[发明专利]电弧源

说明书

一种电弧蒸镀装置，包括‑阴极组件，‑被布置为使得在电极和靶的正面之间的电弧能被建立的电极，和‑安放在靶的背面前方的磁引导系统，其特征在于，所述磁引导系统包括安放在中心区的用于产生至少一个磁场的机构和安放在周边区内的用于产生至少另一个磁场的机构，其中，如此产生的所述磁场形成用于引导电弧且控制在该靶的所述正面处的阴极斑路径的总磁场，其中，安放在中心区内的所述机构包括一个用于产生磁场的电磁线圈，安放在周边区内的所述机构包括两个用于产生另外两个磁场的电磁线圈。

本发明涉及包括可变磁场的新型电弧源。

本发明的电弧源包括要被蒸发以产生涂覆材料以便在待涂覆基片表面上沉积涂覆膜的阴极材料和用于产生时间和空间可变的磁场以在涂覆过程中控制电弧运动轨迹的机构。本发明也涉及配备有本发明的电弧源的设备和使用本发明的电弧源的方法。

以下，术语“靶”也将被用来指称要蒸发的阴极材料。

在本发明的上下文中，术语“电弧源”被用来指称电弧蒸镀装置，其包括要作为要通过电弧放电作用被蒸发的阴极材料工作的靶。

发明技术领域

本发明属于电弧蒸镀装置领域，确切说，属于包括用于通过产生磁场造成电弧运动轨迹引导的机构的电弧蒸镀装置领域。

现有技术

电弧蒸镀设备通常除了室本身外还包括至少一个电极和一个阴极，在两者之间形成电弧。为了防止或减少电弧运动的随机性以便控制被蒸发的阴极表面的蚀除和减少液滴形成，已经研发出用于控制电弧运动的控制系统或磁引导系统。这些引导系统形成并改变影响电弧运动的磁场。有几篇专利或专利申请的公开文献描述了这种类型的不同系统。

Goikoetxea Larrinaga例如在申请号为12/097,28的美国专利申请中描述了一种包括磁引导系统的电弧蒸镀装置。在此文件中解释了该磁引导系统被设计用于允许阴极电弧的控制和移动阴极电弧经过阴极板的广大面积。确切说，磁引导系统应该允许引导阴极点(也称为阴极斑)。阴极点应该被理解为电弧击中阴极的点。通过使用该磁引导系统，该阴极点应该根据从实际上无限量的可行路径中单独所选的一条路径被引导。磁引导系统被设计成完全安放在蒸发室外。该电弧蒸镀装置包括作为阴极元件的蒸发靶(直径为100毫米的圆形蒸发靶)、设计成形成支座的铁磁芯和用于产生磁场的磁性装置。磁性装置包括中心柱和外围柱以及第一磁场产生机构和第二磁场产生机构，从而各自磁场分量形成对应于阴极元件的总磁场。

现有技术的缺点

当前可用的电弧源(即电弧蒸镀装置)的使用牵涉到以下缺点，用于调节所产生磁场以引导电弧运动轨迹且因此控制在电弧源内的靶面上的阴极斑路径的灵活性并不足以容许产生在涂覆过程中在相同电弧源工作期间内的阴极斑的随后不同路径的更准确调节的磁场的空间和时间变化。

本发明的目的

鉴于根据现有技术的电弧源的上述不足，本发明的主要目的是提供一种具有替代布置形式的新型电弧源，其允许产生磁场，该磁场不仅关于所产生磁场的局地性能随意可变，也可以关于所产生磁场的局地(空间)性能的变化的频率调节被随意调节。

本发明说明

为了达成上述目的，发明人提出一种根据本发明的新型电弧源，其被设计用于允许关于磁场配置的高度灵活性。这尤其在本发明的上下文中意味着空间分布和场强被设计成可被单独调节。这样一来，可以获得对于按轴对称配置的磁场的与高度磁体可调性范围相关的高度灵活性。

图5示出在可利用磁体配置来调节的轴对称配置范围内的不同的磁场。

具体说，根据本发明的电弧源(电弧蒸镀装置)包括：