[發明專利]過濾陰極電弧沉積設備和方法

有效

• 申請號: 201280059992.4
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN104364416B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: M.吉雷克森;M.吉雷克瓊;O.柯德特
• 申請（專利權）人: 帕拉迪特公司
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/35;H01J37/34;C23C14/06;C23C14/08;C23C14/56;C23C14/54;C23C14/34;H01J37/32
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 吳艷

1.一種用于在真空中在基板上施加涂層的過濾陰極真空電弧沉積設備，包括：

-真空涂布腔室(2)，基板保持器(1)安置在所述真空涂布腔室(2)中；

-連接到電流源(12)的負極的大致具有圓柱形狀的至少一個可消耗的旋轉電弧陰極；

-連接到所述電流源(12)的正極的與所述旋轉電弧陰極相關聯的至少一個陽極(10)；

-其中所述旋轉電弧陰極在它的外圓柱護套上是可消耗的；

-安置在所述旋轉電弧陰極和所述基板保持器(1)之間的用于產生磁場的至少一個水冷電磁線圈(8)；

-其中所述水冷電磁線圈(8)是長型的并且所述水冷電磁線圈(8)的所述磁場的最高強度的中心區域安置在大致平行于旋轉電弧陰極軸的線上；

-其中由所述水冷電磁線圈(8)產生的磁場線(17)被大致限制在所述旋轉電弧陰極和所述基板保持器(1)之間的空間中；

-其中所述陽極(10)被定位為以使得電弧放電燃燒從所述旋轉電弧陰極，通過所述水冷電磁線圈(8)，到所述陽極(10)。

2.如權利要求1所述的過濾陰極真空電弧沉積設備，其中，所述水冷電磁線圈(8)的內側設置有反射宏觀粒子的擋板(9)。

3.如權利要求1和2所述的過濾陰極真空電弧沉積設備，其中，所述水冷電磁線圈(8)能夠沿著所述旋轉電弧陰極的所述旋轉軸移動。

4.如權利要求1和2所述的過濾陰極真空電弧沉積設備，其中，與所述磁場相反地取向的其它磁場源(6)被安置在所述旋轉電弧陰極中。

5.如權利要求4所述的過濾陰極真空電弧沉積設備，其中，所述其它磁場源(6)的至少一部分是能夠沿著所述旋轉電弧陰極的所述旋轉軸運動的鐵磁芯(7)。

6.如權利要求1-5所述的過濾陰極真空電弧沉積設備，其中，其它陽極(24)被安置在所述旋轉電弧陰極和所述水冷電磁線圈(8)之間，其中由所述電流源(12)產生的電弧電流被分為所述其它陽極(24)和所述陽極(10)，其中，抵靠著所述其它陽極(24)燃燒的電弧電流與抵靠著所述陽極(10)燃燒的電弧電流的所述電弧電流比率是在0.1-10的范圍內。

7.一種用于在涂布設備中在基板上施加涂層的方法，所述涂布設備包括：

-真空涂布腔室(2)，基板保持器(1)被安置在所述真空涂布腔室(2)中；

-連接到電流源(12)的負極的大致具有圓柱形狀的至少一個可消耗的旋轉電弧陰極；

-連接到所述電流源(12)的正極的與所述旋轉電弧陰極相關聯的至少一個陽極(10)；

-其中所述旋轉電弧陰極在它的外圓柱護套上是可消耗的；

-安置在所述旋轉電弧陰極和所述基板保持器(1)之間的用于產生磁場的至少一個水冷電磁線圈(8)；

-其中所述水冷電磁線圈(8)是長型的并且所述水冷電磁線圈(8)的所述磁場的最高強度的中心區域被安置在大致平行于旋轉電弧陰極軸的線上；

-其中由所述水冷電磁線圈(8)產生的磁場線(17)被大致限制在所述旋轉電弧陰極和所述基板保持器(1)之間的空間中；

-其中所述陽極(10)被定位為以使得電弧放電燃燒從所述旋轉電弧陰極，通過所述水冷電磁線圈(8)，到所述陽極(10)；

-電弧生成器(11)，

所述方法包括以下步驟：

-在旋轉電弧陰極和相關陽極(10)之間產生電弧以在其中所述磁場線(17)大致垂直于(22)所述旋轉電弧陰極表面即所述外圓柱護套的位置附近產生等離子，其中電弧斑在所述位置運動；

-陰極旋轉(16)將所述電弧斑從其中所述磁場線(17)進入所述旋轉電弧陰極而垂直于所述旋轉電弧陰極外圓柱護套的位置通過旋轉靶而偏移到其中與所述旋轉電弧陰極外圓柱護套相切的更高磁場分量的位置，從而使得所述電弧斑在所述旋轉電弧陰極外圓柱護套上在所述旋轉電弧陰極的所述旋轉軸的方向的運動加速；

-當所述電弧斑抵達所述可消耗的旋轉電弧陰極的末端位置之一時，執行以下動作之一：

-或者關掉電弧并重新點燃；

-或者所述電弧斑運動方向被反向。

8.如權利要求7所述的方法，其中，借助于從電弧生成過去的時間基于所述電弧斑的已知速度，指示當所述電弧斑抵達所述末端位置之一時的這種狀態。