KR20160150641A - 아크 증발원의 변형 가능한 자석 배치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공구를 경질 표면 코팅하기 위한 아크 증발원에 관한 것이다. 본 발명에 따른 아크 증발원은 하나 이상의 전기 솔레노이드, 및 타겟 표면에 대해 이동 가능한 영구 자석 장치를 포함한다. 증발원은 산화물, 질화물 및 금속 코팅의 상이한 요구에 따라 조정될 수 있다. 증발할 타겟의 수명 동안 레이트 감소는 영구자석과 타겟 전방 면 사이의 적합한 간격 조정에 의해 일정하게 유지될 수 있거나 조절될 수 있다. 코팅 조도와 레이트 사이의 절충이 세팅될 수 있다.

Description

아크 증발원의 변형 가능한 자석 배치{MODIFIABLE MAGNET CONFIGURATION FOR ARC VAPORIZATION SOURCES}
본 발명은 강한 반응성 가스를 이용한, 약한 반응성 가스를 이용한 및 반응성 가스 없는 코팅 프로세스에 사용되는 아크 증발원의 자석 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 또한 타겟의 전체 수명 동안 증발률을 일정하게 유지하며 레이트 및 액적 배출의 최적 조절을 가능하게 하는, 아크 증발원의 자석 시스템에 관한 것이다.
스파크 증발로 작동되는 전형적인 PVD 코팅 시스템은 시스템에서 프로세스 관련된 진공을 발생시키는 펌프장에 연결된 진공 챔버를 포함한다. 진공 챔버 내의 기판 홀더는 기판(공구 또는 부품 또는 다른 소자)을 수용하고 예비 처리 및 코팅 동안 홀딩하기 위해 사용된다. 기판 홀더 및 그에 따라 기판 자체에는 처리 동안, 특히 코팅 동안 기판 바이어스 공급에 의해 전압이 인가됨으로써, 기판 홀더 및 기판이 이온 충돌(네거티브 전압) 또는 전자 충돌(포지티브 전압)에 노출된다. 기판 바이어스 공급은 DC-, AC- 또는 단극 또는 쌍극 기판 전압 공급일 수 있다.
코팅은 스파크 소스에 의해 이루어진다. 스파크 소스는 타겟을 포함하고, 상기 타겟의 재료는 스파크에 의해 증발된다. 자석 수단에 의해 야기된 소스 자기장은 예컨대 스플래쉬를 감소시키기 위해 스파크가 특정 경로로 안내되는지(소위, "steered arc") 의 여부 또는 스파크가 다소 자유로이 타겟 표면 상에서 이동할 수 있는지(소위 "random arc")의 여부를 결정하고, 이는 대개 더 양호한 타겟 이용 및 더 높은 증발률을 야기한다.
즉, 타겟 상에서 스파크의 이동을 위해 자석 시스템이 사용된다. 특별히 배향된 자기장에 의한 소위 아크-스티어링은 스파크의 속도에 영항을 줄 수 있고, 가급적 양호한 타겟 체적 이용을 위해 타겟 표면 상에서 스파크 경로를 규정할 수 있다.
"Handbook of vacuum ARC science and technology, Boxman 등, Chapter 3 Cathode Spots"에 제시된 바와 같이, 아크 스팟의 여러 타입 및 그 이동이 구분된다. 기본적으로 가스의 반응성에 따라 하기와 같이 관찰될 수 있다.
a) 진공 속에서 또는 예컨대 아르곤과 같은 불활성 가스를 이용한 아크-증발
스파크는 자기장에 의해 미리 주어지는 경로로 비교적 천천히 움직이며, 상기 경로는 타겟이 둥근 경우 주로 원형이다. 랜덤 이동의 양은 작다. 이 경우, 증발률은 비교적 높다. 증발은 비교적 큰 액적의 배출 하에 이루어진다. 스파크의 속도 및 타겟 상에서 그 "경로 직경"은 자기장에 의해 세팅될 수 있다. 이러한 방법에서는 금속 스파크가 언급된다. 도 1은 상응하는 경로를 예시적으로 도시한다.
b) 예컨대 질소와 같은 약한 반응성 가스 중에서 아크-증발
질소는 타겟 표면에서 반응하고 몇몇 원자 층의 질화물 코팅을 형성한다. 이 경우, 스파크 속도의 증가가 확인된다.
타겟 표면에 대해 평행하게 연장하는 더 강한 자기장에 의해 스파크 속도가 더 증가한다. 배출되는 액적들은 바람직하게 더 작아진다. 일반적으로, 표면 반응성과 관련한 균일한 상태, 즉 증발률의 안정한 세팅 및 타겟 표면 상에서 질소의 반응 속도의 안정한 세팅이 가능해진다.
질화물의 비교적 높은 전도성으로 인해, 질화된 표면 상에서도 스파크 침식이 일어날 수 있다. 따라서, 재료의 네트(net) 제거가 이루어진다. 즉, 타겟 표면 상에 타겟 오염을 일으키는 영구 코팅된 영역이 형성되지 않는다. 도 2는 이에 상응하는 진행을 도시한다.
c) 예컨대 산소 또는 아세틸렌, 메탄과 같은 강한 반응성 가스 중에서 아크-증발
이 경우, 반응성 가스와 타겟 표면의 강한 반응이 나타난다. 정상의(normal) 경우 이는 예컨대 산소의 사용시 전기 절연 코팅을 야기한다. 안정한 상태를 얻기 위해, 전체 타겟 표면 상에서 네트 증발이 유지될 수 있는 것이 중요하다. 낮은 국부적 증발률을 가진 영역은 절연됨으로써, 더 이상 증발되지 않는다. 이 경우, 타겟 표면이 "오염되고", 이러한 과정은 일반적으로 프로그레시브하며 종료 시에만 타겟 상의 작은 표면 부분만이 스파크 방전을 지지한다. 특히, 스파크 속도의 증가 및 그에 따라 액적 크기의 감소를 위해 큰 방사방향 성분을 가진 높은 자기장 세기를 사용하는 경우, 국부적 증발률의 심한 불균일성 및 그에 따라 타겟의 추가 영역의 신속한 오염이 나타난다.
US2008020138A1(J. Ramm 등)에 언급된 바와 같이, 예컨대 AlCr-산화물의 안정한 증발은 자기장이 최대 필드 세기보다 작거나 또는 자기장이 사용되지 않는 경우에만 가능하다. 강한 자기장을 사용하면, 타겟 표면에 대해 평행한 자기장 분포가 매우 불균일하고, 따라서 절연 코팅을 가진 타겟 표면의 영역이 신속히 형성된다. 상응하는 스파크 진행은 도 3에 개략적으로 도시된다.
전술한 바와 같이, 예컨대 불활성 가스, 약한 반응성 가스 또는 강한 반응성 가스로 코팅됨으로써, 하나의 동일한 금속 타겟으로 상이한 코팅들이 형성될 수 있다. 불활성 가스는 타겟 재료와 연결되지 않는 한편, 반응성 가스는 타겟 표면 상에서 도전 또는 절연 코팅을 야기한다. 안정한 코팅 프로세스를 얻기 위해, 타겟 표면 상에서 그리고 위에서 이 경우에 적합한 자력선 분포를 구현하는 것이 바람직하며, 상기 자력선 분포는 스파크 경로 진행 및 속도에 영향을 준다.
선행 기술에는 타겟 표면 상에서 및 위에서 자력선 분포를 구현하기 위한 여러 가지 가능성이 공지되어 있다. 이는 예컨대 영구자석 및/또는 전자석 및/또는 그 조합에 의해 가능하다.
또한, 선행 기술에는 자기장 장치가 타겟 표면에 대해 이동 가능하게 배치됨으로써, 그에 따라 얻어질 수 있는 아크 경로의 가동성으로 인해 타겟 재료의 균일한 제거가 이루어질 수 있는 것이 공지되어 있다. DE10127012A1에는 Curtins가 홀더를 포함하는 자기장 장치를 개시하며, 상기 홀더로부터 링 코일 및 영구 자석이 연장된다. 아크 또는 아크 스팟이 규정된 경로로 타겟의 전체 표면을 지나갈 수 있어서 타겟 재료의 균일한 제거가 이루어지도록, 상기 자기장 장치에 의해, 즉 링 코일과 영구자석에 의해 아크 스팟의 영역에 형성된 자기장에 의해, 타겟의 표면 상에 유효 자기장을 세팅하기 위해, 자기장 장치가 유닛으로서 타겟에 대해 이동될 수 있고, 특히 타겟 표면에 대해 평행하게 연장된 평면에서 이동될 수 있다. 또한, 유닛은 경우에 따라 타겟에 대해 소정 범위로 이격될 수 있다. 즉, Z-방향으로 이동될 수 있다.
EP 00459137B1은 축 방향으로, 즉 타겟 표면에 대해 수직으로 이동 가능한, 중심극-영구자석 및 가장자리-영구자석을 구비한 자기장 장치를 개시한다. 또한, 타겟의 영역에 전자기 링 코일이 제공되고, 상기 링 코일은 아크 방전시 형성되는 아크 트랙에 영향을 줌으로써 타겟의 수명을 연장시키도록 제어될 수 있다. EP 00459137 B1에서 타겟은 링 코일의 내부에 놓인다. 타겟 표면 및 코일 단부는 EP 00459137 B1의 도 2에 따라 실질적으로 하나의 평면에 놓인다(이 출원의 도 16 참고).
그에 따라, 코일은 타겟, 및 용기라고 하는 진공 챔버의 벽의 부분을 포함한다. 이로 인해, 코일에 의해 생긴 자기장이 실질적으로 타겟의 표면에 방사방향 성분을 갖지 않게 된다. 따라서, 이러한 수직 코일 필드는 아크 스팟이 타겟 표면 위로 움직이는 속도에 영향을 주지 않는다.
본 발명의 과제는 타겟의 가장자리에서 필드 라인의 진행으로 인해 더 높은 속도 및 그에 따라 더 짧은 체류 시간을 가능하게 하는 자기장 장치를 제공하는 것이다. 이에 따라, 스파크 증발이 강한 반응성, 약한 반응성 및 불활성 가스로 효율적으로 이루어질 수 있게 하는 통합된 자기장 발생 수단을 구비한 타겟이 주어질 것이다.
본 발명에 따라 상기 과제는 가장자리-영구 자석 및 하나 이상의 링 코일을 포함하며, 상기 가장자리-영구 자석은 타겟의 표면에 대해 실질적으로 수직으로 타겟으로부터 멀리 이동 가능하고 타겟 표면 상에 가장자리-영구 자석의 투영은 타겟 표면 상에 링 코일의 투영에 비해 타겟 표면의 중심으로부터 더 멀리 떨어지는, 자기장 장치에 의해 해결된다. 링 코일은 타겟 후방에 배치되고, 권선에 의해 규정되는 내경, 즉 타겟의 직경보다 많이 크지 않는, 바람직하게는 같거나 작은 내경을 갖는다.
발명자는 가장자리-영구 자석이 타겟으로부터 멀리 이동되고 코일 전류가 스위치-온 되는 경우 코팅 프로세스가 EP 00459137 B1의 도 2에 따른 코일 장치에 의한 것보다 훨씬 더 안정적으로 이루어진다는 사실을 밝혀냈다. 이는 이러한 장치에 의해, 코일에 전류가 흐름으로써 야기된 자기장의 자력선이 타겟의 중앙 영역에는 실질적으로 방사방향 성분을 포함하지 않는 한편, 타겟 표면의 가장자리 영역에는 방사방향 성분을 포함하는 것과 관련될 수 있다.
이를 명확히 나타내기 위해, 도 17에는 코일에 의해 발생된 자기장(더 정확히는 자력선의 진행)이 개략적으로 도시되고, 도 18에는 코일 단부의 바로 위에서 코일 축들 사이의 간격의 함수로서 축방향 성분 및 방사방향 성분이 도시된다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 자기장 장치는 추가로 중앙의 영구자석을 포함하고, 타겟 표면에 링 코일 내부의 투영은 타겟 표면에 중앙 영구자석의 투영에 비해 타겟 표면의 중심으로부터 더 멀리 떨어지며 중앙 영구자석은 타겟의 표면에 대해 실질적으로 수직으로 타겟으로부터 멀리 이동될 수 있다.
이하에서, 본 발명이 실시예 및 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 자석 시스템을 구비한 타겟을 도시한다.
도 1 내지 도 3은 스파크 경로의 예시.
도 4는 제 1 실시예에 따른 자석 시스템을 구비한 타겟.
도 5는 자석 장치의 이동을 나타낸 도면.
도 6 내지 도 9는 세팅에 대한 예시.
도 10은 타겟 표면과 자석 시스템의 간격에 따른 증발률을 나타낸 도면.
도 11 및 도 12는 타겟의 침식 및 그에 따라 하부로 이동된 영구 자석의 상태를 도시한 도면.
도 13은 코팅 레이트에 대한 코팅 조도를 나타낸 다이어그램.
도 14는 자석 위치에 따른 코팅 레이트를 나타낸 다이어그램.
도 15 및 도 16은 타겟에 대한 외부 영구자석의 이동을 나타낸 도면.
도 17은 코일에 의해 발생된 자기장을 나타낸 도면.
도 18은 코일 축들 사이의 간격의 함수로서 축방향 성분 및 방사방향 성분을 나타낸 다이어그램.
자기장은 도 4에 도시된 바와 같이 고정 배치된 코일(4)과 영구 자석 장치(5, 5a)에 의해 발생된다. 자석 수용부(6)를 가진 자석 장치는 축 방향으로, 타겟으로부터 멀리 이동 가능하다. 이러한 이동 가능성은 도 5에 도시된다.
전술한 자석 시스템에 대해 하기의 기본 세팅이 주어진다:
도 6에 개략적으로 도시된 바와 같은 세팅 1:
영구자석은 그 극이 코팅 재료에 가장 가까운 위치(위치 "전방")를 갖는다. 바람직하게는 코일 단부 및 극이 이 세팅에서 실질적으로 하나의 평면에 있다. 코일 전류는 스위치-온 된다. 코일 전류는 포지티브 및 네거티브(8)로 접속될 수 있고 변조될 수도 있다. 이 세팅은 약 60 내지 100 가우스의 강한 자기장을 발생시킨다. 따라서, 이 세팅은 예컨대 질화물 코팅의 증발에 적합하다. 높은 자기장 세기 및 그 방사방향 성분에 의해, 스파크가 신속하게 이동된다. 이로 인해, 매끄러운 코팅이 얻어진다. 영구자석의 필드에 중첩되는 코일의 자기장에 의해 자력선의 진행 및 그에 따라 스파크의 경로가 영향을 받는다. 바람직하게는 코일 전류가 일시적으로 변조됨으로써 침식 트렌치의 확대가 달성된다.
이러한 세팅에 의해, 예컨대 TiN, TiAlN, AlTiN, AlCRN, TiSiN 과 같은 경질 코팅이 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같은 세팅 2:
영구자석(5, 5a, 6)은 5 내지 50 mm 만큼 "뒤로 물러나 있다". 즉, 세팅 1에서보다 타겟 표면으로부터 더 멀리 이격되어 있다. 코일 전류는 다시 스위치-온 되고, 포지티브 또는 네거티브일 수 있고 변조될 수도 있다.
이 세팅은 이동에 따라 점차적으로 중첩된 코일 필드를 포함한 10 내지 40 가우스의 자기장을 발생시킨다. 한편으로는 이동의 증가에 따라 증발률이 증가될 수 있고, 이 경우 더 큰 액적에 의한 더 거친 코팅이 예상된다. 다른 한편으로는 예컨대 산소 및/또는 아세틸렌과 같은 가스의 사용시 자석 장치(5, 5a, 6)의 이동에 의해 타겟 오염과 타겟 표면의 많은 점에서의 침식률 사이의 균형이 이루어질 수 있다. 이로 인해, 코팅 공정이 매우 안정화될 수 있다.
이 세팅은 TiN, TiAlN, AlTiN, TiSiN과 같은 높은 코팅 레이트에서 질화물 코팅의 형성에 적합할 뿐만 아니라 아세틸렌 또는 메탄과 같은 가스를 사용해서 카본나이트라이드 또는 탄화물의 제조에 적합하다. 특히, 이 세팅은 타겟의 출발 재료에 따라 예컨대 Al2O3, ZrO, TiO2 또는 그 혼합물과 같은 다양한 산화물 코팅의 제조에 적합하다.
도 8에 도시된 바와 같은 세팅 3:
이 세팅에서는 영구자석이 50 ㎜ 보다 더 많이 뒤로 물러나 있다. 즉, 코일로부터 완전히 분리된다. 코일 필드는 스위치-온 되고, 포지티브 또는 네거티브이며 및/또는 경우에 따라 변조된다. 영구자석 장치의 자기장은 무시될 수 있을 정도로 작아진다. 전류 세기에 따라 코일 필드는 약 5 내지 15 가우스이다.
이 세팅은 금속 코팅 및/또는 질화물-, 카본나이트라이드-, 탄화물- 및/또는 산화물 코팅의 증착에 적합하다. 전술한 바와 같이, 고-반응성 가스에 적용되므로, 코일의 자기장이 너무 높지 않아야 한다(최대 약 10 가우스). 따라서, 아크 증발기의 작동이 타겟 영역의 오염 없이 가능하다.
도 9에 도시된 바와 같은 세팅 4:
영구자석은 50 ㎜ 보다 더 많이 뒤로 물러나 있고, 코일 전류는 스위치-오프된다. 이 세팅에서는 타겟 표면에 많은 자기장이 존재하지 않는다. 아크-소스는 소위 랜덤 모드로 작동된다. 이는 산소와 같은 고-반응성 가스에 특히 바람직하다. 아크 방전의 스파크는 매우 많은 아크 스팟으로 랜덤 방식으로 타겟 위로 진행한다. 방전은 매우 안정적이고, 타겟 오염된 영역이 형성되지 않을 수 있다.
그러나, 이 자석 세팅이 금속으로 (반응성 가스 없이 또는 고진공 상태에서) 또는 질화물로 작동되면, 매우 큰 액적 성분으로 높은 증발률이 나타난다.
도면에 나타나는 바와 같이, 모든 소스 위치가 동일한 타겟을 가진 하나의 진공 챔버 내에 있을 수 있다. 즉, 동일한 코팅 프로세스에서 도 6 내지 도 9에 따른 자석 위치의 변경에 의해 선택적으로 금속, 질화물, 카본 나이트라이드, 탄화물 또는 산화물의 형성을 위해 자기장이 필요에 맞게 최적으로 조정될 수 있다. 각각의 코팅 타입에 대해 소스 위치들이 전적으로 반전될 필요는 없다. 이로 인해, 높은 생산성을 가진 코팅 프로세스가 구현될 수 있다.
상기 방식으로, 하나의 동일한 AlCr 타겟(70%:30%)에 의해 다음 코팅 시스템이 3개의 단계로 코팅되었다:
1) 세팅 1에 의해 금속 접착 코팅. 여기서는 타겟의 침식이 코일의 와블링에 의해 최적화되었다.
2) 세팅 2에 의해 제 1 경질 코팅으로서 AlCrN.
3) 세팅 3에 의해 제 2 경질 코팅으로서 AlCryOx.
제 2 실시예에서, Ti-타겟이 사용되었다. 금속 접착 코팅이 제 1 코팅으로서 세팅 1에 의해 제공되었다. 추가로, 코일의 와블링에 의해 타겟의 침식이 최적화되었다. 다음 코팅으로서 TiCN 코팅이 세팅 2에 의해 제공된 다음 TiN 코팅이 세팅 3에 의해 제공되었다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 타겟의 전체 수명 동안 증발률을 일정하게 유지시키는 아크 증발원용 자석 시스템이 개시된다. 또한, 이 자석 시스템은 레이트 및 액적 배출의 최적 세팅을 가능하게 한다.
아크-소스의 증발률은 특히 타겟 표면에 대해 평행한 자기장에 의해 결정된다. 더 센 자기장은 스파크의 속도를 증가시키고, 따라서 증발률을 낮추며 더 매끄러운 코팅을 증착한다. 타겟 침식이 증가함에 따라, 타겟 표면이 그 후방에 놓인 자석 시스템에 점점 더 접근하며, 이는 자기장 세기의 증가 및 코팅 레이트의 감소를 나타낸다. 본 자석 시스템은 영구자석 장치의 이동에 의해 타겟 표면과 자석 시스템 사이의 간격 변동을 보상하고, 그에 따라 타겟의 전체 유효 수명에 걸쳐 일정한 증발률을 보장한다.
타겟 표면과 자석 시스템 사이의 간격은 실질적으로 자기장 세기를 결정하고, 이에 따라 증발률을 결정한다. 새로운, 사용되지 않은 타겟에서, 최대 간격, 그에 따라 최소 자가장 세기가 주어진다. 코팅 프로세스 동안 침식은 타겟 표면과 자석 시스템 사이의 간격을 계속 감소시키고, 그에 따라 자기장 세기를 증가시키며 레이트를 감소시킨다. 이는 도 10에서 원형 심볼을 가진 데이터 스트림으로 나타난다.
전술한 바와 같이 상기 과정을 보상하기 위해, 본 발명에 따라 자석 시스템이 타겟의 침식 깊이에 따라 뒤로 물러남으로써, 실질적으로 새로운 타겟에서 출발 상태가 형성된다. 이에 따라, 실질적으로 일정한 레이트가 타겟의 전체 수명 동안 달성된다. 이는 도 10에서 마름모 심볼을 가진 데이터 스트림으로 나타난다. 도 12는 도 11에 비해 두께 D 만큼 타겟의 침식 및 그에 따라 하부로 이동된 영구 자석의 상태를 명확히 나타낸다.
전술한 바와 같이, 액적(마이크로 입자)의 배출 또는 배출되는 액적의 크기는 특히 자기장에 의해 이동되는 스파크(아크-스티어링)의 속도에 의존한다. 영구자석 위치의 적합한 조절에 의해, 높은 레이트와 거친 코팅 또는 더 낮은 레이트와 더 매끄러운 코팅 사이의 소스가 조절될 수 있다. 이는 자석 시스템에 의해 조절되는 코팅 레이트에 대한 코팅 조도(Rz, Ra)의 의존성을 나타내는 도 13에 나타난다.
도 14에는 추가로 어떻게 코팅 레이트가 자석 위치에 따라 변하고 그에 따라 레이트가 조절될 수 있는지가 도시된다.
영구자석의 트래킹은 한편으로는 일정한 증발률 및 일정한 방전 전압에 의해 코팅 프로세스를 안정화시킨다. 또한, 코팅 프로세스의 지속 시간은 동일한 방식의 코팅에 대한 일정한 레이트에 의해 타겟 에이지(age)와 무관하게 거의 동일하다. 본 발명에 따른 자석 시스템에 의해 상이한 요구 조건에 대해 의도적으로 상이한 레이트가 세팅될 수 있고 예컨대 조도 및 마이크로 구조와 같은 코팅 특성이 의도적으로 조절될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 코팅될 공작물의 표면에 걸친 코팅 두께 분포가 균일하게 세팅될 수 있다. 이는 본 발명에 따른 자석 시스템에 의해 하나의 실시예에서 내부 영구자석이 외부 영구자석과 무관하게 타겟에 대해 약 50㎜ 만큼 뒤로 물러남으로써 달성된다. 외부 영구자석은 타겟에 대해 수직으로 바람직하게는 수 밀리미터만큼 이동될 수 있다. 이는 도 15에 도시된다.
코일 전류는 포지티브 및 네거티브로 인가될 수 있다. 코일 전류의 부호에 따라, 아크 소스의 증발 특성이 변화될 수 있다. 즉, 분배 특성이 조절될 수 있다.
5, 5a, 6 영구자석 장치

Claims (12)

  1. 타겟 표면 상에 및 위에 자기장을 발생시키는 자기장 장치를 코팅 재료로 이루어진 타겟(2) 상에 구비한 아크 증발원으로서, 상기 자기장 장치는 중앙 영구자석(5a), 가장자리-영구 자석(5), 및 상기 타겟의 후방에 배치된 하나 이상의 링 코일(4)을 포함하고, 권선에 의해 제한되는 상기 링 코일의 내경은 바람직하게는 상기 타겟의 직경보다 작거나 같고, 어떤 경우에도 상기 타겟의 직경보다 크지 않은, 아크 증발원에 있어서,
    상기 가장자리-영구자석(5) 및 상기 중앙 영구자석(5a)은 상기 타겟(2)의 표면에 대해 실질적으로 수직으로 상기 타겟(2)으로부터 멀리 이동 가능하고, 타겟 표면에 대한 상기 가장자리-영구자석(5)의 투영은 상기 타겟 표면에 대한 상기 링 코일(4)의 투영에 비해 상기 타겟 표면의 중심으로부터 더 멀리 떨어지고, 상기 가장자리-영구자석(5)과 상기 중앙 영구자석의 이동 가능성은 상기 링 코일(4)과 무관하게 실현될 수 있고, 상기 자기장 장치는, 자기장 장치의 제 1 세팅 시에 상기 중앙 영구자석(5a) 및 상기 가장자리 영구자석(5)은 상기 영구자석들(5, 5a)의 극들이 상기 코팅 재료에 가장 가까이 있는 제 1 위치를 취할 수 있도록 구성되고, 상기 영구자석들(5, 5a)의 극들은 실질적으로 상기 코팅 재료에 가장 가까이 있는 상기 링 코일(4)의 단부가 배치된 평면 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 아크 증발원.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 자기장 장치는, 자기장 장치의 제 2 세팅 시에 상기 중앙 영구자석(5a) 및 상기 가장자리 영구자석(5)은 상기 영구자석들(5, 5a)이 뒤로 물러나서 상기 타겟 표면으로부터 더 멀리 이격되는 제 2 위치를 취할 수 있도록 구성되고, 상기 코팅 재료에 가장 가까이 있는 상기 링 코일(4)의 단부가 하나의 평면에서 상기 영구자석들(5, 5a)의 극들보다 상기 코팅 재료에 더 가까운 것을 특징으로 하는 아크 증발원.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 자기장 장치는, 자기장 장치의 제 2 세팅 시에 상기 중앙 영구자석(5a) 및 상기 가장자리 영구자석(5)은 상기 영구자석들(5, 5a)의 극들이 하나의 평면에서 상기 코팅 재료에 가장 가까이 있는 상기 링 코일(4)의 단부와 상기 코팅 재료에 가장 멀리 있는 상기 링 코일(4)의 단부 사이에 배치되는 위치를 취할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 아크 증발원.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 자기장 장치는, 자기장 장치의 제 2 세팅 시에 상기 중앙 영구자석(5a) 및 상기 가장자리 영구자석(5)은 상기 영구자석들(5, 5a)의 극들이 상기 코팅 재료에 가장 멀리 있는 상기 링 코일(4)의 단부보다 상기 타겟 표면으로부터 더 이격된 평면에 배치되는 위치를 취할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 아크 증발원.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링 코일(4)은 고정 배치되는 것을 특징으로 하는 아크 증발원.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기장 장치는 상기 중앙 영구자석(5a)이 상기 가장자리-영구자석(5)과 무관하게 상기 타겟의 표면에 대해 실질적으로 수직으로 상기 타켓으로부터 멀리 이동 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 아크 증발원.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 자기장 장치는, 자기장 장치의 제 3 세팅 시에 상기 중앙 영구자석(5a)은 상기 중앙 영구자석(5a)이 뒤로 물러나서 상기 가장자리-영구자석(5)보다 상기 타겟 표면으로부터 더 멀리 이격되는 평면 내에 있는 위치를 취하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 아크 증발원.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 아크 증발원을 구비한 아크 증발 시스템.
  9. 제 8항에 따른 진공 코팅 시스템 내에서 기판을 코팅하기 위한 방법에 있어서, 코팅의 증착을 위해 자기장이 자석 배치에 의해 발생되고, 상기 자기장의 세기는 영구자석들(5, 5a)의 위치에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 영구자석들(5, 5a)의 위치는, 이 위치에서 상기 영구자석들(5, 5a)의 극들이 코팅 재료에 가까이 있어서, 상기 극들이 실질적으로 상기 코팅 재료에 가장 가까이 있는 링 코일(4)의 단부의 동일한 평면에 내에 배치됨으로써 약 60-100 가우스의 강한 자기장이 발생되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 영구자석들(5, 5a)의 위치는 상기 영구 자석들(5, 5a)이 뒤로 물러나서, 약 10-40 가우스의 자기장이 발생될 정도로 타겟 표면으로부터 멀리 이격되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 영구자석들(5, 5a)의 위치는, 상기 영구 자석들(5, 5a)이 뒤로 물러나서 타겟 표면으로부터 멀리 이격됨으로써 링 코일 전류가 접속되면 자기장의 세기가 링 코일의 전류 세기에 의해 규정될 정도로 작은, 상기 영구자석들(5, 5a)의 자기장 성분을 갖는 자기장이 발생되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 기판의 코팅 방법.
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