KR20100015634A - 진공 아크 기화 소스 및 진공 아크 기화 소스를 가진 진공 아크 기화 챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 링형 자장 소스(2), 및 음극(32)의 기화 표면(33)에 아크 방전을 발생시키기 위한 상기 음극(32)으로서의 기화 재료(31)를 가진 음극 본체(3)를 포함하는 진공 아크 기화 소스에 관한 것이다. 이러한 배치에서, 상기 음극 본체(3)는 제1 축방향에서는 음극 베이스(34)에 의해 축방향으로 경계가 지어지고, 제2 축방향에서는 상기 기화 표면(33)에 의해 축방향으로 경계가 지어져 있으며, 상기 링형 자장 소스(2)는 상기 기화 표면(33)의 법선(300)에 대해 평행하거나 평행하지 않게 극성을 가지도록 배치되어 있고, 상기 기화 표면(33)의 상기 법선(300)에 대해 동심으로 배치되어 있다. 본 발명에 따라, 자장 강화 링(4)이 상기 음극 베이스(34) 앞에 소정 제2 거리(A2)에 기화 표면(33)으로부터 먼 쪽에 배치되어 있다. 본 발명은 또한, 아크 기화 소스(1)를 가진 아크 기화 챔버(10)에 관한 것이다.

링형 자장 소스, 음극, 기화 표면, 기화 재료, 음극 본체, 음극 베이스, 법선, 자장 강화 링, 아크 기화 소스, 아크 기화 챔버.

Description

진공 아크 기화 소스 및 진공 아크 기화 소스를 가진 진공 아크 기화 챔버{VACUUM ARC VAPORIZATION SOURCE, AND AN ARC VAPORIZATION CHAMBER WITH A VACUUM ARC VAPORIZATION SOURCE}

본 발명은 진공 아크 기화 소스 및 진공 아크 기화 소스를 가진 진공 아크 기화 챔버에 관한 것이다.

복수개의 진공 아크 기화 장치는, 음극으로서 형성된 기화 재료를 가진 아크 방전이 진공 챔버 내에서 발생되고, 이를 통해 기화 재료가 아크의 에너지에 의해 기화되고, 기판 상에 박막을 증착시키기 위해 완전히 또는 부분적으로 이온화되는 종래기술로부터 공지되어 있다.

이러한 장치에서, 위와 같은 방식으로 증착되는 막은 매우 다양한 기능을 충족시킬 수 있다. 막은 순전한 장식 목적을 충족시킬 수 있고, 마모 또는 부식을 방지할 수 있거나, 공작물의 표면을 열의 극단적 영향으로부터 차단할 수 있다. 자주, 아크 기화에 의해 도포된 층은 2개 이상의 다른 기능을 동시에 충족시킨다. 따라서, 동일하거나 다른 조성을 가진 다층 층 시스템을 도포하는 것도 오래동안 공지되어 있다.

따라서, 예를 들면, 다중 컴포넌트 층의 제조를 위한 방법 및 장치가 DD 293145에 기술되어 있는데, 복수개의 작동면을 포함하는 음극이 사용되며, 작동면에서 위치 및 시간과 관련하여 자장이 변경될 수 있어, 필요한 층 조성에 따라 음극 스폿이 여러 개의 다른 작동면에 강제로 형성된다.

이와 관련된 방법 및 대응하는 장치가 DD 285 463에 도시되어 있는데, 음극의 더욱 균일한 부식 방지를 확실하게 하기 위한 것으로서, 예를 들면 간단한 단일층 층 시스템을 도포하는 데에 바람직하게 사용될 수 있다.

다층 층 시스템의 단일층을 도포할 것인가에 상관 없이, 이러한 종류 또는 종래기술로부터 공지된 유사한 모든 진공 아크 기화 플랜트는 여러 가지 결정적 단점을 가진다.

따라서, 공지된 아크 기화기에서, 실제로 바람직한 작은 기화되고 이온화된 입자보다 상당히 큰 몇 마이크로미터까지의 직경을 가진 용융된 입자가 회피할 수 없이 형성된다. 이들 상당히 큰 입자는 다음에는 층 또는 박막으로 혼합되어, 막의 표면 구조, 강도, 접착강도 및 트라이볼러지(tribological) 특성 등을 저하시키며, 단일층 및 다층 층에서 도포된 층의 불규칙한 조성을 일으킬 수 있다.

이러한 것을 방지하기 위해, JP 2 194 167에, 기화 표면과 기판 사이에 공기 코어를 가지며 기화 표면에 동축인 코일을 배치하는 것이 제안되어 있다. 이러한 방식으로, 플라즈마 내의 전자는, 코일에 의해 발생되는 자력선 주위로 강제로 보내어지고, 플라즈마가 기판에 도달하도록 회전 운동을 수행하는 동안에 자력선을 따라 흐른다. 이러한 유도 효과는 자연적으로 중성 용융된 입자에 작용하지 않는다. 이러한 배치의 다른 결정적 단점은, 코일이 기판과 기화 표면 사이의 중간 위 치에 배치되어, 코일에 의해 발생되는 자장이 기화 표면에 대해 반경 방향 내향으로 향하게 한다. 이것은, 아크가 음극의 중앙에 가깝게 운반되는 경향이 있어 불균일하게 사용되는 결과를 가진다. 또한, 예를 들면 다층 층 또는 복합 조성의 층을 제조하기 위해 어떤 경우에 챔버 내에 추가로 배치될 수 있는 추가적 기화 소스는 자기 코일에 의해 부정적으로 영향을 받아, 바람직하지 않은 영향을 일으킬 수 있다.

따라서, 유럽 특허출원 EP 0 495 447에, 음극 본체의 후방측에 추가적 자장 소스를 제공하는 것이 제안되어 있는데, 추가적 자장 소스로부터 발생되는 자장이 위치 및 시간에 대해 변화될 수 있도록 소스가 모터에 결합되어, 아크는 기화 표면 상에서 의도적으로 안내될 수 있고, 따라서 음극의 더욱 균일한 부식이 보장될 수 있다. 이러한 배치의 단점은 자연스럽게, 구조는 조립, 작동 및 서비스에 있어서 매우 복잡하다는 것이다. 또한, 위치 및 시간에 대해 추가로 변화되는 분산 필드가 마찬가지로 발생되고, 인접한 기화 음극은 바람직하지 않은 영향에 노출될 수 있다.

종래기술로부터 알려진 이들 문제의 해결을 위해, DE 600 19 821에, 링형 자장 발생 소스를 기화 재료를 둘러싸도록 배치하고, 자장 발생 소스의 북극과 남극 상에 기화 표면을 제공하는 것이 제안되어 있다. 이러한 목적을 위해, 2개의 자장 발생 소스가 아크 방전 소스 주위에 그룹핑되는데, 하나는 내부에 있고 다른 하나는 외부에 있다. 이러한 배치에서, 자장 발생 소스의 자력선은 법선에 대해 +/- 30°의 각도로 기화 표면과 교차되어야 한다.

이와 관련하여, 디스크형 자장 소스는, 기화 표면으로부터 멀어지는 방향으로 향한 기화 음극의 쪽에 음극 본체의 하면에서 중앙에 구비되어, 링형 자장 발생 소스의 자력선은, 기화 표면의 불균일한 부식 또는 증발(ablation)이 방지되도록 아크가 기화 표면 상에 안내되도록 변경되게 된다. 그러나, 경험에 의하면, 자석을 중앙에 위치시키면, 정확히 음극 표면의 중앙에서 자장이 강화되는 것이 보여졌다.

상기 시스템은 그 구조로 인해 유연하지 못하다. 이것은 특히, 영구 자석 소스가 사용되면, 자장의 강도 및 음극에서의 자장 강도의 분포가 실제로 더 이상 변경될 수 없다는 것을 뜻한다. 따라서, 상기 시스템은 예를 들면 인접 자기 소스에 의해 외부 영향, 다른 음극 재료, 음극에서의 코팅 프로세스 또는 부식 프로세스를 결정짓는 다른 영향에 적응될 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은, 향상된 진공 아크 기화 소스, 및 특히 기판을 향해 강화된 자장을 릴리스하고, 동시에 한편으로는 균일한 코스가 음극 부식을 통해 달성될 수 있으며, 아크의 최적 가속이 가능하도록 자장의 바람직한 코스가 음극 표면에서 달성되도록 내부 음극에서 자장이 강화되는 것을 확실하게 하는 향상된 아크 기화 챔버를 이용 가능하게 하는 것이다.

이러한 배치에서, 음극 표면의 중앙에서의 과도한 자장의 강화는 피하여야 한다.

이러한 배치에서, 아크 기화 소스 또는 아크 기화 소스를 장착한 아크 기화 챔버가 하시라도 변하는 요구사항에 대해 간단하고 경제적인 방식으로 이상적으로 적응될 수 있도록, 향상된 시스템은 동시에 자장의 형상의 변경 가능성에 대해 상당한 유연성을 가져야 한다.

이러한 목적을 충족시키는 본 발명의 주제는, 링형 자장 소스(2), 및 음극(32)의 기화 표면(33)에 아크 방전을 발생시키기 위한 상기 음극(32)으로서의 기화 재료(31)를 가진 음극 본체(3)를 포함하며, 상기 음극 본체(3)는 제1 축방향에서는 음극 베이스(34)에 의해 축방향으로 경계가 지어지고, 제2 축방향에서는 상기 기화 표면(33)에 의해 축방향으로 경계가 지어져 있으며, 상기 링형 자장 소스(2)는 상기 기화 표면(33)의 법선(300)에 대해 평행하거나 평행하지 않게 극성을 가지도록 배치되어 있고, 상기 기화 표면(33)의 상기 법선(300)에 대해 동심으로 배치되어 있으며, 자장 강화 링(4)이 상기 음극 베이스(34) 앞에 소정 제2 거리(A2)에 상기 기화 표면(33)으로부터 먼 쪽에 배치되어 있는, 진공 아크 기화 소스, 및 상기 진공 아크 기화 소스(1)를 포함하는 아크 기화 챔버에 의해 특징지어진다.

각각의 종속항은 본 발명의 특히 바람직한 실시예에 관련된다.

따라서, 본 발명은, 링형 자장 소스, 및 음극의 기화 표면에 아크 방전을 발생시키기 위한 상기 음극으로서의 기화 재료를 가진 음극 본체를 포함하는 진공 아크 기화 소스에 관한 것이다. 이러한 배치에서, 상기 음극 본체는 제1 축방향에서는 음극 베이스에 의해 축방향으로 경계가 지어지고, 제2 축방향에서는 상기 기화 표면에 의해 축방향으로 경계가 지어져 있으며, 상기 링형 자장 소스는 상기 기화 표면의 법선에 대해 평행하거나 평행하지 않게 극성을 가지도록 배치되어 있고, 상기 기화 표면의 상기 법선에 대해 동심으로 배치되어 있다. 본 발명에 따라, 자장 강화 링이 상기 음극 베이스 앞에 소정 제2 거리에 기화 표면으로부터 먼 쪽에 배치되어 있다.

따라서, 기화 표면으로부터 먼 쪽에 있는 자장 강화 링과 기화 표면의 영역에 배치되는 링형 자장 소스의 조합은 본 발명에 중요하다.

이러한 배치에서, 상기 자장 소스는, 상기 기화 표면이 상기 자장 소스의 북극과 남극 사이에 놓이도록, 상기 법선에 대해 동심으로 배치될 수 있다. 즉, 매우 특별한 실시예에서, 예를 들면 링형 자장 소스는, 기화 표면이 링형 자장 소스의 북극까지의 거리와 대략 동일한 링형 자장 소스의 남극까지의 거리를 가지도록, 음극의 기화 표면을 둘러싼다.

실제로 매우 중요한 실시예에서, 링형 자장 소스는 상기 음극 본체의 상기 음극 베이스로부터 먼 쪽에 소정 제1 거리로 상기 기화 표면으로부터 이격되어 있다.

기화 표면이 링형 자장 소스의 북극과 남극 사이에 배치되지 않고 링형 자장 소스로부터 소정 거리 이격되면, 음극 본체의 영역에서, 특히 기화 표면의 영역에서 더 균일한 이상적 자장 분포가 달성될 수 있다는 것이 놀랍게도 보여졌다. 그러나, 링형 자장 소스의 북극과 남극 사이에 기화 표면을 배치하는 것이 바람직한 특별한 이용예가 존재한다.

중요한 용도와 관련하여, 한편 기화 표면이 링형 자장 소스의 북극과 남극 사이에 배치되지 않고 링형 자장 소스로부터 소정 거리 이격되며, 다른 한편 공지되어 있는 디스크형 자장 소스 대신에 음극 본체의 중앙의 아래에 배치되면, 자장 강화 링이 구비된다는 사실로 인해, 음극 본체의 영역에서 특히 기화 표면의 영역에서 이상적 자장 분포가 달성될 수 있으며, 그것은 종래기술로부터 공지되어 있는 단점을 보이지 않는다는 것이 놀랍게도 보여졌다.

본 발명에 따른 배치에 의해, 종래기술과 비교하여 상당히 더 균일한 자장이 특히 음극의 중앙 영역에서 발생된다. 그 결과, 음극은 매우 균일하게 이용되며, 즉 전체 기화 표면에 걸쳐 부식되고, 이러한 긍정적 효과는, 주로 아크의 이동을 가속시키기 위해 작용하는 기화 표면에 대해 평행한 자장 컴포넌트에 대해 손상을 일으키지 않는다. 이것은, 궁극적으로, 기화 표면 상에서의 아크의 안내가 현저히 향상되며, 그것은 무었보다도 음극의 훨씬 균일한 부식을 일으키며 현저히 양호한 코팅 결과를 가져온다.

또한, 동시에, 자장은 기판을 향한 방향에서 증가되며, 그것은 궁극적으로 기판의 코팅 동안에 코팅 품질에 대해 매우 긍정적인 효과를 가진다.

이것은, 자장 소스를 음극 표면에 또는 기판의 방향에서 음극 표면으로부터 일정 거리에 위치시킴으로써 달성된다.

또한, 본 발명에 따른 아크 기화 소스 또는 아크 기화 챔버는 그 구조로 인해 매우 가요성을 가진다. 이것은, 영구자석이 사용되더라도, 음극에서의 자장 강도 및 자장 강도의 분포가 매우 간단히 변경될 수 있다는 것을 뜻한다. 따라서, 본 발명에 따른 시스템은 예를 들면 인접 자기 소스로 인해 외부 영향의 변화에 용이하게 적응될 있고, 아크 내의 다른 전류 밀도에, 또는 음극에서의 코팅 프로세스 또는 부식 프로세스를 결정짓는 다른 영향에 용이하게 적응될 수 있다.

이와 관련하여, 본 발명에 따른 아크 기화 소스의 모듈라 구성 방법이 특히 바람직하다. 본 발명에 따른 아크 기화 소스는 바람직하게 내부 자석과 기화기 베이스 플레이트로 구성되며 제2 자석 시스템과는 별도인 시스템으로 구성되어, 자석 시스템은 서로에 대해 별도로 또한 독립적으로 조절 또는 변경 또는 교환될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 자장 강화 링은 상기 법선에 대해 평행하거나 평행하지 않게 극성을 가지며 및/또는 상기 법선에 대해 동심으로 배치되어 있다.

실제 사용시에 특히 중요한 실시예에서, 자장 강화 링에 더하여, 하나 이상의 자기 교정 링이 상기 음극 베이스 앞에 소정 제3 거리에 기화 표면으로부터 먼 쪽에 배치될 수 있다. 자기 교정 링에 의해, 자장 분포의 형상을 미세 조절할 수 있어, 복잡한 경우에도 기화 표면 상의 아크의 이상적 안내가 확실하다.

바람직한 자장 분포 또는 자장의 코스의 공간 분포에 따라, 상기 자기 교정 링은 상기 법선에 대해 평행하거나 평행하지 않게 극성을 갖도록 배치될 수 있고 및/또는 상기 법선에 대해 동심으로 배치된다.

또한, 어떤 특별한 경우에는, 상기 자장 강화 링 및/또는 상기 자기 교정 링은 상기 법선에 대해 동심으로 정렬되지 않고 및/또는 상기 자장 강화 링 및/또는 상기 자기 교정 링은 원형이 아닌 단면적을 가질 수 있다. 고도로 복잡한 자장 형상이, 이들과 같은 배치를 사용하여 음극 본체의 영역에 구성될 수 있어, 예를 들면 복수개의 기판을 코팅할 때, 자장은 다른 기판을 향하는 방향에서 다른 강도를 가질 수 있어, 다른 기판이 다른 상황 하에서 동일한 소스로부터 동시에 코팅될 수 있다. 또는 그것은, 예를 들면, 상기 음극이 다른 코팅 재료를 가진 다른 영역을 포함할 때 바람직하게 사용될 수 있어, 기화 표면 상에서의 아크의 대응하는 복잡한 안내가 필요하다.

상기 제1 거리 및/또는 상기 제2 거리 및/또는 상기 제3 거리는 조절될 수 있고, 특히 기화 재료에 따라 및/또는 상기 음극의 부식 상태에 따라 조절될 수 있고 및/또는 상기 진공 아크 기화 소스의 다른 작동 변수에 따라 제어 또는 조절될 수 있는 본 발명에 따른 진공 아크 기화 소스의 실시예는 실제 사용에 매우 중요하며, 그 결과, 진공 아크 기화 소스는 모든 가능한 작동 상태 및 프로세스의 요구사항에 대해 지금까지 공지되지 않은 신축성을 얻는다.

이와 관련하여, 상기 제1 거리 및/또는 상기 제2 거리 및/또는 상기 제3 거리는 바람직하게 0 내지 200mm의 범위에 있을 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 이러한 배치에 있어서 기화 표면은 자장 소스 중 1개의 자장 소스의 북극과 남극 사이에 직접 놓이지 않는다는 것이 명백한데, 왜냐하면, 직접 놓이는 경우에, 본 발명에 따른 이상적 자장 분포 형상이 얻어질 수 없기 때문이다.

위에서 이미 상세히 설명한 다른 자장 소스는 다른 개념에 의해 의해 이러한 배치에 실현될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 상기 링형 자장 소스 및/또는 상기 자장 강화 링 및/또는 상기 자기 교정 링은, 상기 법선에 대해 기본적으로 평행하게 정렬된 복수개의 영구자석을 포함할 수 있다. 이와 관련하여 기본적으로 평행하다는 것은, 기화 표면의 법성과 영구자석의 극성 방향 사이의 각도가 예를 들면 0°와 20° 사이에 있고, 그러나 바람직하게는 0°라는 것을 뜻한다.

이러한 배치에서, 상기 링형 자장 소스 및/또는 상기 자장 강화 링 및/또는 상기 자기 교정 링은, 바람직하게 기화 표면의 법선에 대해 기본적으로 평행한 링 자석을 또한 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 링형 자장 소스 및/또는 상기 자장 강화 링 및/또는 상기 자기 교정 링은 전자석을 포함할 수 있다. 전자석을 사용할 때, 자장의 강도 및 형상은 자연적으로 특정한 요구사항에 따라 특히 신축성 있게 조절될 수 있다.

일반적 수준에서 말하면, 실제 사용에 매우 중요한 실시예에서, 상기 링형 자장 소스의 자장 강도 및/또는 상기 자장 강화 링의 자장 강도 및/또는 상기 자기 교정 링의 자장 강도는 특히 상기 기화 재료에 따라 및/또는 상기 음극의 부식 상태에 따라 변경 및/또는 제어 및/또는 조절될 수 있고 및/또는 상기 진공 아크 기화 소스의 다른 작동 변수에 따라 제어 또는 조절될 수 있다.

특별한 용도에 따라, 상기 자장 강도는, 상기 링형 자장 소스 및/또는 상기 자장 강화 링 및/또는 상기 자기 교정 링의 전자석을 통해 흐르는 전류의 제어 및/또는 조절에 의해 제어 및/또는 조절될 수 있다.

링 자석이 사용되면, 상기 자장 강도는, 상기 링형 자장 소스 및/또는 상기 자장 강화 링 및/또는 상기 자기 교정 링의 상기 링 자석을 교환 및/또는 추가 및/또는 제거함으로써 조절될 수 있다.

상기 자장 강도가, 상기 링형 자장 소스 및/또는 상기 자장 강화 링 및/또는 상기 자기 교정 링의 상기 법선에 대해 평행하게 정렬된 상기 복수개의 영구자석의 수를 변경함으로써 조절될 수 있는, 본 발명에 따른 그러한 실시예가 많은 실제 사용에 있어서 특히 바람직한 것으로 입증되었다.

다른 자장 소스의 자기 극성 방향에 대해서는,

상기 링형 자장 소스 및/또는 상기 자장 강화 링 및/또는 상기 자기 교정 링은 상기 법선에 대해 동일한 방향으로 극성을 가지며, 다른 경우에서는, 상기 링형 자장 소스 및/또는 상기 자장 강화 링 및/또는 상기 자기 교정 링은 상기 법선에 대해 반대 방향으로 극성을 가진다.

종래기술에서 자체적으로 공지되어 있듯이, 냉각 시스템, 특히 수냉 시스템이 상기 아크 기화 소스의 냉각을 위해 구비되어 있다.

상기 링형 자장 소스 및/또는 상기 자장 강화 링 및/또는 상기 자기 교정 링은, 고온 자석, 특히 SmCo로 이루어진 고온 자석을 포함할 수 있어, 아크 기화 소스를 사용하여 상당히 높은 작동 온도를 얻을 수 있거나, 감소된 냉각 파워를 사용하여 기화 음극 상에서 작업이 수행될 수 있다. 특별한 경우에, 냉각은 없을 수도 있다.

상기 링형 자장 소스는, 바람직하게는 자체적으로 공지되어 있는 방식으로 장착 블럭에 배치되어 있으며, 특히 구리로 이루어진 장착 블럭에 배치되어 있고, BN 절연체는 상기 음극의 상기 기화 표면에 대한 아크 방전을 제한하기 위해 상기 장착 블럭과 상기 음극 사이에 구비되어 있다.

이와 관련하여, 상기 장착 블럭은 아크 방전의 점화 및 유지를 위해 주 양극을 포함할 수 있고, 상기 주 양극은 상기 장착 블럭에 대해 전기 절연되어 있지만, 다른 실시예에서는 상기 장착 블럭에 대해 반드시 전기 절연될 필요는 없다.

상기 BN 절연체는 아크 방전의 점화 및 유지를 위해 상기 음극과 접촉되어 있는데, 이러한 배치는 종래기술로부터 자체적으로 공지되어 있다.

아크의 향상된 점화를 얻기 위해, 상기 아크 기화 소스는, 특히 직선으로 이동 가능하거나 회전 가능하게 배치된, 아크 방전의 점화를 위한 피봇 가능한 트리거 디바이스를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 상술하였고 아래에서 도면의 도움을 받아 설형되는 진공 아크 기화 소스를 포함하는 아크 기화 챔버에 관한 것이다.

원리적으로 종래기술로부터 공지되어 있듯이, 본 발명에 따른 상기 진공 아크 기화 소스 및 상기 아크 기화 챔버 자체의 상기 음극 본체는 전력 공급 유닛에 연결될 수 있고, 상기 아크 기화 챔버는 상기 음극 본체에 대해 양극으로서 전기 접속되어 있다.

상기 아크 기화 챔버는 또한, 당업자에게 자체적으로 공지되어 있는 방식으로, 상기 장착 블럭으로부터 전기 절연된 주 양극에 전기 저항기를 통해 전기 접속되어 있으며, 상기 장착 블럭으로부터 전기 절연된 주 양극이 보조 전기 공급 유닛의 양극에 접속되어 있고, 상기 아크 기화 챔버는 상기 보조 전기 공급 유닛의 음극에 접속되어 있다.

이러한 배치에서, 상기 전기 에너지 공급 유닛 및/또는 상기 보조 전기 공급 유닛은 직류 전기 에너지 소스이고, 다른 실시예에서는, 상기 전기 에너지 공급 유닛 및/또는 상기 보조 전기 공급 유닛은 펄스 전기 에너지 소스 또는 다른 임의의 적절한 전기 에너지 소스일 수 있다.

연속적 DC 작동에서 본 발명에 따른 아크 소스의 작동을 위한 통상적 변수는, 10 내지 600V 범위에 있는 에너지 소스의 작동 전압, 및 30 내지 500A 범위에 있는 전류이다. 펄스 방전이 사용되면, 냉각에 의해 시간에 따라 평균화된 에너지를 소산시키기 위해 소스의 냉각이 여전히 적절하도록, 수천A에 달하는 펄스 전류가 인가될 수 있다. 에너지 소스의 펄스 주파수는 수Hz 내지 수십kHz 범위에 놓일 수 있다. 보조 소스는 유사한 변수에 의해 작동된다.

기화기가 사용되는 작동 압력은 고진공으로부터 50Pa의 범위이다.

본 발명을 아래에서 개략적인 도면의 도움을 받아 설명한다.

도 1은, 본 발명에 따른 진공 아크 기화 소스의 제1 실시예를 도시하는 도면이다.

도 2a는, 복수개의 영구자석을 가진 진공 아크 기화 소스의 후면도이다.

도 2b는, 도 2a에 따른 I-I선의 단면도이다.

도 3은, 자석 교정자 링을 가진 진공 아크 기화 소스의 본 발명에 따른 실시예의 도면이다.

도 4는, 복수개의 영구자석을 가진 도 3에 따른 다른 실시예의 후면도이다.

도 5는 BN 절연체를 가진 실시예의 도면이다.

도 6은, 피봇 가능한 트리거 디바이스를 가진 아크 기화 챔버의 도면이다.

도 7은, 주 양극 및 저항기를 가진 아크 기화 챔버의 도면이다.

도 8은, 보조 유닛을 가진 도 7에 따른 실시예의 도면이다.

도 9는, 복수개의 진공 아크 기화 소스를 가진 제1 아크 기화 챔버의 도면이다.

도 10은, 복수개의 진공 아크 기화 소스를 가진 제2 아크 기화 챔버의 도면이다.

도 1에, 다음에서 전체로서 도면부호 1로 표시되는 진공 아크 기화 소스의 간단한 제1 실시예가, 본 발명에 따른 아크 기화 챔버 내에 내장된 상태로 단면도로 개략적으로 도시되어 있다.

본 발명에 따른 진공 아크 기화 소스(1)는, 링형 또는 환형 자장 소스(2), 및 음극(32)의 기화 표면(33)에 아크 방전을 발생시키기 위한 음극(32)으로서의 기화 재료(31)를 가진 음극 본체(3)를 포함한다. 음극 본체(3)는 제1 축방향에서는 음극 베이스(34)에 의해 축방향으로 경계가 지어지고, 제2 축방향에서는 기화 표면(33)에 의해 축방향으로 경계가 지어진다. 링형 자장 소스(2)는, 음극 본체(3)의 음극 베이스(34)로부터 먼 쪽에 소정 제1 거리(A1)로 이격되는 기화 표면(33)의 법선(300)에 대해 동심으로 배치되고, 기화 표면(33)의 법선(300)에 대해 평행하거나 평행하지 않게 극성을 가지도록 배치된다. 본 발명에 따라, 자장 강화 링(4)은 음극 베이스(34) 앞에 소정 제2 거리(A2)에 기화 표면(33)으로부터 먼 쪽에 배치된다.

이러한 배치에서, 자장 강화 링(4)의 내경(D1)은 음극(32)의 직경의 약 3%, 특히 10%, 바람직하게는 15%, 특히 50% 이상에 달한다. 예를 들면 100mm의 직경을 가진 음극(32)이 사용되면, 자장 강화 링(4)의 내경(D1)은 예를 들면 3mm, 특히 10mm, 바람직하게는 15mm, 및 특히 50mm 이상에 달한다.

자장 강화 링(4)의 폭(B)은 음극(32)의 직경의 약 2%, 특히 5%, 바람직하게는 10% 이상에 달한다. 한편 100mm의 직경을 가진 음극(32)이 사용되면, 자장 강화 링(4)의 폭(B)은 예를 들면 2mm, 특히 5mm, 바람직하게는 10mm 이상에 달할 수 있다.

이와 관련하여, 자장 강화 링(4)의 특정한 형상은 특정 코팅 작업, 코팅 배치의 형상 및/또는 사이즈, 음극 재료 또는 코팅 프로세스에 영향을 주는 다른 변수에 의존할 수 있다.

이러한 배치에서, 진공 아크 기화 소스는, 알려진 방법으로 아크 기화 챔버(10)에 설치되고, 진공 아크 기화 소스에, 화살표(600)로 표시되는 냉각수가 냉각을 위해 흐르는 냉각 시스템(6)이 구비된다. 전체적으로 링형 자장 소스(2) 및 자장 강화 링(4)에 의해 발생되는 자장은, 자장의 실제 형상을 나타내지는 않으며 전자(e^-)의 이동에 영향을 주는 자력선(200)에 의해 매우 단순화되어 개략적으로 표시된다.

도 2a에서, 후면도, 즉 진공 아크 기화 소스(1)의 음극 베이스(34)를 바라보는 도면이 도시되어 있는데, 자장 강화 링(4)은 기본적으로 복수개의 영구자석(40)으로 형성된다. 자장 강화 링(4)의 영구자석(40)은 음극 베이스(34) 앞에 소정 제 2 거리(A2)에 기화 표면(33)으로부터 먼 쪽에 배치되고, 법선(300)에 대해 기본적으로 평행하거나 평행하지 않은 자기 극성에 대해 정렬된다. 예를 들면 모든 영구자석(40)은 법선(300)에 대해 평행하거나 평행하지 않게 정렬될 수 있는데, 즉, 예를 들면 음극 본체(3)의 영역에 특정 자석 형상을 실현하기 위해, 영구자석(40) 중 몇개는 상기 법선에 대해 평행하게 정렬될 수 있고, 영구자석(40) 중 다른 몇개는 상기 법선에 대해 평행하지 않게 정렬될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

또한, 자장 강화 링(4) 및/또는 자기 교정 링(5) 및/또는 자장 소스(2)는, 예를 들면 페라이트 링 또는 강자성 링 또는 비자성 링에 의해 형성될 수 있으며, 자장 강화 링(4) 및/또는 자기 교정 링(5) 및/또는 자장 소스(2) 상에, 예를 들면 상기 법선(300)에 대해 평행하게 정렬되는 복수개의 영구자석(20, 40, 50)이 배치되며, 페라이트 링 또는 강자성 링 또는 비자성 링은 또한 생략될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

실제 사용을 위해 중요한 실시예에서, 자장 강화 링(4)은, 예를 들면 3개의 영구자석(40)이 120°의 간격으로 배치되는 페라이트 링에 의해 형성된다.

상기 사항은 물론 링형 자장 소스(2)의 영구자석(40) 및 자기 교정 링(5)의 영구자석(50)의 가능한 배치에도 적용되며, 그것은 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.

명확성을 위해, 도 2a에 따른 음극 본체(3)를 통하여 I-I선을 따른 단면이 도 2b에 도시되어 있다. 법선(300)에 대해 동심으로 기화 표면(33) 바로 위에 배치되는 링형 자장 소스가 도시되어 있다. 도 2b의 예에서, 링형 자장 소스(2)는 링 자석(2)이다. 다른 실시예에서는, 링 자석(2)은 또한 복수개의 개별적 링 자석(2)으로 형성될 수 있고 및/또는, 복수개의 영구자석(20)으로 형성될 수 있으며 및/또는 전자석(2)에 의해 실현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

자장 강화 링(4)은 자기 또는 비자성 장착 링을 포함하며, 자장 강화 링(4)에서, 이들 영구자석(40)이 쉽게 교환될 수 있거나, 요구사항에 따라 영구자석(40)의 전체 수가 변경되어, 자장 강화 링(4)의 자장에 의해 발생되는 자장의 강도 및/또는 형상이 매우 간단히 변경될 수 있도록, 영구자석(40)이 바람직하게 착탈 가능하게 구비된다.

도 3에, 자기 교정 링(5)을 가진 진공 아크 기화 소스(1)의 본 발명에 따른 실제 사용에 있어서 특히 중요한 다른 실시예가 부분적으로는 단면도로 도시되어 있다. 링형 자기 소스(2)는 음극(32)의 기화 표면(33)으로부터 거리(A1)에 이격된다. 자기 교정 링(5)은, 음극 베이스(34)로부터 약간 큰 거리(A3)에 이격되는 자기 강화 링(4)보다 음극 베이스(34)에 약간 가깝게 거리(A2)에 위치된다. 또한, 당업자에게 공지되어 있지만 상세히 도시되지는 않았고, 모든 거리(A1, A2, A3)가 요구사항에 따라 적절한 방식으로 변경되게 하는 수단이 있다.

도 3의 예에서, 자장 소스(2), 자장 강화 링(4), 및 자기 교정 링(5)은 동일한 의미에서 법선에 대해 자기적으로 극성을 가진다. 다른 실시예에서 상기 자기 링은 법선(300)에 대해 임의의 다른 적절한 조합으로 배치될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 요구사항에 따라서, 이것은 변화될 수 있으며, 예를 들면 사용되는 자석(2, 4, 5)의 상대적 강도에 의해 및/또는 음극 본체(3)에 대해 특정한 형상 배 치, 또는 장치 또는 기술적 절차에 관한 다른 규격에 의해 결정될 수 있다.

도 4는 도 3에 따른 다른 실시예의 후면도를 도시하는데, 자기 강화 링(4) 및 자기 교정 링(5)은 복수개의 영구자석(40, 50)에 의해 형성된다. 도 4의 예에서, 자기 강화 링(4) 및 자기 교정 링(5)은 음극 베이스(34)로부터 동일한 거리에 있다.

일실시예가 도 5에 도시되어 있는데, 양극(9)이 BN-절연체(8)를 통해, 즉, 예를 들면 구리로 구성될 수 있는 전기 전도 장착 블럭(7)에 대해 기본 성분으로서 질화붕소 즉 BN을 함유하는 전기 절연층을 통해 전기 절연된다. BN 층을 가진 이러한 배치는 자체적으로 공지되어 있으며, 주로 양극(9) 또는 장착 블럭97)에 대한 아크의 누화(crosstalk)를 방지하는 작용을 한다. 동시에, 양극(9)은 코팅 프로세스 동안에 아크를 점화 및 유지하는 작용을 할 수 있다.

도 6의 실시예에서, 피봇 가능 트리거 디바이스(14)를 구비하는 아크 기화 챔버(10)가 개략적으로 도시되어 있는데, 트리거 디바이스(14)는 음전기 전위에 놓이는 음극 본체(3)에 대해 양극으로서 양전위에 전기 접속된다. 트리거 디바이스(14)는 아크의 점화 및 유지를 위해 자체로서 공지된 방식으로 작용하며, 화살표(141)로 표시된 바와 같이, 회전축 주위로 피봇될 수 있을 뿐만 아니라 기화 표면(33)까지의 거리에 대해 선형으로 화살표(142)를 따라 변경될 수 있다.

도 7 및 도 8은 각각 절연된 주 양극을 구비하는 본 발명에 따른 아크 기화 챔버의 실시예를 도시하고 있다. 아크 기화 챔버(10)는 에너지 공급 유닛(11)의 양극에 접속되고, 음극 본체(3)는 에너지 공급 유닛(11)의 음극에 접속된다. 즉, 아크 기화 챔버(10)는 음극 본체(3)에 대해 양극으로서 전기 접속된다.

양극(9)은, 장착 블럭(7)으로부터 전기 절연되는 주 양극(9)으로서 표시된다. 이와 관련하여, 도 7의 예에서, 주 양극(9)은 전기 저항기(12)를 통해 아크 기화 챔버(10)와 전기 결합되며, 도 8의 예에서는, 주 양극(9)은 자체적으로 공지된 방식으로 보조 전기 공급 유닛(13)을 통해 아크 기화 챔버(10)와 결합된다.

장착 블럭(7), 전기 에너지 공급 유닛(11), 및 주 양극(9)의 이러한 종류의 전기 배치를 위해, 주 양극(9)과 제2 양극이 발생되고, 제2 양극은 아크 기화 챔버(10) 자체에 의해 형성되도록, 전위 분리가 아크 기화 챔버(10)와 양극(9) 사이에 설정되는 것이 중요하다.

주 양극(9)과 아크 기화 챔버(10) 사이의 전위 분리는, 보조 전기 공급 유닛(13) 또는 전기 저항기(12)가 장착 블럭(7)과 아크 기화 챔버(10) 사이에 배치되고, 그러면 주 양극(9)은 장착 블럭(7)과 전기 접속되거나 장착 블럭(7)은 주 양극(9)을 형성하거나 직접 포함한다는 사실에 의해 실현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

이와 관련하여, 아크 기화 챔버(10)와 진공 아크 기화 소스(9) 사이의 전기 회로의 이론적 및 실제적 기본적 원리는 당업자에게 자체적으로 공지되어 있고, 여기에서 더 상세히 설명할 필요는 없다.

예로서, 아크 기화 챔버(10)의 두가지 추가적 실시예가 도 9 및 도 10에 도시되어 있는데, 실제적 사용에 특히 중요하다. 상기 실시예에서, 개별적 기화기의 극성의 배치는, 복수개의 아크 기화 챔버(10)에 설치되는 경우의 예로서 특히 설명 된다.

도 9 및 도 10에 기초하여, 1개의 동일한 아크 기화 챔버(10) 내에 복수개의 아크 기화 소스(1)가 존재할 때 자력선들 사이의 상호작용이 특히 명백하게 설명될 수 있다. 구체적 코팅 작업의 요구사항에 따라, 도 9 또는 도 10에 따른 변경예가 예를 들면 더 적합할 수 있다. 아크 기화 챔버(10) 내의 아크 기화 소스의 다른 배치도 자연적으로 본 발명에 망라된다는 것을 이해하여야 한다.

도 9는, 복수개의 아크 기화 소스(1)를 가진 제1 기화기 챔버(10)를 가진 배치를 도시하고 있는데, 그것은 아크 기화 챔버(10)의 횡방향으로 대향하여 배치되는 아크 기화 소스(1)의 자장을 강화한다. 도면에 따라, 상하 교대로 놓이는 아크 기화 소스(1)는 그 극성에 있어서 교대로 배치된다. 감쇄되는 극성을 가진 자장 소스(2)의 배치(예를 들면, N-극이 S-극에 대향하여 놓임)로 인해, 자력선은 아크 기화 챔버(10)를 통해 횡방향으로 폐쇄된다. 이것은, 도 9 및 도 10에서 간결성을 위해 도시되지 않은 코팅될 기판의 근처에서 반응 가스의 여기(excitation)의 바람직한 영향을 일으킨다. 코팅될 기판의 근처에서의 층의 성장은, 반응 가스의 여기를 통해 도 9의 배치에 의해 긍정적으로 영향을 받는다.

도 10은, 복수개의 아크 기화 챔버(10)를 가진 아크 기화 챔버(10)의 다른 변경예를 도시하고 있다. 이와 관련하여, 기화기(1)는 챔버(10)의 둘레에서 평면에 위치된다. 이러한 상반된 배치는, 도 9에 따른 자장의 강화가 챔버(10)를 통해 횡방향으로 일어나지 않고, 폐쇄된 자장이 기화기(1)들 사이에 발생하는 효과를 가진다. 이러한 구조는, 기판 근처에서의 프로세스 가스의 반응의 추가적 자극이 바 람직하지 않을 때, 예를 들면 층 내에 작은 비율의 반응 가스가 바람직한 그러한 층이 증착되어야 할 때 바람직하다.

상술한 실시예는 단순히 예로서 이해되어야 하고, 보호의 범위는 명시적으로 설명된 실시예에 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 특히, 실시예의 각각의 조합은 본 발명에 포함된다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 아크 기화 소스가 다양한 공작물의 코팅에 다양한 방식으로 사용될 수 있는데, 예를 들면 질화물, 탄화물, 질화탄소 또는 질화산소 층의 제조를 위해, 또한 산화물층 또는 탄소-산소-질화물 층 또는 아크 기화 소스에 의해 바람직하게 제조될 수 있는 모든 다른 층의 제조를 위해 통상적인 반응 가스를 사용한다.

아래에서, 기화 작업에 따라 자장의 조절을 위한 몇가지 실제적 방법을 기술한다.

링형 자장 소스는 자석의 수를 선택할 수 있게 하며, 또한 매거진(magazine) 저장을 위한 보어를 가진 장착 플레이트의 견고한 구조를 통해 상대 위치를 결정할 수 있게 한다. 다음에는 필요시에 양극이, 천공된 구멍 내로 나사체결된다.

자장 강화 링 및 자기 교정 링은, 음극 베이스 뒤의 공간이 자유롭게 디자인될 수 있기 때문에, 간단히 교환될 수 있다.

링 자체는 바람직하게 개별적 자석으로 구성되어, 그 수 및 극성이 조절될 수 있다. 음극 베이스까지의 거리 또는 서로 간의 거리의 조절은 간단한 기계적 미끄럼 및 클램핑 시스템을 사용하여 실현될 수 있다.

Claims (33)

1. 링형 자장 소스(2), 및 음극(32)의 기화 표면(33)에 아크 방전을 발생시키기 위한 상기 음극(32)으로서의 기화 재료(31)를 가진 음극 본체(3)를 포함하며,

   상기 음극 본체(3)는 제1 축방향에서는 음극 베이스(34)에 의해 축방향으로 경계가 지어지고, 제2 축방향에서는 상기 기화 표면(33)에 의해 축방향으로 경계가 지어져 있으며,

   상기 링형 자장 소스(2)는 상기 기화 표면(33)의 법선(300)에 대해 평행하거나 평행하지 않게 극성을 가지도록 배치되어 있고, 상기 기화 표면(33)의 상기 법선(300)에 대해 동심으로 배치되어 있으며,

   자장 강화 링(4)이 상기 음극 베이스(34) 앞에 소정 제2 거리(A2)에 상기 기화 표면(33)으로부터 먼 쪽에 배치되어 있는,

   진공 아크 기화 소스.
2. 제1항에 있어서,

   상기 자장 소스(2)는, 상기 기화 표면(33)이 상기 자장 소스(2)의 북극과 남극 사이에 놓이도록, 상기 기화 표면(33)의 상기 법선(300)에 대해 동심으로 배치되어 있는, 진공 아크 기화 소스.
3. 제1항에 있어서,

   상기 자장 소스(2)는, 상기 음극 본체(3)의 상기 음극 베이스(34)로부터 먼 쪽에 소정 제1 거리(A1)로 상기 기화 표면(33)으로부터 이격되어 있는, 진공 아크 기화 소스.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 자장 강화 링(4)은 상기 법선(300)에 대해 평행하거나 평행하지 않게 극성을 가지며 및/또는 상기 법선(300)에 대해 동심으로 배치되어 있는, 진공 아크 기화 소스.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 자장 강화 링(4)의 내경은, 자장 강화 링(4)의 내경(D1)은 상기 음극(32)의 직경의 약 3%, 특히 10%, 바람직하게는 15%, 특히 50%까지 달하는, 진공 아크 기화 소스.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 자장 강화 링(4)의 폭(B)은 상기 음극(32)의 직경의 약 2%, 특히 5%, 바람직하게는 10%까지 달하는, 진공 아크 기화 소스.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   하나 이상의 자기 교정 링(5)이 상기 음극 베이스(34) 앞에 소정 제3 거 리(A3)에 기화 표면(33)으로부터 먼 쪽에 배치되어 있는, 진공 아크 기화 소스.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 자기 교정 링(5)은 상기 법선(300)에 대해 평행하거나 평행하지 않게 극성을 갖도록 배치되고 및/또는 상기 법선(300)에 대해 동심으로 배치되어 있는, 진공 아크 기화 소스.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 자장 강화 링(4) 및/또는 상기 자기 교정 링(5)은 상기 법선(300)에 대해 동심으로 정렬되지 않고 및/또는 상기 자장 강화 링(4) 및/또는 상기 자기 교정 링(5)은 원형이 아닌 단면적을 가진, 진공 아크 기화 소스.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 거리(A1) 및/또는 상기 제2 거리(A2) 및/또는 상기 제3 거리(A3)는 특히 기화 재료(31)에 따라 및/또는 상기 음극(32)의 부식 상태에 따라 조절될 수 있고 및/또는 상기 진공 아크 기화 소스의 다른 작동 변수에 따라 제어 또는 조절될 수 있는, 진공 아크 기화 소스.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1 거리(A1) 및/또는 상기 제2 거리(A2) 및/또는 상기 제3 거리(A3)는 0 내지 200mm의 범위에 있는, 진공 아크 기화 소스.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 링형 자장 소스(2) 및/또는 상기 자장 강화 링(4) 및/또는 상기 자기 교정 링(5)은, 상기 법선(300)에 대해 평행하게 정렬된 복수개의 영구자석(20, 40, 50)을 포함하는, 진공 아크 기화 소스.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 링형 자장 소스(2) 및/또는 상기 자장 강화 링(4) 및/또는 상기 자기 교정 링(5)은 링 자석을 포함하는, 진공 아크 기화 소스.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 링형 자장 소스(2) 및/또는 상기 자장 강화 링(4) 및/또는 상기 자기 교정 링(5)은 전자석을 포함하는, 진공 아크 기화 소스.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 링형 자장 소스(2)의 자장 강도 및/또는 상기 자장 강화 링(4)의 자장 강도 및/또는 상기 자기 교정 링(5)의 자장 강도는 특히 상기 기화 재료(31)에 따라 및/또는 상기 음극(32)의 부식 상태에 따라 변경 및/또는 제어 및/또는 조절될 수 있고 및/또는 상기 진공 아크 기화 소스의 다른 작동 변수에 따라 제어 또는 조 절될 수 있는, 진공 아크 기화 소스.
16. 제15항에 있어서,

    상기 자장 강도는, 상기 링형 자장 소스(2) 및/또는 상기 자장 강화 링(4) 및/또는 상기 자기 교정 링(5)의 전자석을 통해 흐르는 전류의 제어 및/또는 조절에 의해 제어 및/또는 조절될 수 있는, 진공 아크 기화 소스.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서,

    상기 자장 강도는, 상기 링형 자장 소스(2) 및/또는 상기 자장 강화 링(4) 및/또는 상기 자기 교정 링(5)의 상기 링 자석을 교환 및/또는 추가 및/또는 제거함으로써 조절될 수 있는, 진공 아크 기화 소스.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 자장 강도는, 상기 링형 자장 소스(2) 및/또는 상기 자장 강화 링(4) 및/또는 상기 자기 교정 링(5)의 상기 법선(300)에 대해 평행하게 정렬된 상기 복수개의 영구자석(20, 40, 50)의 수를 변경함으로써 조절될 수 있는, 진공 아크 기화 소스.
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 링형 자장 소스(2) 및/또는 상기 자장 강화 링(4) 및/또는 상기 자기 교정 링(5)은 상기 법선(300)에 대해 동일한 방향으로 극성을 가진, 진공 아크 기화 소스.
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 링형 자장 소스(2) 및/또는 상기 자장 강화 링(4) 및/또는 상기 자기 교정 링(5)은 상기 법선(300)에 대해 반대 방향으로 극성을 가진, 진공 아크 기화 소스.
21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

    냉각 시스템(6), 특히 수냉 시스템(6)이 상기 아크 기화 소스의 냉각을 위해 구비되어 있는, 진공 아크 기화 소스.
22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 링형 자장 소스(2) 및/또는 상기 자장 강화 링(4) 및/또는 상기 자기 교정 링(5)은, 고온 자석, 특히 SmCo로 이루어진 고온 자석을 포함하는, 진공 아크 기화 소스.
23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 링형 자장 소스(2)는 장착 블럭(7), 특히 구리로 이루어진 장착 블럭(7)에 배치되어 있고, BN 절연체는 상기 음극(32)의 상기 기화 표면(33)에 대한 아크 방전을 제한하기 위해 상기 장착 블럭(7)과 상기 음극(32) 사이에 구비되어 있는, 진공 아크 기화 소스.
24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 장착 블럭(7)은 아크 방전의 점화 및 유지를 위해 주 양극(9)을 포함하는, 진공 아크 기화 소스.
25. 제24항에 있어서,

    상기 주 양극(9)은 상기 장착 블럭(7)에 대해 전기 절연되어 있는, 진공 아크 기화 소스.
26. 제23항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 BN 절연체는 아크 방전의 점화 및 유지를 위해 상기 음극(32)과 접촉되어 있는, 진공 아크 기화 소스.
27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

    특히 직선으로 이동 가능하거나 회전 가능하게 배치된, 아크 방전의 점화를 위한 피봇 가능한 트리거 디바이스(14)를 더 포함하는, 진공 아크 기화 소스.
28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 따른 진공 아크 기화 소스(1)를 포함하 는 아크 기화 챔버.
29. 제28항에 있어서,

    상기 진공 아크 기화 소스(1) 및 상기 아크 기화 챔버의 상기 음극 본체(3)는 전기 에너지 공급 유닛(11)에 연결되어 있고,

    상기 아크 기화 챔버는 상기 음극 본체(3)에 대해 양극으로서 전기 접속되어 있는, 아크 기화 챔버.
30. 제28항에 있어서,

    상기 아크 기화 챔버는, 상기 장착 블럭(7)으로부터 전기 절연된 주 양극(9)에 전기 저항기(12)를 통해 전기 접속되어 있는, 아크 기화 챔버.
31. 제29항에 있어서,

    상기 장착 블럭(7)으로부터 전기 절연된 주 양극(9)이 보조 전기 공급 유닛(13)의 양극에 접속되어 있고,

    상기 아크 기화 챔버는 상기 보조 전기 공급 유닛(13)의 음극에 접속되어 있는,

    아크 기화 챔버.
32. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전기 에너지 공급 유닛(11) 및/또는 상기 보조 전기 공급 유닛(13)은 직류 전압 전기 에너지 소스인, 아크 기화 챔버.
33. 제29항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전기 에너지 공급 유닛(11) 및/또는 상기 보조 전기 공급 유닛(13)은 펄스 전기 에너지 소스인, 아크 기화 챔버.

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