[发明专利]过滤阴极电弧沉积设备和方法

权利要求书

1.一种用于在真空中在基板上施加涂层的过滤阴极真空电弧沉积设备，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；

-连接到电流源(12)的负极的大致具有圆柱形状的至少一个可消耗的旋转电弧阴极；

-连接到所述电流源(12)的正极的与所述旋转电弧阴极相关联的至少一个阳极(10)；

-其中所述旋转电弧阴极在它的外圆柱护套上是可消耗的；

-安置在所述旋转电弧阴极和所述基板保持器(1)之间的用于产生磁场的至少一个水冷电磁线圈(8)；

-其中所述水冷电磁线圈(8)是长型的并且所述水冷电磁线圈(8)的所述磁场的最高强度的中心区域安置在大致平行于旋转电弧阴极轴的线上；

-其中由所述水冷电磁线圈(8)产生的磁场线(17)被大致限制在所述旋转电弧阴极和所述基板保持器(1)之间的空间中；

-其中所述阳极(10)被定位为以使得电弧放电燃烧从所述旋转电弧阴极，通过所述水冷电磁线圈(8)，到所述阳极(10)。

2.如权利要求1所述的过滤阴极真空电弧沉积设备，其中，所述水冷电磁线圈(8)的内侧设置有反射宏观粒子的挡板(9)。

3.如权利要求1和2所述的过滤阴极真空电弧沉积设备，其中，所述水冷电磁线圈(8)能够沿着所述旋转电弧阴极的所述旋转轴移动。

4.如权利要求1和2所述的过滤阴极真空电弧沉积设备，其中，与所述磁场相反地取向的其它磁场源(6)被安置在所述旋转电弧阴极中。

5.如权利要求4所述的过滤阴极真空电弧沉积设备，其中，所述其它磁场源(6)的至少一部分是能够沿着所述旋转电弧阴极的所述旋转轴运动的铁磁芯(7)。

6.如权利要求1-5所述的过滤阴极真空电弧沉积设备，其中，其它阳极(24)被安置在所述旋转电弧阴极和所述水冷电磁线圈(8)之间，其中由所述电流源(12)产生的电弧电流被分为所述其它阳极(24)和所述阳极(10)，其中，抵靠着所述其它阳极(24)燃烧的电弧电流与抵靠着所述阳极(10)燃烧的电弧电流的所述电弧电流比率是在0.1-10的范围内。

7.一种用于在涂布设备中在基板上施加涂层的方法，所述涂布设备包括：

-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；

-连接到电流源(12)的负极的大致具有圆柱形状的至少一个可消耗的旋转电弧阴极；

-连接到所述电流源(12)的正极的与所述旋转电弧阴极相关联的至少一个阳极(10)；

-其中所述旋转电弧阴极在它的外圆柱护套上是可消耗的；

-安置在所述旋转电弧阴极和所述基板保持器(1)之间的用于产生磁场的至少一个水冷电磁线圈(8)；

-其中所述水冷电磁线圈(8)是长型的并且所述水冷电磁线圈(8)的所述磁场的最高强度的中心区域被安置在大致平行于旋转电弧阴极轴的线上；

-其中由所述水冷电磁线圈(8)产生的磁场线(17)被大致限制在所述旋转电弧阴极和所述基板保持器(1)之间的空间中；

-其中所述阳极(10)被定位为以使得电弧放电燃烧从所述旋转电弧阴极，通过所述水冷电磁线圈(8)，到所述阳极(10)；

-电弧生成器(11)，

所述方法包括以下步骤：

-在旋转电弧阴极和相关阳极(10)之间产生电弧以在其中所述磁场线(17)大致垂直于(22)所述旋转电弧阴极表面即所述外圆柱护套的位置附近产生等离子，其中电弧斑在所述位置运动；

-阴极旋转(16)将所述电弧斑从其中所述磁场线(17)进入所述旋转电弧阴极而垂直于所述旋转电弧阴极外圆柱护套的位置通过旋转靶而偏移到其中与所述旋转电弧阴极外圆柱护套相切的更高磁场分量的位置，从而使得所述电弧斑在所述旋转电弧阴极外圆柱护套上在所述旋转电弧阴极的所述旋转轴的方向的运动加速；

-当所述电弧斑抵达所述可消耗的旋转电弧阴极的末端位置之一时，执行以下动作之一：

-或者关掉电弧并重新点燃；

-或者所述电弧斑运动方向被反向。

8.如权利要求7所述的方法，其中，借助于从电弧生成过去的时间基于所述电弧斑的已知速度，指示当所述电弧斑抵达所述末端位置之一时的这种状态。