專利名稱：電弧蒸發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種電弧蒸發(fā)裝置，它包括一個陽極、一個起陰極作用的或與之連接的靶、一個連接在該陽極和陰極上的電壓源用以在該靶上或其自由表面上產(chǎn)生電弧或電弧斑點，以及一個設置在該靶下面的、包括一個內(nèi)外環(huán)形線圈的、用來產(chǎn)生一個影響靶表面上電弧運動的磁場的磁性裝置。
電弧蒸發(fā)裝置例如用于基板的硬質(zhì)材料的涂覆。為此，在一個真空室中，通過在一個金屬制成的靶上產(chǎn)生的電弧來蒸發(fā)靶材料，蒸發(fā)的靶材料與引入該真空室中的反應氣體例如N2、C2H2發(fā)生反應并淀積在基板上。如果靶用鈦制成，且用氮供入該真空室，則在要涂覆的基板上淀積TiN。在這方面可參考早已熟知的方法，至于要加的電壓或電流則為10至50伏或大于60安。真空室中的壓力例如為0.0001至0.1毫巴(10-2帕至10帕)。
陰極的電流導通可直接向它通電或通過一個電磁線圈來實現(xiàn)，以便例如按DE 42 43 592 A1使靶上產(chǎn)生的電弧斑點的一條隨機軌道運動。
EP 0 306 491 B1描述了一種電弧蒸發(fā)裝置，該裝置用一個靶來在基板上涂覆一層合金層，該靶在靶的不同的有源表面區(qū)段內(nèi)具有至少兩種不同的金屬。
為了在大的靶區(qū)面積時也能實現(xiàn)靶材料的均勻燒蝕，可按DE 35 28677 C2在整個靶區(qū)面積上產(chǎn)生具有至少一個閉合環(huán)的磁場。
DE 43 29 153 A1提出了一種電弧蒸發(fā)裝置，該裝置在一個最好由兩個線圈與一個布置在中間的(被內(nèi)線圈包圍的)永久磁鐵一起的組合中在靶表面這樣產(chǎn)生一個磁場，使該磁場的水平分量在靶寬度的一個盡可能寬的區(qū)域保持盡可能恒定。這樣，一方面保證了電弧在一個閉合軌道內(nèi)沿靶運動和在橫向內(nèi)(平行于該磁場的水平分量)不選擇優(yōu)先的位置，并在平均時間內(nèi)以相同的頻率通過這個橫向內(nèi)的所有位置。這種情況叫做“電弧運動方向的可控電弧和橫向內(nèi)的隨機電弧”。其目的是為了達到靶的最佳利用或燒蝕。這種裝置的諸多缺點是由于永久磁鐵引起的磁場分量的強度隨著燒蝕不斷變化，很難甚至根本不可能通過線圈進行校正。其結(jié)果是不能達到靶的最佳利用。
在不斷燒蝕的過程中，電壓電流特別曲線不可能保持不變，而且淀積的硬質(zhì)材料層在性能上發(fā)生變化。磁場強度變化的可能性是有限的，所以不能達到一定的涂層性能。由于“隨機電弧效應”，水平磁場分量的寬的水平特性曲線有利于產(chǎn)生電弧分支，從而導致較大的滴濺射和不希望的涂層粗糙度。此外，磁性裝置的控制是相當復雜的。
在全部公知的蒸發(fā)裝置中，目的是這樣設計磁性裝置，使之考慮下列條件或滿足下列標準。由該磁性裝置產(chǎn)生的磁場在靶表面上和其水平分量形成一個閉合的磁道。如果靶表面具有一個矩形幾何形狀，則該磁道總是為倒圓角的矩形。相應的場幾何形狀可用環(huán)形線圈(電磁鐵)、用永久磁鐵或用它們的組合來實現(xiàn)。其中重要的是，在靶上要產(chǎn)生的電弧的電壓電流特性曲線應根據(jù)它的材料和涂覆條件最佳選擇和調(diào)節(jié)，其中電流是預先給定的，電壓則取決于(用可變參數(shù)的控制系統(tǒng))產(chǎn)生的磁場、偏壓、壓力、氣體種類等等。為此，需要磁場強度在一個大的范圍內(nèi)變化。實踐經(jīng)驗表明，磁場強度可在幾高斯至大約200高斯(幾個10-4T至大約2×10-2T)的范圍內(nèi)變化。此外，需要磁場的水平分量掃掠整個靶表面區(qū)域，才可最佳利用靶材料。為此，磁場的運動必須通過線圈的控制(靜態(tài)的MAC，MAC＝磁弧吸持)或通過MAC的機械運動來實現(xiàn)。其中，靜態(tài)磁性裝置易于理解，結(jié)構(gòu)比較簡單，因而價格比較低廉。
此外，為了達到可重復的過程，在靶的整個使用期內(nèi)，必須保證磁場即其確定在靶表面上的電弧運動的水平分量可在要求的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。這時如果磁力線的水平分量呈陡峭下降，以抑制電弧分裂成較多分支，乃是有利的，這樣就可減少滴從靶濺出，從而減小在基板上形成的涂層的粗糙度。
本發(fā)明要解決的問題是，使靶配置的磁性裝置的磁場變化這樣進行，擴大被電弧掃掠的靶的區(qū)域的范圍，亦即實現(xiàn)燒蝕坑變寬。與此同時，應確保電弧在規(guī)定的軌道上運動。而且在靶的整個使用過程中，應可能達到電壓電流特性曲線的恒定，從而提高經(jīng)濟效益。
根據(jù)本發(fā)明，這個問題大致是這樣解決的，磁性裝置的環(huán)形線圈的至少一個配置了一個在靶的表面區(qū)域內(nèi)影響環(huán)形線圈磁場的高的相對磁導率(μr＞＞1)的元件，該元件垂直地或基本上垂直于環(huán)形線圈的內(nèi)側(cè)或外側(cè)朝靶的表面延伸。特別是，高的相對導磁率的該元件四周包圍該內(nèi)環(huán)形線圈或內(nèi)側(cè)環(huán)繞外環(huán)形線圈延伸。此外，環(huán)形線圈相互同心布置。
根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)環(huán)形線圈四周被高相對磁導率的該元件包圍，以便影響內(nèi)環(huán)形線圈的磁場，使水平的場分量的最大值在靶中心方向內(nèi)移動。所以通過一個這樣設計的引起磁短路的極靴防止了磁力線在外環(huán)形線圈的方向內(nèi)移動。
就外環(huán)形線圈而言，這個具有高相對磁導率的元件則在外線圈和內(nèi)線圈之間延伸，即內(nèi)側(cè)沿外環(huán)形線圈延伸，該外環(huán)形線圈的磁場通過該元件向外偏移。所以通過這些叫做極靴的高相對導磁率的元件所引起的磁場變化提供了磁場的水平分量這樣對準靶表面的可能性，使靶表面的大部分區(qū)域被電弧掃掠。
高導磁率的元件是指用鐵或鋼或鐵合金例如坡莫合金之類的磁性材料制成的元件。該元件具有一個相對的磁導率μr，最好μr≥106。
通過本發(fā)明的原理，增加了靶的燒蝕寬度，從而提高了電弧蒸發(fā)裝置的生產(chǎn)率。技術(shù)的解決方案在結(jié)構(gòu)上簡單而價廉，因為只用一個固定的即機械上不可調(diào)的磁性裝置，幾乎不擔心任何干擾。避免了永久磁鐵，而且磁場強度還可達到10-5T至10-2T或更大的值。
根據(jù)本發(fā)明的原理，即使按優(yōu)選的方式實現(xiàn)一個具有內(nèi)外環(huán)形線圈的磁性裝置時，也可用只有一個環(huán)形線圈的磁性裝置。根據(jù)本發(fā)明的原理，該磁性裝置配置了一個在靶表面的范圍內(nèi)影響該環(huán)形線圈的磁場強度的、具有高的相對導磁率的元件，該元件最好包圍該環(huán)形線圈，而且該磁性裝置本身可在x和/或y方向內(nèi)在一個平行于靶表面延伸的平面內(nèi)進行調(diào)節(jié)，必要時也可垂直于靶表面即垂直于z軸進行調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的其他細節(jié)、優(yōu)點和特征不但可從各項含有這些-單獨和/或組合的-特征的權(quán)利要求中得知，而且還可從附圖所示的優(yōu)選實施例的下列說明中得知。
附圖表示

圖1具有兩個環(huán)形線圈的磁性裝置的原理圖，其中的內(nèi)環(huán)形線圈通電流，圖2外環(huán)形線圈通電流的相當于圖1的磁性裝置；
圖3內(nèi)和外環(huán)形線圈通電流的圖1和2的磁性裝置；圖4具有環(huán)形線圈和永久磁鐵的磁性裝置；圖5內(nèi)環(huán)形線圈通電流的本發(fā)明磁性裝置的原理圖；圖6內(nèi)環(huán)形線圈通電流的相當于圖5的磁性裝置；圖6a兩個環(huán)形線圈通電流的相當于圖5和6的磁性裝置；圖7用圖1至6的磁性裝置所達到的典型的燒蝕輪廓；圖8用本發(fā)明裝置產(chǎn)生的沿靶表面的磁場強度的變化；圖9磁性裝置的第一實施例的透視圖；圖10圖9所示磁性裝置的俯視圖；圖11圖9和10所示磁性裝置的剖面圖；圖12磁性裝置另一個實施例的俯視圖；圖13圖12所示磁性裝置的透視圖和剖面圖。
結(jié)合相同的元件原則上用相同的附圖標記表示的這些附圖，下面來描述電弧蒸發(fā)裝置用的各種磁性裝置，這些磁性裝置一些對應先有技術(shù)(圖1至5)，另一些對應本發(fā)明原理(圖6至13)。必須說明，盡管聯(lián)系公知的磁性裝置進行說明，但附圖所示的靶的原理布置和供電則都具有獨創(chuàng)性的內(nèi)涵。
圖1至6只是原則性示出了一個陰極體10，該陰極體通過一塊法蘭板12可固定在一個電弧蒸發(fā)裝置的一個真空室的外殼中。陰極體10包括一個靶14，該靶沿真空室一側(cè)延伸的自由表面(靶表面16)用一個在該表面上運動的電弧斑點18或20蒸發(fā)。蒸發(fā)出的材料隨即與引入真空室中的反應氣體例如N2或C2H2發(fā)生反應并淀積在一塊未畫出的、位于該真空室中的基板上。如果靶14例如用鈦制成并在該真空室中通入氮時，則在該基板上淀積氮化鈦。
為了蒸發(fā)靶材料，在靶14和真空室的外殼之間通過一個電壓源加電壓，其中，外殼為陽極，而陰極體10和靶14則為陰極。參閱眾多的公知的相關技術(shù)，所加的電壓約為10伏至50伏的量級，而電流則最好大于60安。真空室內(nèi)的壓力例如可為0.0001至0.1巴(10-2帕至10帕)，視使用場合而定，這些值只是作為例子提及。
根據(jù)一個獨特的方案，靶14從一個載體22出發(fā)。該載體通過一個絕緣子24對法蘭板12電絕緣，該法蘭板例如用鋁制成。載體22和靶16相隔一定距離延伸，以便構(gòu)成一個用冷卻液加入的間隙26。此外，靶14具有一個環(huán)形的底部法蘭28，靶14通過該法蘭固定在載體22和一塊在靶14上方延伸的固定板30之間。固定板30本身則例如用BN制成的絕緣子32覆蓋并通過絕緣子34、36與基板12連接。
靶14或載體22通過螺栓、螺釘或作用相同的元件38、40與一個尤其是環(huán)形導體形式的引到電壓源的電線42連接。
為了在電壓加到陽極和陰極之間時形成的電弧斑點18，20沿一條規(guī)定的軌道在靶14的表面16上運動并由此燒蝕靶的材料，在靶14下方和真空室外面設置了一個磁性裝置，從圖1至4中可以看出先有技術(shù)公知的這類磁性裝置。
例如圖1所示的磁性裝置42包括兩個環(huán)形線圈44、46，這兩個線圈基本上在一個平行于靶14的表面16的平面內(nèi)延伸。環(huán)形線圈44、46安裝在一個例如用塑料或鋁制成的外殼48中。支架48和環(huán)形線圈44、46是固定布置的。此外，環(huán)形線圈44、46-也象本發(fā)明方案那樣-相互同心并對稱于靶14的縱軸延伸。
在圖1中，內(nèi)環(huán)形線圈44通電流，所以磁力線50的水平分量的最大值具有一個距離D1。如果在圖1所示裝置中在斷開環(huán)形線圈44的情況下，外環(huán)形線圈46通電，則磁力線52的水平分量的最大值為距離D2。在圖3中，兩個環(huán)形線圈44、46都通電，于是磁力線54的水平分量的最大值為距離D3，其中可以看出D2≥D3≥D1。
所以，一條由磁力線的水平變化預定的電弧斑點18、20的軌道最多可燒蝕相當于靶14的寬度D的區(qū)域D2-D1，其結(jié)果是在靶14內(nèi)形成圖7所示的即通過線圈44、46的相應控制所達到的燒蝕輪廓56。D2-D1之差比靶14的寬度D小。典型的值為D2-D1≤0.5D。靶的窄的燒蝕區(qū)的原因是由于線圈44和46之間的磁通大，內(nèi)線圈44的磁力線擠入外環(huán)形線圈46的方向所致。其結(jié)果是，D1相當大。雖然可設法用內(nèi)環(huán)形線圈44產(chǎn)生大的場強來減小距離D1，但大的場強意味著增大環(huán)形線圈的幾何尺寸，從而又增大D1。
換言之，在圖1至3所示固定磁性裝置42的情況下，只能獲得靶燒蝕的相當小的區(qū)域，所以用貴重的靶材帶來的卻是涂層的高的生產(chǎn)成本。
圖4表示具有相當于圖1至3陰極體10的一種磁性裝置的一個實施例，該磁性裝置除了具有兩個同軸相互延伸的環(huán)形線圈44、46外，還具有一個永久磁鐵60，該永久磁鐵被內(nèi)環(huán)形線圈44包圍并布置在靶14的中央，與DE 43 29 155 A1提出的一樣。在這個實施例中，畫出了在內(nèi)線圈44通電時的磁力線60，這些磁力線由內(nèi)線圈44的磁場和永久磁鐵60的磁場的疊加而成。磁力線62的水平分量的最大值位于距離D4內(nèi)。雖然在內(nèi)線圈44不通電和外線圈46激勵時獲得了差值D2-D4的改善，但還是要忍受這樣的缺點，即永久磁鐵60的磁場強度原則上始終存在著，而且只能用相當大的費用通過線圈44、46來補償。所以要調(diào)節(jié)的磁場強度是有限的。實踐表明，在不斷燒蝕的情況下，通過線圈44、46的過程控制不再可能達到可重復結(jié)果所需的程度，其結(jié)果是必須過早地更換靶。在圖7中用附圖標記64表示一個相當于圖4裝置的燒蝕輪廓。與燒蝕輪廓56比較，燒蝕坑顯示出較大的寬度。
另一個方案是，一個靶只配置一個具有一永久磁鐵的電磁裝置。在這種情況中，只需這個永久磁鐵至少在x和y的一個平面內(nèi)平行于靶的表面運動。垂直于靶表面16即在z方向內(nèi)的一個附加運動導致磁場強度本身尤其是它的走向的改變。
圖5和6表示遵循本發(fā)明原理的磁性裝置66的原理圖。
磁性裝置66包括一個例如用塑料或鋁制成的支架68，該支架支承一個內(nèi)環(huán)形線圈70和一個與之同心延伸的外環(huán)形圈72。環(huán)形線圈70、72大致與靶14本身的幾何形狀相似且在俯視圖中呈倒圓角的矩形。環(huán)形線圈70、72也在一個平行于靶14的表面16的平面內(nèi)延伸。此外，相對靶14的縱軸存在對稱性。
與公知的裝置的區(qū)別是，內(nèi)線圈70被一個用鐵磁材料例如鐵或鋼或坡莫合金制成的環(huán)形極靴74包圍，亦即這類材料具有高的相對導磁率μr，特別是μr≥104，最好≥106。
外環(huán)形線圈72內(nèi)側(cè)也被一個用相應材料制成的極靴76界定，且該極靴與極靴74同軸延伸。在圖5和6中還畫出了在單是接通內(nèi)環(huán)形線圈70或單是接通外環(huán)形線圈72(圖6)時的磁力線。
從圖5可以看出，由內(nèi)環(huán)形線圈70產(chǎn)生的場線78的水平分量的最大距離為D5，而在外環(huán)形線圈72通電和內(nèi)環(huán)形線圈70斷開時，磁力線80的最大距離則為值D6?？梢钥闯?，D6-D5之差比圖1至3實施例的D2-D1之差大得多，也比圖4的相應差大得多。所以如圖7所示，可獲得較寬的燒蝕輪廓82。這又意味著，與先有技術(shù)比較，具有磁性裝置66的電弧蒸發(fā)裝置的生產(chǎn)率獲得了提高，與此同時，可自由選擇阻抗而與燒蝕狀態(tài)無關。
下面對較大的差即燒蝕坑的寬度進行說明。包圍內(nèi)環(huán)形線圈70的極靴74用一種具有大的相對磁導率的材料制成，由于該極靴的磁阻很小，在線圈70通電時，磁力線的絕大部分流經(jīng)極靴74。盡管如此，場線78仍必須在環(huán)形線圈70的中部(沿靶14的中軸)流動。通過極靴74的磁短路，防止了場線在外環(huán)形線圈72的方向內(nèi)的偏移。所以，場78的水平分量的最大值移到靶中間，亦即距離D5變成小于圖1至4實施例所示的距離。如果外環(huán)形線圈72通電，則產(chǎn)生相反的效應。沿外環(huán)形線圈的內(nèi)側(cè)并與它同心延伸的極靴76的磁短路引起磁通的變化，其結(jié)果是磁力線80向外移動，所以，場的水平分量的最大距離增加。在圖6中，這個距離用D6表示。其結(jié)果是，獲得了D6和D5的較大的差，并由此改善靶的利用，同時提高了動態(tài)特性。象先有技術(shù)那樣，磁力線的最大值的移動是通過線圈70、72所加電流的相應變化或其斷開和接通來實現(xiàn)的。
圖6a表示一個相當于圖5和6的磁性裝置，其中，內(nèi)環(huán)形線圈70和外環(huán)形線圈72都通電流。這樣產(chǎn)生的磁場的最大水平分量向里或向外移動，視線圈70、72的通電而定。在本實施例中，有效磁場的最大分量用距離D7表示。
圖8給出了靶14對面的磁場強度H的水平分量，環(huán)形線圈70、72和極靴74、76從該極靴的中點開始對稱延伸到該極靴。這個磁場強度即內(nèi)線圈70的水平分量窄而且迅速下降(實線)，而由外環(huán)形線圈72引起的磁場強度則寬而且緩慢下降。這樣，在靶表面16上運動的電弧斑點18、20只有一條窄的軌道，從而抑制了運動的分支，并由此減少了濺滴。
現(xiàn)在對圖8進行一般的說明，原則上，靶表面上的電弧可覺察到的磁場的水平分量的變化可從該圖查出。由于該磁場的有利的電離作用(水平分量)，電弧優(yōu)先沿著較高場的軌道運動。如果磁場的水平分量按圖8的曲線1變化，即為一條快速下降的曲線，則電弧首先停留或運動在寬度x1的區(qū)域內(nèi)。但如果磁場的水平分量按圖8的曲線2變化，則電弧停留在區(qū)域x2內(nèi)，其中x2＞＞x1。所以磁場呈曲線1變化的情況下，電弧被明顯地定位和控制。
從而在接通內(nèi)外環(huán)形線圈70、72時，極靴74、76不再具有決定性的意義，也變得很明顯，確切地說，顯示出了這兩個線圈對增加燒蝕寬度的作用。
對圖1至4先有技術(shù)的磁性裝置與本發(fā)明的磁性裝置進行的試驗比較得出了如下的結(jié)果。在全部試驗中，靶14的寬度D都為140毫米，長度為750毫米。在圖1中用H表示的靶表面16和相應支架48、68的表面之間的距離為25毫米。所用的內(nèi)外環(huán)形線圈44、46或70、72分別具有相同的尺寸，其中，內(nèi)環(huán)形線圈44、70在寬度(平行于靶表面16)為22毫米和高度(垂直于靶表面)為55毫米時用3200安培表征，而外環(huán)形線圈46、72在寬度為18毫米和高度為55毫米時則具有2500安培。在圖1至3所示的裝置中，即在只有兩個相互同心延伸的環(huán)形線圈時，在水平分量的最大值之間的區(qū)域內(nèi)，水平的磁場強度調(diào)到了0至40高斯。得出距離D1的值為80毫米，D2的值為115毫米，所以差為35毫米。在靶14的中心點或沿其中心軸具有永久磁鐵60的磁性裝置58時，在磁力線的水平分量的最大值之間得出的水平磁場強度為20至50高斯，其中，D4為55毫米，D2為120毫米，所以差為65毫米。
上述結(jié)果原則上是8至12安的電流通過250至350匝的線圈得出的。
在遵循本發(fā)明原理的磁性裝置66中，在水平分量的最大值之間的區(qū)域內(nèi)的水平磁場強度在0和80高斯之間變化，其中在最大值之間得出的值D5＝30毫米，D6＝120毫米，所以差D6-D5約為90毫米。
試驗表明，即使只有內(nèi)環(huán)形線圈70配置一個同心包圍它的用一種大的相對磁導率材料制成的極靴74，與公知的裝置比較也達到了改善的燒蝕輪廓。
圖9至13表示遵循本發(fā)明原理的磁性裝置的原理圖。圖9至11的磁性裝置包括一個用鋁-必要時也用塑料-制成的稱為基體100的外殼，該外殼平行于靶14的表面16布置。在基體100的內(nèi)部，布置了內(nèi)環(huán)形線圈70，該線圈被同心包圍它的極靴74包圍。在所示實施例中，內(nèi)環(huán)形線圈70包圍基體100的一個條形段102，這個條形段沿靶14的中軸和垂直于其橫軸延伸。內(nèi)極靴74又被基體100的一個同心包圍內(nèi)環(huán)形線圈70和內(nèi)極靴74的壁104限定，外環(huán)形線圈72對應的第二個極靴74外側(cè)沿該壁延伸。最后，外環(huán)形線圈72被基體100的外壁106包圍。
必須指出，條形段102應盡量窄-幾乎接近0-或必要時用“空氣”或一種非磁性材料例如塑料代替，以便更進一步減小圖5中所示的距離D5。
從圖9、10和11可以看出，環(huán)形線圈70、72和它們配置的極靴74、76是同心相互延伸并對準靶14的縱軸或橫軸。
圖12和13的實施例與圖9至11的實施例的區(qū)別在于，只有內(nèi)環(huán)形線圈70配置了一個極靴74，而外環(huán)形線圈72內(nèi)側(cè)和外側(cè)則被基體100的區(qū)段即外壁106和中間壁108限定，該中間壁相當于圖9至11的壁104的作用。
極靴74、76或環(huán)形線圈70、72的典型尺寸為內(nèi)極靴74在高度上相當于內(nèi)環(huán)形線圈70的高度即例如60毫米時可具有5至10毫米的寬度。而外極靴76則最好具有3至8毫米的寬度，外環(huán)形線圈的高度例如可為60毫米。線圈70、72本身最好通0至20安的電流強度。
權(quán)利要求
1.電弧蒸發(fā)裝置，包括一個陽極、一個起陰極作用的或與之連接的靶(14)、一個連接在該陽極和陰極上的用來在該靶上或其自由表面(16)上產(chǎn)生電弧或電弧斑點(18、20)的電壓源，以及一個設置在該靶下面的包括一個內(nèi)環(huán)形線圈和一個外環(huán)形線圈(70、72)的磁性裝置(66)用來產(chǎn)生一個影響靶表面上電弧運動的磁場，其特征為，磁性裝置(66)的環(huán)形線圈(70、72)的至少一個配置了一個在靶的表面(16)的區(qū)域內(nèi)影響該環(huán)形線圈磁場的高相對磁導率(μr＞＞1)的元件(74、76)，內(nèi)環(huán)形線圈(70)配置的該元件四周包圍該內(nèi)環(huán)形線圈，而外環(huán)形線圈(72)配置的該元件則沿面向該內(nèi)環(huán)形線圈的外環(huán)形線圈(72)的表面延伸。
2.按權(quán)利要求1的電弧蒸發(fā)裝置，其特征為，元件(74、76)同心環(huán)繞或基本上同心環(huán)繞內(nèi)環(huán)形線圈(70)或外環(huán)形線圈(72)延伸。
3.按權(quán)利要求1或2的電弧蒸發(fā)裝置，其特征為，元件(74、76)具有一個相對磁導率μr，μr≥104，特別是μr≥106。
4.按前述權(quán)利要求至少一項的電弧蒸發(fā)裝置，其特征為，元件(74、76)用一種鐵磁材料制成。
5.按前述權(quán)利要求至少一項的電弧蒸發(fā)裝置，其特征為，元件(74、76)用鐵或鋼或一種合金例如坡莫合金制成。
6.按前述權(quán)利要求至少一項的電弧蒸發(fā)裝置，其特征在為，電弧由于磁性裝置(66)產(chǎn)生的磁場在避免分出主支和次支的情況下在靶表面(16)上基本上沿預定的軌道運動。
7.按前述權(quán)利要求至少一項的電弧蒸發(fā)裝置，其特征為，至少內(nèi)環(huán)形線圈(70)被高相對磁導率(μr＞＞1)的元件包圍。
8.按前述權(quán)利要求至少一項的電弧蒸發(fā)裝置，其特征為，外環(huán)形線圈或內(nèi)環(huán)形線圈(70、72)配置的高相對磁導率的元件(74、76)可這樣影響由該內(nèi)外環(huán)形線圈產(chǎn)生的并在靶表面(16)的區(qū)域內(nèi)作用到電弧斑點(18、20)上的磁場，即由該內(nèi)環(huán)形線圈產(chǎn)生的磁場可向靶中心移動，而由該外環(huán)形線圈產(chǎn)生的磁場則可向靶邊緣移動。
9.按前述權(quán)利要求至少一項的電弧蒸發(fā)裝置，其特征為，靶(14)的縱軸線和環(huán)形線圈(70、72)的縱軸線在一個共同的垂直于靶表面(16)延伸的平面內(nèi)延伸。
10.電弧蒸發(fā)裝置，包括一個陽極、一個起陰極作用的或與之連接的靶(14)、一個連接在該陽極和陰極上的用來在該靶上或其自由表面(16)上產(chǎn)生電弧或電弧斑點(18、20)的電壓源，以及一個設置在該靶下面的包括一個內(nèi)環(huán)形線圈或一個外環(huán)形線圈(70、72)的磁性裝置(66)來產(chǎn)生一個影響靶表面上電弧運動的磁場，其特征為，磁性裝置(66)的至少一個環(huán)形線圈(70、72)被一個在靶表面(16)的區(qū)域內(nèi)影響該環(huán)形線圈磁場的高相對導磁率(μr＞＞1)的元件(74、76)包圍，且該磁性裝置至少可在一個平行于靶表面延伸的x方向和/或y方向內(nèi)進行調(diào)節(jié)。
11.按權(quán)利要求10的電弧蒸發(fā)裝置，其特征為，磁性裝置(66)可垂直于靶表面(16)在z方向內(nèi)進行調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明的電弧蒸發(fā)裝置包括一個陽極、一個起陰極作用的靶(14)、一個連接在該陽極和陰極上的用來在靶表面(16)產(chǎn)生電弧斑點的電壓源，以及一個設置在靶下面的包括內(nèi)、外環(huán)形線圈(70、72)的磁性裝置(66)，用來產(chǎn)生一個影響靶表面上電弧運動的磁場。為了電弧在規(guī)定的軌道上可在靶表面的大部分區(qū)域運動，建議磁性裝置(66)的至少一個環(huán)形線圈(70、72)配置一個在靶表面(16)的區(qū)域內(nèi)影響該環(huán)形線圈磁場的高相對磁導率(μ
文檔編號H01J37/32GK1539154SQ02815378
公開日2004年10月20日 申請日期2002年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月5日
發(fā)明者H·庫爾廷斯, H 庫爾廷斯 申請人:瑞士-普拉斯股份有限公司, 赫伯特M·加百利