ОСАЖДЕНИЕ ИЗ ПАРОВОЙ ФАЗЫ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ С ПОГРУЖЕНИЕМ В ДУГОВУЮ ПЛАЗМУ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ И ИОННАЯ ОБРАБОТКА

1. Система для нанесения покрытия, содержащая:
вакуумную камеру; и
узел для нанесения покрытия, включающий в себя:
источник пара, имеющий сторону мишени с длинным размером стороны мишени и коротким размером стороны мишени;
держатель подложек для удержания подложек, на которые требуется нанести покрытие, таким образом, что подложки располагаются перед источником пара, причем держатель подложек имеет линейный размер держателя;
удаленный анод, электрически соединенный с мишенью-катодом, причем удаленный анод имеет линейный размер удаленного анода, а источник пара имеет линейный размер источника пара;
узел катодной камеры, включающий в себя мишень-катод, необязательный первичный анод и экран, который изолирует мишень-катод от вакуумной камеры, при этом мишень-катод имеет линейный длинный размер мишени-катода и линейный короткий размер мишени-катода, в экране сформировано по меньшей мере одно отверстие для передачи тока электронной эмиссии удаленного дугового разряда от мишени-катода к удаленному аноду, который проходит вдоль длинного размера стороны мишени;
первичный источник питания, подключенный между мишенью-катодом и первичным анодом; и
вторичный источник питания, подключенный между мишенью-катодом и удаленным анодом, причем линейный размер удаленного анода и короткий размер источника пара расположены параллельно размеру, в котором управляют пятном дугового разряда вдоль мишени-катода.
2. Система по п. 1, в которой в экране сформировано единственное отверстие.
3. Система по п. 1, в которой в экране сформировано множество отверстий.
4. Система по п. 1, дополнительно содержащая дополнительный источник пара, расположенный между узлом катодной камеры, при этом линейный размер удаленного анода и размер, в котором выполняют управление пятном дуги вдоль мишени-катода, оба расположены параллельно короткому размеру каждого дополнительного источника пара.
5. Система по п. 1, дополнительно содержащая второй узел катодной камеры, включающий в себя вторую мишень-катод, необязательный второй первичный анод и второй экран, который изолирует вторую мишень-катод от вакуумной камеры, при этом вторая мишень-катод имеет линейный размер второй мишени-катода, во втором экране сформировано по меньшей мере одно отверстие для передачи второго тока электронной эмиссии от второй мишени-катода к удаленному аноду, который проходит вдоль длинного размера стороны второй мишени.
6. Система по п. 1, в которой плазма дугового разряда удаленного анода ограничена между мишенью-источником пара и линейным держателем.
7. Система по п. 1, в которой источник пара включает в себя магнетронную мишень.
8. Система по п. 7, дополнительно содержащая анод в виде решетки-клетки, установленный между магнетронной мишенью и линейным держателем, при этом узел катодной камеры расположен на первом конце анода в виде решетки-клетки, причем узел катодной камеры имеет отверстие катодной камеры для выпуска тока электронной эмиссии в пределах анода в виде решетки-клетки.
9. Система по п. 8, в которой удаленный анод установлен на втором конце анода в виде решетки-клетки.
10. Система по п. 8, в которой удаленный анод соединен с положительным выводом первого источника питания удаленной дуги и анод решетки-клетки соединен с положительным выводом второго источника питания удаленной дуги.
11. Система по п. 8, в которой анод в виде решетки-клетки имеет плавающий электрический потенциал или заземлен,
при этом дуговой разряд удаленного анода, в общем, ограничен внутри этой клетки.
2
12. Система по п. 8, в которой расстояние между внешней границей анодной клетки составляет от 10 до 100 мм от магнетронной мишени, при этом плотность тока удаленного дугового разряда в пределах анода в виде решетки-клетки составляет от 0,1 до 500 А/см.
13. Система по п. 8, в которой узел решетки-клетки включает в себя провода, имеющие толщину от 0,05 до 3 мм, и расстояние между соседними проводами от 0,5 до 30 мм.
14. Система по п. 8, дополнительно содержащая внутренние провода анода, распределенные внутри анодной клетки, которые отклоняют заряженные частицы, захватываемые в анодную клетку.
15. Система по п. 7, дополнительно содержащая RF антенны, расположенные на обоих концах анодной клетки, при этом держатели RF антенн индуцируют RF разряд, который нагревает электроны, излучаемые мишенью-катодом.
16. Система по п. 1, в которой мишень-катод узла катодной камеры включает в себя полость, покрытую металлом с высоким давлением насыщения паров, причем полость катода отделена от области удаленного дугового разряда сепаратором.
17. Система по п. 1, которая дополнительно содержит источник питания для разряда удаленного дугового разряда, который представляет собой источник питания постоянного тока или импульсный источник питания постоянного тока, причем отрицательный вывод источника питания соединен с мишенью-катодом, а положительный вывод источника питания соединен по меньшей мере с одним удаленным анодом.
18. Система по п. 7, в которой источник питания удаленного дугового разряда представляет собой источник питания постоянного тока или импульсный источник питания постоянного тока, причем отрицательный вывод источника питания соединен с мишенью-катодом, а положительный вывод источника питания соединен с анодом в виде решетки-клетки.
19. Способ нанесения покрытия на подложку в системе нанесения покрытия, которая содержит:
вакуумную камеру; и
узел нанесения покрытия, включающий в себя:
источник пара, имеющий сторону мишени с длинным размером стороны мишени и коротким размером стороны мишени;
держатель подложек для удержания подложек, на которые требуется нанести покрытие, таким образом, что подложки располагаются перед источником пара, причем держатель подложек имеет линейный размер держателя;
удаленный анод, электрически соединенный с мишенью-катодом, причем удаленный анод имеет линейный размер удаленного анода, а источник пара имеет линейный размер источника пара;
узел катодной камеры, включающий в себя мишень-катод, необязательный первичный анод и экран, который изолирует мишень-катод от вакуумной камеры, при этом мишень-катод имеет линейный размер мишени-катода, в экране сформировано по меньшей мере одно отверстие, для передачи тока электронной эмиссии удаленного дугового разряда от мишени-катода к удаленному аноду, который проходит вдоль длинного размера стороны мишени;
первичный источник питания, подключенный между мишенью-катодом и первичным анодом; и
вторичный источник питания, включенный между мишенью-катодом и удаленным анодом, причем линейный размер удаленного анода и короткий размер источника пара расположены параллельно размеру, в котором управляют пятном дугового разряда вдоль мишени-катода,
характеризующийся тем, что:
генерируют первичный дуговой разряд в источнике катода, испускающий электроны, между мишенью-катодом и первичным анодом;
генерируют ограниченный удаленный дуговой разряд в области покрытия между узлом катодной камеры и удаленным анодом; и
генерируют поток паров металла от источника пара в направлении по меньшей мере одной подложки, на которую требуется нанести покрытие.
20. Способ по п. 19, в котором система для нанесения покрытия дополнительно содержит анод в виде решетки-клетки, установленный между магнетронной мишенью и линейным держателем, при этом узел катодной камеры расположен на первом конце анода в виде решетки-клетки, узел катодной камеры имеет отверстие в катодной камере для прохода тока электронной эмиссии в пределах анода в виде решетки-клетки.