アーク放電電源によるマグネトロンスパッタリングコーティングの強化

マグネトロンスパッタリングコーティングはグロー放電で行われるため、放電電流密度が低く、コーティングチャンバー内のプラズマ密度も低い。そのため、マグネトロンスパッタリング技術には、フィルム基板との接着力、金属イオン化率、堆積速度が低いなどの欠点がある。マグネトロンスパッタリングコーティング装置には、アーク放電装置が追加されており、アーク放電によって生成されるアークプラズマ内の高密度電子流を利用してワークピースを洗浄するだけでなく、コーティングや補助堆積にも利用することができる。

マグネトロンスパッタリングコーティング装置にアーク放電電源を追加します。アーク放電電源には、小型アーク源、長方形平面アーク源、または円筒形陰極アーク源を使用できます。陰極アーク源によって生成される高密度電子流は、マグネトロンスパッタリングコーティングの全プロセスにおいて以下の役割を果たします。
1. ワークピースを洗浄します。コーティング前に、陰極アーク源などをオンにし、アーク電子流でガスをイオン化し、低エネルギー・高密度のアルゴンイオンでワークピースを洗浄します。
2. アーク源と磁気制御ターゲットは同時にコーティングされます。マグネトロンスパッタリングターゲットにグロー放電を印加してコーティングを行うと同時に、カソードアーク源も作動させ、両方のコーティング源を同時にコーティングします。マグネトロンスパッタリングターゲット材料とアーク源ターゲット材料の組成が異なる場合、多層膜をめっきすることができ、カソードアーク源によって堆積された膜層は多層膜の中間層となります。
3. 陰極アーク源は、コーティングに参加するときに高密度の電子流を提供し、スパッタされた金属膜層の原子と反応ガスとの衝突の確率を高め、堆積速度、金属のイオン化速度を向上させ、堆積を助ける役割を果たします。

マグネトロンスパッタリングコーティング装置に構成された陰極アーク源は、クリーニング源、コーティング源、イオン化源を統合しており、アークプラズマ内のアーク電子流を利用してマグネトロンスパッタリングコーティングの品質を向上させる上で積極的な役割を果たします。