專利名稱：用于火花蒸發(fā)的具有火花擴(kuò)散的空間限制的靶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分的用于火花蒸發(fā)源的靶，以及一種與此相對(duì)應(yīng)的火花蒸發(fā)源和一種借助于火花蒸發(fā)來制造層的方法。
背景技術(shù)：
在下文中應(yīng)將火花蒸發(fā)理解為在真空下借助于蒸發(fā)的 物理涂層方法，其中陰極燃燒點(diǎn)從為此設(shè)置的表面使材料蒸發(fā)。在其中提供要蒸發(fā)的材料的裝置在下文中稱作靶。所述靶與用于火花點(diǎn)火的點(diǎn)火裝置以及用于維持火花的電壓源一起構(gòu)成ARC源。在下文中將對(duì)陰極燃燒點(diǎn)的擴(kuò)散的限制稱為ARC約束。ARC源主要用所施加的磁場來運(yùn)行。在此在靶處設(shè)置磁裝置，該磁裝置尤其是在靶外的要蒸發(fā)的靶材料之上、也就是至少在該要蒸發(fā)的靶材料附近但是在該靶材料表面的附近導(dǎo)致這樣的磁力線分布，該磁力線分布影響陰極燃燒點(diǎn)在靶表面上的移動(dòng)速度以及例如放電電壓的放電條件。在產(chǎn)生磁場時(shí)的問題是，在在中心處不同于零的軸對(duì)稱場中，磁力線在中心處總是垂直于表面地從靶射出。這對(duì)于圓形靶來說示意性地在圖I中示出并且對(duì)于矩形靶來說示意性地在圖2中示出。在磁力線基本上垂直于靶表面的區(qū)域中，陰極燃燒點(diǎn)的移動(dòng)速度劇烈降低。該效應(yīng)可以稱作為陰極燃燒點(diǎn)在中心處的萎陷(Kollabieren)。這導(dǎo)致在該區(qū)域中在數(shù)量以及大小方面具有加劇的微滴形成的加劇的材料損害。微滴從靶的表面被拋出地基本上是液態(tài)的，也就是祀材料的非蒸發(fā)的密集體(Konglomerat),其作為宏觀顆粒沉淀在要涂層的襯底上。在反應(yīng)的涂層過程中這常常導(dǎo)致密集體不能與反應(yīng)氣體完全地充分反應(yīng)。為了對(duì)抗陰極燃燒點(diǎn)在靶中心處的萎陷，主要已知兩種措施。一方面可以嘗試通過巧妙地選擇磁系統(tǒng)來避免所述萎陷。這例如通過發(fā)散狀的磁力線來實(shí)現(xiàn)。但是已知的是，通過使磁場聚焦可以將所蒸發(fā)的材料強(qiáng)化地引導(dǎo)到要涂層的襯底并且由此提高材料使用的效率。通過使用發(fā)散狀的磁力線必須放棄該優(yōu)點(diǎn)。另一方面已知采取盡管存在垂直射出的磁力線仍將陰極燃燒點(diǎn)從靶的中心區(qū)域排除、即將陰極燃燒點(diǎn)限制到中心區(qū)域以外的靶的區(qū)域上的措施。因此，根據(jù)WO 0016373，通過如下方式來減輕陰極燃燒點(diǎn)在中心區(qū)域中萎陷的問題，即在靶的中心區(qū)域中設(shè)置其材料具有較小的二次電子輸出量的遮擋板。作為遮擋板材料在那里例如使用氮化硼。但是在這種方案中所顯示出的問題是，通過遮擋板表面的涂層該遮擋板表面變得導(dǎo)電，陰極燃燒點(diǎn)可以移動(dòng)到該遮擋板表面上并且因此導(dǎo)致要構(gòu)造的層中的不期望的組成部分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)是，至少部分克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。在此，在所采取的措施的情況下還確保了在來料涂層車間(Lohnbeschichtungsbetrieb)的生產(chǎn)環(huán)境中的適宜性。相應(yīng)的情況適用對(duì)低成本、過程穩(wěn)定性和維護(hù)友好性的要求。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)與權(quán)力要求I的特征部分相對(duì)應(yīng)地解決。從屬權(quán)利要求構(gòu)成其他有利的實(shí)施方式。發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，WO 0016373中的問題在于，由于遮擋板和具有增加的涂層的蒸發(fā)材料之間的接觸構(gòu)造了導(dǎo)電連接，該導(dǎo)電連接使得即使二次電子輸出量較小也能夠在遮擋板表面上火花放電。因此根據(jù)本發(fā)明，陰極燃燒點(diǎn)非常高效地從靶表面的中心區(qū)域被排除，所通過方式是，在該區(qū)域中電子供應(yīng)在涂層過程期間持續(xù)地被禁止，即火花放電由于缺乏載流量而是不可能的。這例如可以通過如下方式來實(shí)現(xiàn)，即中心區(qū)域持續(xù)隔離并且設(shè)置在電懸浮電位上。于是令人驚訝的可以是，所述電子供應(yīng)在靶的中心區(qū)域中持久地禁止，作為遮擋板材料甚至使用與其余靶表面相同的材料。因此，使用具有較小的二次電子輸出量的材料不再是前提條件。如果陰極燃燒點(diǎn)隨機(jī)地短時(shí)漂移到遮擋板上，則這在這種情況下導(dǎo)致層的污染。


現(xiàn)在根據(jù)實(shí)施例和附圖詳細(xì)地示例性地說明本發(fā)明。在此
圖3示出具有非磁性地實(shí)施的片的靶的本發(fā)明實(shí)施方式并且示意性示出磁力線分布圖4示出具有利用軟磁材料磁性地實(shí)施的片的靶的本發(fā)明實(shí)施方式并且示意性示出磁力線分布。
具體實(shí)施例方式根據(jù)第一實(shí)施例，如在圖3中所示的靶I包括靶材料3、例如鈦，在中心區(qū)域中具有用于容納電絕緣地安裝的片7的凹陷5，該片7借助于卡環(huán)11保持在絕緣銷9處。例如陶瓷的不導(dǎo)電材料適用于絕緣銷9。靶材料3與片7之間的距離為大致I. 5mm至3. 5mm之間。如果距離再大，則存在陰極燃燒點(diǎn)破壞處于懸浮電位上的片7的危險(xiǎn)。如果距離再小于I. 5_，則存在通過涂層材料的生長而導(dǎo)致靶材料3與片7之間的電接觸的危險(xiǎn)。為了制造靶優(yōu)選首先將由靶材料構(gòu)成的板施加到載體板(未示出)上，該載體板既用于冷卻又用于電接觸。然后才完全地機(jī)械鎖定絕緣銷9、片7和卡環(huán)11。在許多應(yīng)用中，靶I設(shè)置在涂層室的側(cè)壁上。這對(duì)于圓形靶來說意味著，靶I的對(duì)稱軸處于水平。片7在示例中包括孔，利用該孔所述片7被推移到絕緣銷9上。優(yōu)選地，孔的直徑被選擇為比絕緣銷9的通過孔被推移的部分的直徑至少大十分之幾毫米。因此，由于重力所述片7在一條直線上放在絕緣銷9的上外罩部分上?？ōh(huán)11如在圖3中所示那樣下沉到片7的中心凹陷中。由此,支承線(Auflagelinie)進(jìn)一步減小并且在不利的情況下片的重心處于這樣的位置，使得片7由于公差而傾斜地放置在絕緣銷9的外罩上。為了避免這種情況，片7根據(jù)該實(shí)施方式的有創(chuàng)造性的擴(kuò)展包括一個(gè)或多個(gè)凹陷13。這些凹陷13引起，片7的重心在軸上被推離卡環(huán)11并且因此片7不被傾斜地放置。片7根據(jù)本實(shí)施方式由導(dǎo)電的、例如金屬材料構(gòu)成。根據(jù)特別有利的實(shí)施方式，懸浮的片7還可以實(shí)施為軟磁材料，借此可以實(shí)現(xiàn)磁力線在片的外邊緣處垂直射出并且因此基本上平行于靶表面，如在圖4中借助于虛線在右側(cè)示出的那樣。因此確保了陰極燃燒點(diǎn)在整個(gè)剩余靶區(qū)域上的快速的移動(dòng)速度。
在本說明書中公開了一種用于ARC源的靶，具有由要蒸發(fā)的材料構(gòu)成的第一本體3，該第一本體3基本上在平面中包括被設(shè)置用于蒸發(fā)的表面，其中平面中的該表面包圍中心區(qū)域，其特征是，在中心區(qū)域中設(shè)置與第一本體3設(shè)計(jì)為電絕緣的、優(yōu)選被構(gòu)造為片狀的第二本體7，使得第二本體7基本上不能提供用于維持火花的電子。優(yōu)選地，第一本體3在中心區(qū)域中包括凹陷5，第二本體7下沉到該凹陷5中并且借助于絕緣銷9固定，其中第一本體3與第二本體9之間的距離取閉集合I. 5mm至3. 5mm之間的一個(gè)或多個(gè)值，其中在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，本體7至少在從凹陷5突出的表面處具有對(duì)應(yīng)于本體3的材料的材料。第二本體7可以設(shè)計(jì)為包括一個(gè)或多個(gè)凹陷13，使得第二本體7的位于軸上的重心處于孔的外罩的高度。

在另一特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，第二本體7由軟磁材料實(shí)施。
權(quán)利要求
1.用于ARC源的革E,具有由要蒸發(fā)的材料構(gòu)成的第一本體(3),該第一本體(3)基本上在平面中包括被設(shè)置用于蒸發(fā)的表面，其中平面中的該表面包圍中心區(qū)域，其特征是，在中心區(qū)域中設(shè)置與第一本體(3)設(shè)計(jì)為電絕緣的、優(yōu)選被構(gòu)造為片狀的第二本體(7)，使得第ニ本體(7)基本上不能提供用于維持火花的電子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的靶，其特征是，第一本體(3)在中心區(qū)域中包括凹陷(5)，第二本體(7)下沉到該凹陷(5)中并且借助于絕緣銷(9)固定，其中第一本體(3)與第二本體(9)之間的距離取閉集合I. 5mm至3. 5mm之間的ー個(gè)或多個(gè)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的靶，其特征是，本體(7)至少在從凹陷(5)突出的表面處具有對(duì)應(yīng)于本體(3)的材料的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3之一的靶，其特征是，第二本體(7)設(shè)計(jì)為包括至少ー個(gè)凹陷13，使得第二本體(7)的位于軸上的重心處于孔的外罩的高度。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之ー的靶，其特征是，第二本體由軟磁材料實(shí)施。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于ARC源的靶，具有由要蒸發(fā)的材料構(gòu)成的第一本體(3)，該第一本體(3)基本上在平面中具有被設(shè)置用于蒸發(fā)的表面，其中平面中的該表面包圍中心區(qū)域，其特征是，在中心區(qū)域中設(shè)置與第一本體(3)設(shè)計(jì)為電絕緣的、優(yōu)選被構(gòu)造為片狀的第二本體(7)，使得第二本體(7)基本上不能提供用于維持火花的電子。
文檔編號(hào)H01J37/12GK102822938SQ201180019323
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者S.克拉斯尼策, J.哈格曼 申請(qǐng)人:歐瑞康貿(mào)易股份公司(特呂巴赫)