专利名称：Pvd方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用PVD的方法通过应用、沉积或涂覆耐磨层材料的方法，其中通过磁控溅射和电弧溅射的组合来执行涂覆。本发明还涉及执行该方法的设备。
背景技术：
公知有多种用于制备PVD层的方法和设备的变形。作为与本发明最接近的现有技术，看起来存在如下的出版物。在EP1538496中，描述了使用旋转圆柱形对象来通过低压电弧制备PVD层的方法。其中不仅实现了更多的均匀沉积的层和更有效的对象材料产量，而且使用更强的磁场也是是可能的，这减少了沉积层中大粒子的尺寸和数目。
W02007/044344公开了使用圆柱体对象用于磁控溅射的方法，其中使用了用于放置磁场的内腔。磁场在该对象的表面上产生该磁场的一个或多个闭合的通道，其中通道被导向为与对象的轴平行，使得层可以更均匀并且对象的材料更有效地工作。W02007/044344还公开了使用圆柱形旋转磁控管对象来产生PVD层，其中由于对象的旋转，对象的生命周期更长并且该对象的材料产率更高。此外，产生更有效的圆柱形磁控管设计的方法是公知的，其中根据US5725746提供对象段的掩膜。在US2006/049043中描述了具有旋转磁控管阴极的设备，通过电流消除情况恶化。W092/07105公开了可互换的单边圆柱形旋转对象的固定，其中不需要从沉积腔分解阴极头。专利US5445721公开了一种可互换的结构，在两侧固定了圆柱形旋转磁控管。旋转圆柱形磁控管的工程结构在公开的US2008/0012460或W091/07521中描述。此外，在1984年公开的EP0119631中示出了使用圆柱形旋转磁控管的方法，该磁控管具有与产生静态磁场的侧圆柱体旋转磁控管组合的旋转磁场。如下方法是公知的使用永久磁铁的旋转磁场，该磁场产生了多个垫子通道，并且设计与静态平坦对象的组合，以改善目标材料的产量，如EP1953257描述的那样。具有平坦目标的不平衡磁控管的设计是公知的，其中产生了不平衡的磁场并且磁场外比磁场内或中心磁场更强,这在出版物GB2241710中是明显的。具有平坦目标的不平衡磁控管的进一步的设计是公知的，其中使用了不平衡磁场，如在EP1067577或W003/015475中描述的那样。不平衡磁控管的设计是公知的，其中在每一对中使用不同形状的对象，其中以如下方式布置对象磁场减少沉积区域之外的电子的逃逸并且改善等离子体电离和沉积层的质量。这种类型的磁控管对于在操作模式下工作的对象是方便的，在操作模式中功率水平是改变的。这个设计在US2002/0195336中公开。此外，具有不平衡磁场的不平衡磁控管的设计是公知的，其中对象的工作表面被放置在对象的内部或外部，如US2001/0050255中公开的那样。使用外部辅助磁极或外部磁场来对磁控管对象的磁场修整是公知的，如US6749730 和 US2003/0089601 中描述的那样。
此外使用圆柱形磁控管对象的旋转圆柱形屏蔽是公知的，如例如在公开的W094/1618和EP1251547中描述的那样。
发明内容
本发明的目的是提供使用通用的PVD方法沉积耐磨层的新的方法和设备。沉积耐磨层的方法包括从至少两个工作沉积源来执行沉积，由此，其中至少一个所述源是在不平衡的磁控管体系中工作的圆柱形旋转阴极，并且由此至少一个所述源是在低压电弧充电体系中工作的阴极。用于执行该方法的设备由真空沉积腔组成，其中存在至少两个沉积源，所述至少两个沉积源具有它们相关的处理气体的气体输入和它们的屏蔽物，并且其中至少一个基底放置在旋转支撑上，其中本发明的本质是，至少一个所述源是在不平衡磁控管体系中工作的圆柱形旋转阴极，并且由此，至少一个所述源是在低压电弧放电体系中工作的阴极。如果在不平衡磁控管体系中工作的圆柱形旋转阴极被放置在旋转支撑内部的空间中的沉积腔 中，这样是有利的。在这种情况下，如果其他工作沉积源放置在旋转支撑之外，是特别有利的。可选地，如果在不平衡磁控管体系中工作的圆柱形旋转阴极和其他工作沉积源被放置在旋转支撑之外的沉积腔(2)，这样是有利的。关于电路连接，当在不平衡磁控管体系中工作的圆柱形旋转阴极由圆柱形屏蔽物屏蔽，该圆柱形屏蔽物以所述阴极相关联地连接作为阳极，这样是有利的。可选地，如果在低压电弧放电体系中工作的阴极由圆柱形屏蔽物屏蔽，是有利的。关于屏蔽物如果所述屏蔽物装配有辅助气体出口，分别装配有另外的处理气体的辅助气体入口，是有利的。总地来说，本发明的本质包括在沉积覆盖的基底的旋转支撑附近放置至少一个或多个圆柱形旋转不平衡磁控管，所述磁控管与一个或多个工作阴极协作或可能协作，其中是一个所述阴极工作在低压电弧放电体系。此外，本发明的本质包括所述磁控管装配有圆柱形屏蔽物，这样的结构可能根据需要的目的而改变，并且通过旋转或回转磁场，其结构组件可以组合于与工作阴极相关的磁控管阴极的源表面的不同位置或定向和处理气体的辅助气体输入的结构或配置，其中与屏蔽物变形协作，工作气体的本地改变是可能的。本发明的设备和方法的优势总结如下-与低压电弧放电相比，圆柱形旋转磁控管可以为磁控管放电应用显著提高的功率，-与电弧放电技术相比，实现了显著提高的沉积层增长速度，-与低压电弧相比，实现了显著降低的相对表面粗糙度-与现在的磁控管相比，根据本发明的磁控管实现了显著提高的电离程度(通过计算至基底的电流和电离的粒子总数之间的关系减少电离程度)，并且与现在的圆柱形显著电弧相比实现了显著提高的层生长速度，-当与电弧阴极协作时，可以实现进一步的等离子和反应元件的补充电离，其与层创建处理相关，-协作的工作电弧电极是稳定磁控管的磁滞行为,所述电极抑制与工作气体的反应元件的部分压力的改变相关联的磁控管灵敏性，并且它们是阻碍至不稳定工作体系的转换，-在组合结构中，可以使用电弧阴极用于离子清洁，与使用单个磁控管用于所述离子清洁相比，这提供了显著改善的沉积层的粘合性，-当使用圆柱形旋转磁控管的磁场时，可以实现创建不平衡磁控管，-在恒定场的情况下，圆柱形旋转磁控管的磁控管导管可以被导向朝向工作电极或在来自这些电极的方向导向，并且以这种方式，它们可以影响沉积层的结构(在具有朝向这些电极的磁控管导管的定向的工作体系中，各个阴极的材料被混合并且它们主要创建了单层，并且在从这些电极的磁控管导管的定向的工作体系中，各个阴极的材料不混合并且所以可能创建多层结构，其厚度可以由处理参数影响或管理)，-当使用其他工作电极上，这些电极协作，有利地是，可以修改沉积的PVD层的成分和特性，
-圆柱形屏蔽物防止圆柱形旋转磁控管影响其他工作阴极，当沉积仅来自这些阴极的材料时，-在开始沉积处理之前，可以使用圆柱形屏蔽物来清洁圆柱形旋转磁控管，当由此屏蔽基底和以这种方式抑制时，在清洁圆柱形旋转磁控管的过程中从对象的表面释放剩余粒子的影响，-在开始真正的沉积处理之前，当来自起始处理的过程中从对象的表面释放的剩余粒子的影响屏蔽基底时，可以使用圆柱形屏蔽物用于圆柱形旋转磁控管的起始处理，用于接近工作点。-有利地，可以增加气体的本地的辅助输入，这能够本地地改变工作气体的成分。可以使用本发明来修改或调节一些已知的方法和设备，其中仅使用平面的和不旋转的或类似电极。这些设备是公知的，其中平面电极的组合主要工作在磁控管和低压电弧放电，但是它们可以被调节以执行具有一种电极或另一个电极的处理，但是它们不能调节用于两者类型电极一起协作的处理。并且当考虑本发明的基本本质和范围时，修改用于使用平面电极的相关设备被看作根据本发明的方法和设备的技术等效物。
使用实施例的例子结合相关附图详细描述和说明根据本发明的方法和设备，在图I中明显地以简单横截面形式示出了沉积设备，具有中心磁控管并且具有横向或侧电极，位于旋转基底支撑之外；在图2中，具体示出了圆柱形旋转磁控管的阴极，该阴极被产生为旋转圆柱体中空对象，具有产生不平衡磁场的永久磁铁；在图3中，具体示出了相同的电极，其中以表面上的椭圆闭合磁通道的形式绘制了相关的磁场，其长侧平行于对象的轴；在图4中，示出了根据本发明的方法的另一个变形，使用了一种设备，在该设备中圆柱形圆弧磁控管被放置在沉积腔内部和基底的旋转支撑的空间内部，与另一个阴极一起，以低压电弧放电原理工作，该另一个阴极放置在圆锥支撑的空间内部；此外在图5中，示出了根据本发明的另一个方法，使用一种设备，在该设备中，圆柱形旋转磁控管放置在沉积腔之内但是在旋转基底支撑之外，并且与另一个工作阴极一起，以低压电弧放电的原理工作；在图6中，示出了该方法的清洁阶段，具体上来说，存着圆柱形旋转磁控管的阴极，该阴极被产生作为具有永久磁铁的旋转圆柱体中空对象，产生不平衡磁场，类似于图2中的磁场，但是在所述圆柱体旋转磁控管的磁场旋转的情况下，这是由于铁磁的位置和具有永久磁铁的核的从工作位置(如图2所示)旋转到清洁位置(如图6所示)引起的，在图7中，存着根据图I的沉积设备，其中正在进行清洁阶段，并且这个阶段的方法可以深入到使用从侧阴极辉光放电或电弧放电的离子蚀刻阶段，其中这些侧阴极的至少一个被调节以工作在低压电弧放电状态，并且因此这样的阴极被称为电弧阴极，并且其中通常与图I的设备相比，中心旋转圆柱形磁控管的磁场从图2所示的位置旋转到如图6所示的位置，并且此外在图8中，存着如图I所示的设备，但是在变形配置中，其中所示阴极由它们自己的圆柱形屏蔽物进行屏蔽，旋转到更接近于中心圆锥磁控管的位置，由此示出了 TiAIN层的沉积阶段，由此仅使用了中心圆柱形旋转磁控管，并且通过它们自己的相关阴极屏蔽物来保护侧阴极，并且所示磁控管的尺寸被定向为朝向屏蔽物之后的空间之外的基底，并且最终图9示出了 TiAIN层的沉积，当这个磁控管的磁场在这里被导向朝向圆柱体屏蔽物之后的空间之外的基底并且磁控管放电的定向是从所述阴极的方向时，使用具有磁阴极或阴极的圆柱形旋转磁控管协助来
执行，其中调节它们中的至少一个，被称为阴极，用于在低压电弧放电工作体系中工作。
具体实施例方式根据本发明的方法在根据本发明的设备中示出，作为其示例实施例并且基于已知类型Pi300，这在图2中是明显的并且如下创建圆柱形旋转磁控管I被放置在沉积腔2的中心位置。沉积腔2由处理气体的输入2b、排空气体的输出2a、沉积腔2的门6和基底3b的旋转支撑3组成。基底3b的旋转支持3提供可能性以将准备涂覆的基底3b载入到行星3a并且执行它们的多阶段旋转。与圆柱形旋转磁控管I共轴地放置它的圆柱形屏蔽物4。在圆柱形屏蔽物4附近可以放置辅助气体输入5或处理气体的输入。在沉积腔2的门6的区域中的基底3b的旋转支撑之外，放置工作侧阴极7a、7b。7c，包括这些工作侧阴极的相关的屏蔽物8，并且对它们导入了进一步的辅助气体输入9或其他处理气体输入。所述工作侧阴极和它们的屏蔽物的唯一的构造是本领域公知的，并且在公开出版物EP1356496中具体描述。在这个示例实施例中使用和放置各个类型的工作侧阴极7a、7b、7c的任何组合是可能的，但是其中至少一个被调节以能够在低压电弧放电体系中工作。在图2中配置是明显的，其中圆柱形旋转磁控管I的阴极由具有永久磁铁Ic的它自己的旋转圆柱形对象Ia组成，形成不平衡的磁场并且被放置在所述对象Ia的中空空间内的铁磁和旋转核Ib上。在这个示例实施例中的磁场在表面上创建椭圆闭合的磁性通道，通道的长侧与所述对象Ia的轴平行，如在图3中显而易见。根据本发明的另一个方法示出了根据本发明的设备，在示例实施例中，这在图4中是明显的并且如下创建圆柱形旋转磁控管I被放置在沉积腔2内以及基底3b的旋转支撑3的空间内，还具有另一个工作阴极7a，其以低压电弧放电的原理工作并且适于在旋转支撑3的空间内。沉积腔2由处理气体的输入2b、用于气体排空的输出2a、沉积腔2的门6和基底3b的旋转支撑3组成。基底3b的旋转支撑3使能能够将用于涂覆的那些基底载入到各自行星3a上，并且使能它们的多阶段旋转。与圆柱形旋转磁控管I共轴地放置它的选择性屏蔽物4。在所述圆柱形屏蔽物4附近，可以放置辅助气体入口 5或处理气体的入口。然后工作阴极7a使用相关的屏蔽物8和另外的处理气体的另外的辅助气体入口 9，入口 9导入所述屏蔽物8。由根据本发明的设备示出了根据本发明的另一个方法，在示例实施例中，这在图5中是明显的并且如下创建圆柱体旋转磁控管I适于在沉积腔2内部，在基底3b的旋转支撑3外部，具有另一个工作阴极7a，以低压电弧放电的原理工作。沉积腔2在这里由处理气体的入口 2b、用于气体排空的出口 2a、沉积腔2的门6和基底3b的旋转支撑3组成。基底3b的旋转支撑3能够将这些用于涂覆的基底载入到各自的行星3a，并且使能它们的多阶段旋转。与圆柱形旋转磁控管I共轴地放置其圆柱形屏蔽物4。在所述圆柱形屏蔽物4附近可以放置辅助气体入口 5或处理气体的入口。然后工作阴极7a使用相关的屏蔽物8和另外的处理气体和另外的辅助气体入口 9，该入口 9导入所述屏蔽物8。圆柱形旋转磁控管I的圆柱形屏蔽物4可以被设计成各种形式，如下具体对其进行描述
a)稳定的屏蔽物，近似屏蔽对象Ia的180°角度的表面。屏蔽物4a使用浮动电势上的连接与沉积腔是直流分离的，并且装配有侧部可调节部件4a，其是根据使得对象Ia的直径更小而可调节的。圆柱体屏蔽物4可以相对于远侧附近或远侧上的侧阴极7a、7b、7c被导向或定位。b)稳定的屏蔽物，近似屏蔽对象Ia的180°角度的表面并且创建辅助阴极。这种类型的圆柱体屏蔽物4可以根据输出的清洁功率来由水冷却系统完成。总地来说，该屏蔽物的形状也可以是不同的，不仅仅是具有简单圆形圆柱体的形状。该屏蔽物装配有侧部可调节部件4a，该侧部可调节部件4a是根据使得所述对象Ia的直径更小而可调节的，作为其磨损的结果。在这种情况下，圆柱体屏蔽物4可以在附近或远侧导向。c)根据如a)或b)中的设计，由旋转部件完成的稳定屏蔽物，能够完全将所述对象封闭在圆柱体屏蔽物4的空间内。在这种情况下，圆柱形屏蔽物4可以在附近或远侧导向。d)通过辅助气体入口 5或处理气体的气体入口，除了如在a)或b)或c)之外创建的完全在所述圆柱体屏蔽物内部或非常接近于所述圆柱体屏蔽物4的稳定屏蔽物，能够本地地改变处理气体的成分。下面是根据本发明的方法的进一步的例子，其中在结合附图的示例实施例中该方法使用根据本发明的设备执行的，附图示出了所述方法和设备。例子I 一使用所述圆柱体旋转磁控管和所述阴极的协作，TiAlN的沉积在涂覆设备Pi300上沉积TiAlN层的方法包括下面的阶段，还使用公知的步骤排空沉积腔，将工具预热到工作温度，通过从侧阴极辉光放电或电弧放电来离子清洁工具，清洁圆柱形旋转磁控管，使用圆柱形旋转磁控管和所述阴极的协作来沉积层，从工作处理温度冷却设备，并且最终使得沉积腔充满气体。根据本发明和根据设备使用的方法，下面的阶段涉及使用圆柱形旋转不平衡磁控管和侧阴极，这在图I中是明显的I.清洁圆柱形旋转不平衡磁控管的表面至圆柱形屏蔽物4后面的空间，可以在图6中见到。在这里被创建为旋转圆柱形中空对象Ia的形状的所述圆柱形圆锥磁控管I的阴极的表面可以例如由氧气和氮气从初始充气沉积腔2或从初始沉积处理被污染。该阶段的目的是使用抑制或消除之前释放并在基底3b的表面上沉积的用于由相关层涂覆的残余粒子的沉积的方法消除残余粒子。如下开始该清洁阶段根据铁磁和旋转核Ib与永久磁铁Ic的位置，将所示圆柱形旋转磁控管I的磁场从如图2所述的工作位置旋转到如图6所示的清洁位置。这里连接圆柱形屏蔽物4作为辅助阳极。如下示出该阶段的处理参数总压力0. 4Pa，仅在Ar气体中，Ar流量40sccm，温度550° C，磁控管输出功率6kW，清洁时间10分钟。该阶段可以深入到通过从侧阴极7a、7b、7c辉光放电或电弧放电而离子蚀刻工具的阶段，如图7所示。在该处理中，至少一个侧阴极7a、7b、7c被调节用于在低压电弧放电工作体系中活动，并且因此这样的阴极在这种情况下被称为电弧阴极。2.从侧阴极7a、7b、7c和从所述圆柱形旋转磁控管沉积粘合层，其中在这个阶段中，所述圆柱形旋转磁控管I的旋转磁场被用于放电从屏蔽物4后面的空间导向到朝向基底3b的方法。在如图I所述的在配置中，在随后的活动，分别地在所述圆柱形旋转磁控管I和侧阴极7a、7b。7c的协作下，沉积粘合层。本地辅助气体输入5用于反应气体的成分的本地影响，或者还使用多个这样的气体入口，以及进一步辅助气体入口 9或多个这样的入口。在这种情况下，使用处理参数的梯度变化一由氮气将总压力从0. 42Pa调节到0. 47P，Ar流量40SCCm，温度550° C，磁控管输出功率从6到25kW，电弧阴极输出功率150A，采样的电源从-120V到-75V，沉积时间5分钟。3.沉积TiAlN层，当使用随后的活动或所述圆柱形旋转磁控管I和所述阴极7a、7b、7c的协作时，其中是一个所述阴极被创建为所谓的电弧阴极，这意味着阴极被调节为在低压电弧放电体系下工作，如图I所示。所述磁控管I的磁场是朝向基底3b定向，在屏蔽物4后面的空间之外。在该TiAlN层沉积在基底3b的过程中，随后执行沉积从所述圆柱形旋转磁控管I的阴极释放的粒子的处理，并且还执行所述阴极7a、7b、7c的材料蒸发的处理，在低压电弧放电的情况下。对于反应气体的成分的本地影响，这种情况下还使用本地辅助气体输入5，或者使用多个这样的气体入口，并且还使用另外的辅助气体入口 9或多个这样的入口。在这种情况下，下面是来自所述圆柱形旋转磁控管I的所述沉积阶段的典型参数从0. 3到0. 8Pa的压力，从30到80sccm的Ar流量，从300到600° C的温度，从5到30kff的磁控管输出功率，电弧阴极输出功率150A，采样上电压从-25到-200V，沉积时间从30到90分钟。例子2 —仅使用所述圆柱形旋转磁控管的TiAlN层沉积在沉积或涂覆设备Pi300上沉积TiAlN层的处理实际上包括下面的阶段，还使用公知的步骤排空沉积腔，将工具预热到工作温度，通过从侧阴极辉光放电或电弧放电来离子清洁工具，清洁圆柱形旋转磁控管至屏蔽物的空间，从侧阴极和从圆柱形旋转磁控管沉积粘合层，仅使用圆柱形旋转磁控管活动来沉积主层，从工作处理温度冷却设备，并且最终使得沉积腔充满气体。根据本发明和根据设备使用的方法，下面的阶段涉及使用圆柱形旋转不平衡磁控管，这在图I中是明显的I.清洁圆柱形旋转磁控管至圆柱形屏蔽物4后面的空间。所述圆柱形旋转磁控管I的阴极的表面可以例如由来自预先充气沉积腔2的氧气和氮气污染，该阴极在这里创建 为旋转圆柱形中空对象Ia的形状。该阶段的目的是使用抑制或消除之前释放并在基底3b的表面上沉积的用于由相关层涂覆的残余粒子的沉积的方法消除残余粒子。如下开始该清洁阶段根据铁磁和旋转核Ib与永久磁铁Ic的位置，将所示圆柱形旋转磁控管I的磁场从如图2所述的工作位置旋转到如图6所示的清洁位置。这里连接圆柱形屏蔽物4作为辅助阳极。如下示出该阶段的处理参数总压力0.4Pa，仅在Ar气体中，Ar流量40sCCm，温度550° C，磁控管输出功率6kW，清洁时间10分钟。该阶段可以深入到通过从侧阴极7a、7b、7c辉光放电或电弧放电而离子蚀刻工具的阶段，如图7所示。在该处理中，至少一个侧阴极7a、7b、7c被调节用于在低压电弧放电工作体系中活动，并且因此这样的阴极在这种情况下被称为电弧阴极。2.从侧阴极7a、7b、7c和从所述圆柱形旋转磁控管I沉积粘合层，其中在这个阶段中，所述圆柱形旋转磁控管I的旋转磁场被用于将放电的定向从屏蔽物4后面的空间改变为朝向基底3b的定向，如图7所不。 3.沉积主TiAlN层，仅使用所示圆柱形形状磁控管1，其中侧阴极7a、7b、7c由所述阴极的相关的屏蔽物8保护，如图8所示。所述磁控管I的磁场朝向屏蔽物4后面的空间之外的基底3b导向，如图2所示。下面是所述沉积阶段的处理参数从0. 3到0. SPa的压力，从30到80SCCm的Ar流量，从300到600° C的温度，从5到30kW的磁控管输出功率，采样上电压-75V，沉积时间从30到120分钟。例子3 —通过放电，彼此排斥的沉积在所述圆柱形旋转磁控管I和所述侧阴极7a、7b、7c的协作下执行主TiAlN层的沉积，其中这些阴极中的至少一个(称作电弧阴极)被调节用于在低压电弧放电工作体系下动作，如图9所示。所述磁控管I的磁场朝向屏蔽物4后面的空间之外的基底3b导向。磁性放电的导向是在来自侧阴极7a、7b、7c的方向上，如图9所示，这使得沉积处理导致产生了具有控制的厚度的多层结构。在该配置中，需要对被构建为多层结构的圆柱形形状磁控管I使用方便的材料，这材料不会引起所述层内部的分层和黏合。对于反应气体成分的本地影响，这里并入本地辅助气体输入5、或多个这样的输入，在所述设备中还并入另外的辅助气体输入9或多个这样的输入。使用所述圆柱形旋转磁控管I的所述沉积阶段的处理参数如下 从0.3到0. 8Pa的压力，从30到80sccm的Ar流量，从300到600° C的温度，从5到30kW的磁控管输出功率，采样上电压从-25到-200V，沉积时间从30到90分钟。例子4 — TiAlN层沉积,使用所述圆柱形旋转磁控管和低压电弧放电在所述圆柱形旋转磁控管I和所述侧阴极7的协作下执行主TiAlN层的沉积，其中所述阴极被调节用于在低压电弧放电工作体系下动作，如图4所示。所述磁控管I的磁场在朝向阳极10的方向上导向，其中两个阴极的相互屏蔽物的组合是明显的，并且所述方向是圆柱形屏蔽物4后面的空间之外的方法。磁控管放电的导向是朝向另一个工作阴极7，如图4所示，这能够进行如下的层沉积，其中各个阴极的材料中材料混合的程度是高的。对于反应气体成分的本地影响，这里并入本地辅助气体输入5、或多个这样的输入，在所述设备中还并入另外的辅助气体输入9或多个这样的输入。使用所述圆柱形旋转磁控管I的所述沉积阶段的处理参数如下从0. 3到0. 8Pa的压力，从30到80sccm的Ar流量,从300到600° C的温度，从5到30kW的磁控管输出功率，从60到220A的电弧阴极的电流，采样上电压从-25到-200V，沉积时间从30到120分钟。例子5 — TiAlN层沉积,使用所述圆柱形旋转磁控管和低压电弧放电,其中将两个设备放置在基底的旋转支撑之外在所述圆柱形旋转磁控管I和所述侧阴极7的协作下执行主TiAlN层的沉积，其中所述阴极被调节用于在低压电弧放电工作体系下动作，如图5所示。所述磁控管I的磁场在朝向基底3b的方向上导向，所述方向是圆柱形屏蔽物4后面的空间之外的方向。磁控管放电的导向是朝向基底3b，其与另一个工作阴极7的导向相同，如图5所示，这能够进行如下的层沉积，其中各个阴极的材料中材料混合的程度是高的。对于反应气体成分的本地影响，这里并入本地辅助气体输入5、或多个这样的输入，在所述设备中还并入另外的辅助气体输入9或多个这样的输入。使用所述圆柱形旋转磁控管I的所述沉积阶段的处理参数如下 从0.3到0. 8Pa的压力，从30到80sccm的Ar流量，从300到600° C的温度，从5到30kW的磁控管输出功率，从60到220A的电弧阴极的电流，采样上电压从-25到-200V，沉积时间从30到120分钟。工业应用根据本发明的方法和设备可以被方便地用于层沉积或涂覆，特别是在基底上涂覆耐磨层，其中沉积处理需要具有减少数目的微粒子和广阔的可变形的特别均匀和规则的 层。
权利要求
1.一种沉积耐磨层的方法，使用PVD方法，其特征在于，从至少两个工作沉积源执行沉积，由此，其中至少一个所述源是在不平衡磁控管(I)体系中工作的圆柱形旋转阴极，并且由此，至少一个所述源是在低压电弧放电体系中工作的阴极(7a、7b、7c)。
2.一种用于执行权利要求I所述的方法的设备，由真空沉积腔组成，其中存在至少两个沉积源，所述至少两个沉积源具有它们相关的处理气体的气体输入和它们的屏蔽物，并且其中至少一个基底放置在旋转支撑上，其特征在于，至少一个所述源是在不平衡磁控管体系中工作的圆柱形旋转阴极，并且由此，至少一个所述源是在低压电弧放电体系中工作的阴极(7a、7b、7c)。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，在不平衡磁控管体系中工作的圆柱形旋转阴极被放置在旋转支撑(3)内部的空间中的沉积腔(2)中。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，其他工作沉积源放置在旋转支撑(3)之外。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，在不平衡磁控管体系中工作的圆柱形旋转阴极和其他工作沉积源被放置在旋转支撑(3)之外的沉积腔(2)中。
6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，在不平衡磁控管体系中工作的圆柱形旋转阴极由圆柱形屏蔽物(4)屏蔽，该圆柱形屏蔽物(4)以所述阴极相关联地连接作为阳极。
7.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，在低压电弧放电体系中工作的阴极(7a、.7b,7c)由圆柱形屏蔽物(8)屏蔽。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，屏蔽物(4，8)装配有辅助气体出口(5 )，分别装配有另外的处理气体的辅助气体入口( 9 )。
全文摘要
本发明涉及使用PVD方法沉积耐磨层的方法，其中从至少两个工作沉积源执行该沉积，由此，至少一个所述源是在不平衡磁控管(1)体系中工作的圆柱形旋转阴极，并且由此，至少一个所述源是在低压电弧放电体系中工作的阴极(7a、7b、7c)。此外，本发明涉及用于执行所述方法的设备，该设备由真空沉积腔组成，其中存在至少两个沉积源，具有它们相关的处理气体的气体输入和它们的屏蔽物，并且其中至少一个基底放置在旋转支撑上，并且其中最基本的是，至少一个所述源是在不平衡磁控管体系中工作的圆柱形旋转阴极，并且由此，至少一个所述源是在低压电弧放电体系中工作的阴极(7a、7b、7c)。
文档编号C23C14/22GK102712992SQ201080062142
公开日2012年10月3日 申请日期2010年11月22日 优先权日2009年11月23日
发明者M·吉莱克, O·则杜拉克, S·维雷克 申请人:Shm公司