이루어짐으로써,
    상기 자기장 발생 장치에서 발생하는 자기장 중에서 상기 타겟 표면에 수직한 자기장 성분 B⊥이 타겟 표면 전체면적의 50% 이상 영역에서 30 가우스 보다 작은 일정한 값을 갖거나 또는 0의 값을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 아크 공급 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수직 자기장 성분 B⊥의 값이 20 가우스 미만인 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 자기장 성분 B⊥이 20 가우스 보다 작은 일정한 값을 갖거나 또는 0의 값을 갖는 상기 타겟 표면 면적은 타겟 표면의 중심 영역에서 에지 영역에 걸쳐 이루어지며(extends), 타겟 표면의 기하학적 측정량(geometrically determining mass of the target surface)의 50% 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 타겟 표면의 에지 영역에서의 수직 자기장 성분의 값 B⊥R이 타겟 표면의 중심 영역에서의 수직 자기장 성분의 값 B⊥M에 대해 증가하거나 감소하고 그 방향(+, -)이 변경되는 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 평행 자기장 성분의 값 B∥이 타겟 중심에서는 실질적으로 0이고, 타겟 중심에 대해 대칭적으로 타겟 표면의 에지 방향으로 증가하거나 감소하는 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 전자기 코일의 내측 면적(inner dimensions)은 실질적으로 최대 플러스/마이너스 30%의 오차를 가지고 타겟 표면의 투영 면적(projection)과 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 반대 극성을 갖는 2개 이상의 자기 시스템들 중의 제 1 자기 시스템은 타겟의 후방에 위치하는 하나 이상의 영구 자석들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 영구 자석은 타겟으로부터 일정 거리 떨어져서 타겟 표면에서의 자기장 세기가 전자기 코일에 의한 자기장 세기보다 작은 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 자기 시스템의 제 2 코일은 타겟의 전방 방향으로 일정 거리 떨어져서 배치되는 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 자기 시스템의 제 2 코일은 제 1 자기 시스템을 적어도 부분적으로 공축상에서(at least partly coaxially) 둘러싸는 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 자기 시스템의 제 2 코일은 제 1 자기 시스템의 제 1 코일보다 많은 권선수 또는 큰 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  15. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 타겟이 음극에 연결되는 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  16. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 타겟이 양극에 연결되는 것을 특징으로 하는 아크 공급 장치.
  17. 제 1항 또는 제 2항에 따른 아크 공급 장치를 하나 이상 포함하는 진공 시스템(vacuum system)에 있어서,
    상기 하나 이상의 아크 공급 장치들은 상기 진공 시스템에 축 방향으로 작용하며,
    상기 진공 시스템은 상기 아크 공급 장치들에서 발생되는 플라즈마 빔을 편향시키기 위하여 시스템의 축과 동축상으로 배치되는(arranged concentrically) 또 다른 하나 이상의 전자기 코일들을 포함하고,
    상기 또 다른 하나 이상의 전자기 코일들은 시스템의 상부, 하부 또는 측면에서 상기 시스템 축과 동축상으로 배치되고,
    상기 하나 이상의 전자기 코일들은 기본적으로 헬름홀쯔 코일 배치(Helmholz coil arrangement)로 배열되는 것을 특징으로 하는 진공 시스템.
  18. 삭제
  19. 제 17항에 있어서, 상기 시스템의 축에 동축상으로 배치되는 하나 이상의 전자기 코일들이 제어 유닛(control unit)을 구비하는 시간-변이 전류원(time-altered current source)에 연결되어 아크 공급 장치들에 의해 발생된 플라즈마 빔을 편향시키는 것을 특징으로 하는 진공 시스템.
  20. 삭제
  21. 자기장 발생 장치에 의해 아크 공급 장치의 타겟 표면 위에 아크 방전을 작동시키는 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 자기장 발생 장치에 의해 타겟 표면 위에 자기장을 발생시키며, 상기 타겟 표면 위에 발생되는 자기장의 수직 성분 B⊥이 타겟 표면 전체 면적의 50% 이상 영역에서 30 가우스 보다 작은 일정한 값을 갖거나 또는 0의 값을 갖도록 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 수직 자기장 성분 B⊥의 값이 20 가우스 미만으로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 21항 또는 제 22항에 있어서, 자기장 성분 B⊥이 20 가우스 보다 작은 일정한 값을 갖거나 또는 0의 값을 갖는 상기 타겟 표면 면적은 타겟 표면의 중심 영역에서 에지 영역에 걸쳐 이루어지며, 타겟 표면의 기하학적 측정량의 50% 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 삭제
  25. 제 21항 또는 제 22항에 있어서, 평행 자기장 성분의 값 B∥이 타겟 중심에서는 기본적으로 0으로 설정되고, 타겟 표면의 에지 방향으로 타겟 중심에 대해 대칭적으로 증가하도록 조절되어, 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 스파크에 접선방향으로 작용하는 힘이 타겟의 에지 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 21항 또는 제 22항에 있어서, 상기 타겟의 전방 영역에서 타겟 표면에 수직 방향인 자기장이 추가적으로 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 삭제
  28. 제 21항 또는 제 22항에 있어서, 상기 자기장 발생 장치가 타겟의 후방에 배치되는 하나 이상의 코일을 포함하고, 자기장 조절을 위해 전압 공급 장치가 하나 이상의 코일에 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 21항 또는 제 22항에 있어서, 상기 자기장 발생 장치가 타겟의 후방에 배치되는 하나 이상의 영구자석으로 구성되는 자기 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 28항에 있어서, 하나 이상의 제 2 코일이 상기 타겟의 전방 또는 후방에 배치되고, 자기장의 조절을 위해 전압이 제 2 코일에 인가되어 제 1 자기 시스템에 의해 발생된 자기장에 대해 반대 방향인 제 2 자기장이 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 21항 또는 제 22항에 따른 방법을 사용하여 공구를 코팅하는 방법.
  32. 제 1항 또는 제 2항에 따른 아크 공급 장치를 사용하여 공구를 코팅하는 방법.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005040536A1 (de) * 2005-08-26 2007-03-29 Honeywell Technologies Sarl Verfahren und Vorrichtung zum Messen einer Kraft und einer Position
KR100727646B1 (ko) * 2005-12-06 2007-06-13 장희선 이온 플레이팅장치의 금속타겟용 자속유도구
EP2466614A3 (de) * 2006-05-16 2013-05-22 Oerlikon Trading AG, Trübbach Arcquelle und Magnetanordnung
US7857948B2 (en) * 2006-07-19 2010-12-28 Oerlikon Trading Ag, Trubbach Method for manufacturing poorly conductive layers
TWI411696B (zh) 2006-07-19 2013-10-11 Oerlikon Trading Ag 沉積電絕緣層之方法
US7939181B2 (en) * 2006-10-11 2011-05-10 Oerlikon Trading Ag, Trubbach Layer system with at least one mixed crystal layer of a multi-oxide
CN105632859B (zh) * 2007-04-17 2018-03-30 欧瑞康梅塔普拉斯有限责任公司 真空电弧蒸发源及带有真空电弧蒸发源的电弧蒸发室
DE112008004247T5 (de) 2008-12-26 2012-04-12 Fundación Tekniker Lichtbogenverdampfer und Verfahren zum Betreiben des Verdampfers
DE102009008161A1 (de) * 2009-02-09 2010-08-12 Oerlikon Trading Ag, Trübbach Modifizierbare Magnetkonfiguration für Arc-Verdampfungsquellen
JP5649308B2 (ja) * 2009-04-28 2015-01-07 株式会社神戸製鋼所 成膜速度が速いアーク式蒸発源及びこのアーク式蒸発源を用いた皮膜の製造方法
US9856556B2 (en) * 2010-04-23 2018-01-02 Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfaeffikon PVD coating for metal machining
JP5318052B2 (ja) * 2010-06-23 2013-10-16 株式会社神戸製鋼所 成膜速度が速いアーク式蒸発源、このアーク式蒸発源を用いた皮膜の製造方法及び成膜装置
JP6403269B2 (ja) * 2014-07-30 2018-10-10 株式会社神戸製鋼所 アーク蒸発源
JP7390396B2 (ja) 2019-03-15 2023-12-01 ナノフィルム テクノロジーズ インターナショナル リミテッド 改良されたカソードアーク源
KR102156499B1 (ko) 2019-05-31 2020-09-15 배상열 아크 발생 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5298136A (en) 1987-08-18 1994-03-29 Regents Of The University Of Minnesota Steered arc coating with thick targets

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4673477A (en) * 1984-03-02 1987-06-16 Regents Of The University Of Minnesota Controlled vacuum arc material deposition, method and apparatus
JPS6247477A (ja) * 1985-08-28 1987-03-02 Tokuda Seisakusho Ltd スパツタリング装置
NL8700620A (nl) * 1987-03-16 1988-10-17 Hauzer Holding Kathode boogverdampingsinrichting alsmede werkwijze voor het bedrijven daarvan.
DE4017111C2 (de) * 1990-05-28 1998-01-29 Hauzer Holding Lichtbogen-Magnetron-Vorrichtung
US5234560A (en) * 1989-08-14 1993-08-10 Hauzer Holdings Bv Method and device for sputtering of films
DE19617057C2 (de) * 1996-04-29 1998-07-23 Ardenne Anlagentech Gmbh Sputteranlage mit zwei längserstreckten Magnetrons
US6036828A (en) * 1997-08-30 2000-03-14 United Technologies Corporation Apparatus for steering the arc in a cathodic arc coater
US6103074A (en) * 1998-02-14 2000-08-15 Phygen, Inc. Cathode arc vapor deposition method and apparatus
WO2000016373A1 (de) * 1998-09-14 2000-03-23 Unaxis Trading Ag Targetanordnung für eine arc-verdampfungs-kammer
TWI242049B (en) * 1999-01-14 2005-10-21 Kobe Steel Ltd Vacuum arc evaporation source and vacuum arc vapor deposition apparatus
JP3789667B2 (ja) * 1999-01-14 2006-06-28 株式会社神戸製鋼所 真空アーク蒸発源及び真空アーク蒸着装置
US5997705A (en) * 1999-04-14 1999-12-07 Vapor Technologies, Inc. Rectangular filtered arc plasma source
JP3917348B2 (ja) * 1999-05-26 2007-05-23 株式会社神戸製鋼所 アーク蒸発源、真空蒸着装置及び真空蒸着方法
JP3993388B2 (ja) * 2001-01-16 2007-10-17 株式会社神戸製鋼所 真空アーク蒸発源
BR0116951B1 (pt) * 2001-03-27 2011-06-14 evaporador de arco com guia magnÉtico poderoso para alvos tendo uma grande Área de superfÍcie.
DE10127013A1 (de) * 2001-06-05 2002-12-12 Gabriel Herbert M Lichtbogen-Verdampfungsvorrichtung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5298136A (en) 1987-08-18 1994-03-29 Regents Of The University Of Minnesota Steered arc coating with thick targets

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