KR102592432B1 - Filtered cathodic arc source device including collect unit - Google Patents
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Abstract
챔버를 포함하는 아크증발부; 및 상기 챔버의 제1 단부와 연결되는 필터부;를 포함하는 자장여과 아크 소스 장치에 있어서, 상기 아크증발부의 챔버는 상기 챔버의 제1 단부의 반대측 단부에 위치하는 제2 단부에 위치하며, 타겟부재가 결합된 음극; 상기 음극과 이격되어 배치되며, 상기 타겟부재로부터 방출된 전자가 유입되는 양극; 상기 타겟부재와 접촉하여 아크를 발생시키기 위한 촉발전극; 및 상기 타겟부재를 둘러싸도록 배치되어, 퇴적물을 포집할 수 있는 포집부;를 포함하며, 상기 촉발전극은 상기 챔버의 중심을 기준으로 상기 양극 외부의 일 점에 고정되어 상기 일 점을 축으로 하여 회전할 수 있으며, 상기 양극은 상기 촉발전극이 통과할 수 있도록 개방된 통로를 포함하고, 상기 촉발전극은 양극 외부로부터 상기 양극의 통로를 통과하여 상기 타겟부재와 접촉할 수 있는 것을 특징으로 하는 자장여과 아크 소스 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치는 음극의 절연 파괴를 방지하여 장시간 음극의 절연성을 유지할 수 있으며, 이에 따라 자장여과 아크 소스 장치를 장시간 동안 안정적으로 운전할 수 있다는 효과가 있다.an arc evaporation unit including a chamber; and a filter unit connected to the first end of the chamber, wherein the arc evaporation unit chamber is located at a second end located at an end opposite to the first end of the chamber, and the target A cathode in which members are combined; an anode disposed to be spaced apart from the cathode and into which electrons emitted from the target member flow; a trigger electrode for generating an arc by contacting the target member; and a collection part disposed to surround the target member and capable of collecting sediment, wherein the trigger electrode is fixed to a point outside the anode based on the center of the chamber and uses the point as an axis. A magnetic field that can rotate, wherein the anode includes an open passage through which the trigger electrode can pass, and wherein the trigger electrode can contact the target member by passing through the passage of the anode from outside the anode. A filtered arc source device is disclosed. The magnetic field-filtered arc source device provided in one aspect of the present invention can maintain the insulation of the cathode for a long time by preventing insulation breakdown of the cathode, and thus the magnetic field-filtered arc source device can be operated stably for a long time.
Description
본 발명은 포집부를 포함하는 자장여과 아크 소스 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic field filtration arc source device including a collection unit.
일반적으로 진공코팅 방법 중 물리적 증발 증착법의 한 가지인 진공아크 증착 방법은 음극타겟으로부터 아크 방전을 발생시켜, 타겟의 물질을 증발시킴으로써, 기판상에 증착하여 막을 형성하는 방법이다. 이 때, 타겟물질의 증발로 인하여 중성 입자, 하전 입자 및 대형 미립자 등이 생성된다.In general, the vacuum arc deposition method, which is one of the physical evaporation deposition methods among vacuum coating methods, generates an arc discharge from a cathode target to evaporate the target material, thereby forming a film by depositing it on a substrate. At this time, neutral particles, charged particles, and large fine particles are generated due to evaporation of the target material.
이러한 아크 증착방법을 단순한 절삭공구 및 일반금형 뿐만 아니라 정밀금형의 코팅 및 반도체 소자 개발에도 응용될 수 있도록 하기 위하여, 아크 증착방법에 의해 생성된 막의 질을 저하시키는 원인이 되는 대형 미립자(Macroparticle)가 코팅 대상 기판에 증착되지 않도록 할 수 있는 박막 증착장치를 만들기 위한 여러 방안이 모색되고 있다.In order to enable this arc deposition method to be applied not only to simple cutting tools and general molds but also to the coating of precision molds and the development of semiconductor devices, large particles (macroparticles) that cause deterioration in the quality of the film produced by the arc deposition method are removed. Several methods are being explored to create a thin film deposition device that can prevent deposition on the substrate to be coated.
직렬형 박막 증착장치의 경우, 타겟과 기판이 직접 마주하고 있어, 이온화되지 않은 대형 미립자의 일부가 기판에 증착되게 되므로 박막의 질이 저하되게 되는 바, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 플라즈마 덕트가 구부러져 있고, 이 플라즈마 덕트 내의 자기장이 상기 플라즈마 덕트를 따라 분포되는 음극 아크 방전을 이용한 박막 증착장치가 제안된 바 있다.In the case of a serial thin film deposition device, the target and the substrate are directly facing each other, and some of the large, unionized particles are deposited on the substrate, thereby deteriorating the quality of the thin film. To solve this problem, the plasma duct is bent. In addition, a thin film deposition device using cathode arc discharge in which the magnetic field within the plasma duct is distributed along the plasma duct has been proposed.
예를 들어, 직각형 박막 증착장치가 제안된 바 있는데, 다만 이러한 경우 플라즈마 덕트의 구부러진 부위에서의 자기력선의 일부가 상기 플라즈마 덕트와 교차하여 분포되어 있기 때문에, 하전입자(전자 및 타겟이온 등)의 일부가 이 플라즈마 덕트의 구부러진 부위 내벽으로 유도되어 충돌한 후 소실되므로, 박막의 증착률이 저하되는 문제가 발생하게 된다.For example, a right-angled thin film deposition device has been proposed, but in this case, a portion of the magnetic field lines at the curved portion of the plasma duct are distributed to intersect the plasma duct, so charged particles (electrons, target ions, etc.) Some of this is guided to the inner wall of the curved area of the plasma duct and disappears after colliding, which causes the problem of a decrease in the deposition rate of the thin film.
이에, 본 발명자는 플라즈마 덕트의 굴곡부에 반사자장원을 설치하여, 상기 굴곡부에서의 자기력선이 플라즈마 덕트의 중심선을 따라 분포되도록 밀어줌으로써, 하전입자가 플라즈마 덕트의 내벽에 부딪히지 않도록 하전입자의 이동을 가이드하는 음극 아크 방전을 이용한 박막 증착장치에 관한 발명을 대한민국 등록특허 제10-0230279호로 등록받은 바 있다.Accordingly, the present inventor installed a reflecting magnetic field source at the curved part of the plasma duct and pushed the magnetic force lines at the curved part so that they were distributed along the center line of the plasma duct, thereby guiding the movement of the charged particles so that they do not hit the inner wall of the plasma duct. The invention regarding a thin film deposition device using cathode arc discharge has been registered as Republic of Korea Patent No. 10-0230279.
일반적인 플라즈마 덕트를 포함하는 진공 아크 증착 장치는 아크를 발생시키기 위한 아크발생부 및 상기 아크발생부로부터 발생된 아크가 공급되는 진공 챔버부를 포함한다(도 1).A vacuum arc deposition apparatus including a general plasma duct includes an arc generator for generating an arc and a vacuum chamber to which the arc generated from the arc generator is supplied (FIG. 1).
상기 아크발생부는 카본 아크 타겟을 포함하는 아크증발부를 포함하며, 상기 아크증발부로부터 발생된 아크를 여과하기 위한 필터부를 포함하고 있다.The arc generating unit includes an arc evaporation unit including a carbon arc target, and a filter unit for filtering the arc generated from the arc evaporation unit.
이때, 상기 필터부는 자장여과 필터일 수 있으며, 이는 아크 방전 분야에서 자명한 사항이므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.At this time, the filter unit may be a magnetic field filtration filter, and since this is self-evident in the arc discharge field, detailed description will be omitted below.
즉, 일반적인 플라즈마 덕트를 포함하는 진공 아크 증착 장치는 상기 아크증발부로부터 발생된 증발물 중 전기를 띤 하전입자인 플라즈마는 잘 통과하게 만들면서 불순물인 미립자(macro-particle)는 상기 필터부를 통해 여과함으로써, 상기 진공 챔버부에 불순물이 포함되지 않는 코팅막을 증착할 수 있게 하는 자장여과 아크 소스에 해당한다.In other words, the vacuum arc deposition device including a general plasma duct allows plasma, which is an electrically charged particle, among the evaporated substances generated from the arc evaporation unit to pass easily, while filtering impurities, such as macro-particles, through the filter unit. By doing so, it corresponds to a magnetic field filtration arc source that enables deposition of a coating film containing no impurities in the vacuum chamber portion.
여기서, 아크증발부 내에 카본 음극 타겟을 사용할 경우, 코팅 공정에서 더스트들이 발생할 수 있다. 장시간동안 아크를 가동하게 되면, 인출되는 카본 플라즈마 이외의 많은 더스트(dust)들이 주변에 퇴적되며, 이러한 더스트들은 결국에 는 절연체 부분에까지 도달하여 음극과 주변 간의 전기적 절연을 파괴하게 된다.Here, when a carbon cathode target is used in the arc evaporation unit, dust may be generated during the coating process. When the arc is operated for a long time, a lot of dust other than the carbon plasma drawn out is deposited around the area, and this dust eventually reaches the insulator part and destroys the electrical insulation between the cathode and the surrounding area.
이에, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 새로운 형태의 자장여과 아크 소스 장치가 요구되었다.Accordingly, in order to solve these problems, a new type of magnetic field-filtered arc source device was required.
본 발명의 일 측면에서의 목적은 음극의 절연 파괴를 방지할 수 있는 새로운 구조의 자장여과 아크 소스 장치를 제공하는 데 있다.The purpose of one aspect of the present invention is to provide a magnetic field-filtered arc source device with a new structure that can prevent dielectric breakdown of the cathode.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에서In order to achieve the above object, in one aspect of the present invention
챔버를 포함하는 아크증발부; 및 상기 챔버의 제1 단부와 연결되는 필터부;를 포함하는 자장여과 아크 소스 장치에 있어서,an arc evaporation unit including a chamber; And a filter unit connected to the first end of the chamber; In the magnetic field filtration arc source device including,
상기 아크증발부의 챔버는The arc evaporation chamber is
상기 챔버의 제1 단부의 반대측 단부에 위치하는 제2 단부에 위치하며, 타겟부재가 결합된 음극;a cathode located at a second end of the chamber opposite to the first end and coupled to a target member;
상기 음극과 이격되어 배치되며, 상기 타겟부재로부터 방출된 전자가 유입되는 양극;an anode disposed to be spaced apart from the cathode and into which electrons emitted from the target member flow;
상기 타겟부재와 접촉하여 아크를 발생시키기 위한 촉발전극; 및a trigger electrode for generating an arc by contacting the target member; and
상기 타겟부재를 둘러싸도록 배치되어, 퇴적물을 포집할 수 있는 포집부;A collection unit disposed to surround the target member and capable of collecting sediment;
를 포함하며,Includes,
상기 촉발전극은 상기 챔버의 중심을 기준으로 상기 양극 외부의 일 점에 고정되어 상기 일 점을 축으로 하여 회전할 수 있으며,The trigger electrode is fixed to a point outside the anode based on the center of the chamber and can rotate around the point as an axis,
상기 양극은 상기 촉발전극이 통과할 수 있도록 개방된 통로를 포함하고,The anode includes an open passage through which the trigger electrode can pass,
상기 촉발전극은 양극 외부로부터 상기 양극의 통로를 통과하여 상기 타겟부재와 접촉할 수 있는 것을 특징으로 하는 자장여과 아크 소스 장치가 제공된다.A magnetic field-filtered arc source device is provided, wherein the triggering electrode can contact the target member by passing through a passage of the anode from outside the anode.
본 발명의 일 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치는 음극의 절연 파괴를 방지하여 장시간 음극의 절연성을 유지할 수 있으며, 이에 따라 자장여과 아크 소스 장치를 장시간 동안 안정적으로 운전할 수 있다는 효과가 있다.The magnetic field-filtered arc source device provided in one aspect of the present invention can maintain the insulation of the cathode for a long time by preventing insulation breakdown of the cathode, and thus the magnetic field-filtered arc source device can be operated stably for a long time.
도 1은 일반적인 자장여과 아크 소스 장치의 구조를 모식적으로 나타낸 것이고,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크증발부의 구조를 모식적으로 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크증발부 내의 양극 및 촉발전극의 구조를 모식적으로 나타낸 것이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크증발부 내의 양극 및 촉발전극의 구조에 대하여, 전자빔의 영향을 보여주는 모식도 및 이미지이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극 및 양극 커버의 구조를 모식적으로 나타낸 것이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극의 옆면 구조 및 통로를 모식적으로 나타낸 것이고,
도 8은 종래의 촉발전극의 배치를 모식적으로 나타낸 것이고,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉발전극의 배치를 모식적으로 나타낸 것이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉발전극의 거동을 모식적으로 나타낸 것이고,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉발전극의 구조를 모식적으로 나타낸 것이고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉발전극의 구조 및 배치를 보여주는 이미지이고,
도 13 및 도 14는 자장여과 아크 소스 장치의 운전에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉발전극에 대한 영향을 보여주는 이미지이고,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 포집부 및 쉴드부를 포함하는 아크증발부의 모식도이고,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 포집부를 보여주는 이미지이고,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 자장여과 아크 소스 장치 운전 시스템의 블록도이고,
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 자장여과 아크 소스 장치 운전방법의 순서도이다.Figure 1 schematically shows the structure of a general magnetic field filtration arc source device,
Figures 2a and 2b schematically show the structure of an arc evaporation unit according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 schematically shows the structure of the anode and trigger electrode in the arc evaporation unit according to an embodiment of the present invention;
Figures 4 and 5 are schematic diagrams and images showing the effect of the electron beam on the structure of the anode and trigger electrode in the arc evaporation unit according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 schematically shows the structure of an anode and an anode cover according to an embodiment of the present invention;
Figure 7 schematically shows the side structure and passage of the anode according to an embodiment of the present invention;
Figure 8 schematically shows the arrangement of a conventional trigger electrode;
Figure 9 schematically shows the arrangement of a trigger electrode according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 schematically shows the behavior of a trigger electrode according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 schematically shows the structure of a trigger electrode according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is an image showing the structure and arrangement of a trigger electrode according to an embodiment of the present invention;
Figures 13 and 14 are images showing the effect on the trigger electrode according to an embodiment of the present invention according to the operation of the magnetic field filtered arc source device,
Figure 15 is a schematic diagram of an arc evaporation unit including a collection unit and a shield unit according to an embodiment of the present invention;
Figure 16 is an image showing a collection unit according to an embodiment of the present invention,
Figure 17 is a block diagram of a magnetic field filtration arc source device operation system according to an embodiment of the present invention;
Figure 18 is a flowchart of a method of operating a magnetic field-filtered arc source device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 여러 변경을 가할 수 있으며 이에 따라 다양한 실시예가 나올 수 있는 바, 특정 실시예를 하단에 제시하고 상세하게 설명하고자 한다.The present invention can be subject to various changes and various embodiments may be developed accordingly, and specific embodiments will be presented below and explained in detail.
또한 특별히 정의가 되지 않은 본 명세서에서의 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자 모두에게 이해가 가능한 의미로 사용할 수 있을 것이다.Additionally, all terms in this specification that are not specifically defined can be used in a sense that can be understood by anyone with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains.
그러나 이는 본 발명은 하단에 기술될 특정한 실시예에만 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to only the specific embodiments described below, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 다른 균등물과 변형 예들이 있을 수 있으며, 본 명세서에서 제시하는 실시예는 가장 바람직한 실시예일 뿐이다.Accordingly, there may be equivalents and modifications different from the embodiments described in this specification, and the embodiments presented in this specification are only the most preferred embodiments.
본 발명의 일 측면에서In one aspect of the invention
챔버를 포함하는 아크증발부; 및 상기 챔버의 제1 단부와 연결되는 필터부;를 포함하는 자장여과 아크 소스 장치에 있어서,an arc evaporation unit including a chamber; And a filter unit connected to the first end of the chamber; In the magnetic field filtration arc source device including,
상기 아크증발부의 챔버는The arc evaporation chamber is
상기 챔버의 제1 단부의 반대측 단부에 위치하는 제2 단부에 위치하며, 타겟부재가 결합된 음극;a cathode located at a second end of the chamber opposite to the first end and coupled to a target member;
상기 음극과 이격되어 배치되며, 상기 타겟부재로부터 방출된 전자가 유입되는 양극;an anode disposed to be spaced apart from the cathode and into which electrons emitted from the target member flow;
상기 타겟부재와 접촉하여 아크를 발생시키기 위한 촉발전극; 및a trigger electrode for generating an arc by contacting the target member; and
상기 타겟부재를 둘러싸도록 배치되어, 퇴적물을 포집할 수 있는 포집부;A collection unit disposed to surround the target member and capable of collecting sediment;
를 포함하며,Includes,
상기 촉발전극은 상기 챔버의 중심을 기준으로 상기 양극 외부의 일 점에 고정되어 상기 일 점을 축으로 하여 회전할 수 있으며,The trigger electrode is fixed to a point outside the anode based on the center of the chamber and can rotate around the point as an axis,
상기 양극은 상기 촉발전극이 통과할 수 있도록 개방된 통로를 포함하고,The anode includes an open passage through which the trigger electrode can pass,
상기 촉발전극은 양극 외부로부터 상기 양극의 통로를 통과하여 상기 타겟부재와 접촉할 수 있는 것을 특징으로 하는 자장여과 아크 소스 장치가 제공된다.A magnetic field-filtered arc source device is provided, wherein the triggering electrode can contact the target member by passing through a passage of the anode from outside the anode.
이하, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치를 각 구성별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the magnetic field filtration arc source device provided in one aspect of the present invention will be described in detail for each configuration.
본 발명의 일 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치는 아크증발부를 포함한다.The magnetic field filtered arc source device provided in one aspect of the present invention includes an arc evaporation unit.
상기 아크증발부는 챔버를 포함한다.The arc evaporation unit includes a chamber.
또한, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치는 필터부를 포함한다.Additionally, the magnetic field filtration arc source device provided in one aspect of the present invention includes a filter unit.
상기 필터부는 상기 챔버의 제1 단부와 연결된다.The filter unit is connected to the first end of the chamber.
즉, 이하에서는 상기 챔버가 상기 필터부와 연결되는 부분을 챔버의 제1 단부라 칭하며, 그 반대측 단부를 제2 단부라 칭하며, 제1 단부 및 제2 단부 사이의 외주면을 측면으로 칭한다.That is, hereinafter, the part where the chamber is connected to the filter unit is called the first end of the chamber, the opposite end is called the second end, and the outer peripheral surface between the first end and the second end is called the side.
상기 챔버는 일 실시예에서 원통 형상일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.The chamber may have a cylindrical shape in one embodiment, but is not limited thereto.
먼저, 상기 아크증발부의 챔버는 음극을 포함한다.First, the arc evaporation chamber includes a cathode.
상기 음극은 타겟부재가 결합될 수 있다.The cathode may be combined with a target member.
상기 음극은 상기 챔버의 제2 단부에 위치할 수 있다.The cathode may be located at a second end of the chamber.
일 실시예에서 상기 음극은 상기 챔버의 제2 단부의 중심부에 위치할 수 있다.In one embodiment, the cathode may be located at the center of the second end of the chamber.
일 실시예에서 상기 타겟부재는 탄소일 수 있다.In one embodiment, the target member may be carbon.
다른 일 실시예에서 상기 타겟부재는 금속일 수 있다. 예를 들어, 티타늄, 크롬, 알루미늄, 텅스텐 및 몰리브덴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.In another embodiment, the target member may be metal. For example, it may be one or more types selected from the group consisting of titanium, chromium, aluminum, tungsten, and molybdenum.
상기 타겟부재는 기둥 형상일 수 있으며, 예를 들어, 원기둥 또는 다각기둥형상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The target member may have a pillar shape, for example, a cylinder or a polygonal pillar shape, but is not limited thereto.
다음으로, 상기 아크증발부의 챔버는 양극을 포함한다.Next, the arc evaporation chamber includes an anode.
상기 양극은 상기 음극과 이격되어 배치될 수 있다.The anode may be arranged to be spaced apart from the cathode.
상기 양극은 상기 타겟부재로부터 방출된 전자가 유입될 수 있다.Electrons emitted from the target member may flow into the anode.
일 실시예에서 상기 양극은 상기 음극과 이격되어, 상기 챔버의 측면을 따라 연장되도록 배치될 수 있다.In one embodiment, the anode may be arranged to be spaced apart from the cathode and extend along the side of the chamber.
상기 양극은 후술할 촉발전극이 통과할 수 있도록 개방된 통로를 포함할 수 있다.The anode may include an open passage through which a trigger electrode, which will be described later, can pass.
상기 양극은 탄소를 포함할 수 있다.The anode may include carbon.
이 때, 양극은 탄소를 포함함으로써 내열성이 우수해 전자빔에 의해 양극이 녹는 것을 방지할 수 있다.At this time, because the anode contains carbon, it has excellent heat resistance and can prevent the anode from being melted by the electron beam.
상기 양극의 통로는 제1 부분 및 제2 부분을 포함할 수 있다.The anode passage may include a first part and a second part.
상기 제2 부분은 상기 제1 부분에 비하여 폭이 넓을 수 있다(도 7).The second part may be wider than the first part (FIG. 7).
상기 촉발전극은 상기 촉발전극이 고정된 일 점으로부터 거리가 더 가까운 부분이 상기 제1 부분으로 통과하고, 더 먼 부분이 상기 제2 부분으로 통과할 수 있다.The part of the trigger electrode that is closer to a point where the trigger electrode is fixed may pass through the first part, and the part that is further away may pass through the second part.
일 실시예에서, 상기 양극이 상기 상기 음극과 이격되어, 상기 챔버의 옆면을 따라 연장되도록 배치되는 경우에, 상기 제2 부분은 상기 제1 부분보다 챔버의 제1 단부에 가깝도록 위치할 수 있다.In one embodiment, when the anode is spaced apart from the cathode and arranged to extend along the side of the chamber, the second portion may be located closer to the first end of the chamber than the first portion. .
상기 통로의 폭이 좁으면 타겟 입자들이 퇴적되어, 촉발전극의 이동 경로가 막힐 수 있으며, 상기 통로의 폭이 넓으면 아크에서 발생된 전자빔에 의하여 촉발전극 및 챔버의 용접부가 녹을 수 있다는 문제점이 발생할 수 있다. 도 4 및 도 5를 참고하여, 전자빔의 영향을 확인할 수 있다.If the width of the passage is narrow, target particles may be deposited and the movement path of the triggering electrode may be blocked. If the width of the passage is wide, a problem may occur in that the welded portion of the triggering electrode and the chamber may be melted by the electron beam generated from the arc. You can. Referring to Figures 4 and 5, the effect of the electron beam can be confirmed.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는 양극의 통로 중 비교적 타겟의 퇴적물이 많이 퇴적되는 제2 부분의 폭이 더 넓도록, 제1 부분 및 제2 부분으로 나누어 설계하였다. 이로써, 촉발전극 및 챔버의 용접부로의 전자빔의 도달을 최소화하면서도, 타겟 퇴적물에 의하여 통로가 막히어 촉발전극이 이동할 수 없는 일이 발생하지 않도록 방지할 수 있다.Accordingly, in one embodiment of the present invention, the anode passage was designed to be divided into a first part and a second part so that the width of the second part, where relatively more target sediments are deposited, was wider. As a result, it is possible to minimize the reach of the electron beam to the trigger electrode and the welded portion of the chamber, while preventing the trigger electrode from being unable to move due to the passage being blocked by target deposits.
이 때, 상기 아크증발부는 상기 양극의 일 단부에 결합 및 분리가 가능한 양극 커버를 더 포함할 수 있다.At this time, the arc evaporation unit may further include an anode cover capable of being attached to and detached from one end of the anode.
일 실시예에서 상기 양극의 일 단부는 챔버의 제1 단부 측과 동일한 방향의 단부일 수 있다.In one embodiment, one end of the anode may be in the same direction as the first end of the chamber.
일 실시예에서 상기 양극 및 양극 커버는 회전을 통해 결합 및 분리가 가능할 수 있다(도 6).In one embodiment, the positive electrode and the positive electrode cover may be coupled and separated through rotation (FIG. 6).
이 때, 상기 양극은 일 단부에 하나 이상의 돌출부를 포함하고, 상기 양극 커버는 상기 양극의 돌출부에 대응되는 하나 이상의 홈을 포함할 수 있다.At this time, the positive electrode may include one or more protrusions at one end, and the positive electrode cover may include one or more grooves corresponding to the protrusions of the positive electrode.
또는, 상기 양극은 일 단부에 하나 이상의 홈을 포함하고, 상기 양극 커버는 상기 양극의 홈에 대응되는 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다.Alternatively, the positive electrode may include one or more grooves at one end, and the positive electrode cover may include one or more protrusions corresponding to the grooves of the positive electrode.
상기 양극 커버는 아크에서 발생된 전자빔에 의하여 상기 챔버의 용접부가 녹는 문제를 방지할 수 있다.The anode cover can prevent the problem of the welded portion of the chamber melting due to the electron beam generated from the arc.
또한, 상기 양극 커버는 회전을 통해 상기 양극에 결합됨으로써, 퇴적물이 누적되더라도 상기 양극의 밀림을 방지할 수 있다.Additionally, the anode cover is coupled to the anode through rotation, thereby preventing the anode from being pushed even if sediment accumulates.
나아가, 상기 양극 커버는 회전을 통해 상기 양극으로부터 분리가 가능한 바, 운전 후 퇴적물들을 쉽게 제거할 수 있다는 이점이 있다.Furthermore, the anode cover can be separated from the anode by rotating, so there is an advantage in that deposits can be easily removed after operation.
다음으로, 상기 아크증발부의 챔버는 촉발전극을 포함한다.Next, the arc evaporation chamber includes a trigger electrode.
상기 촉발전극은 상기 타겟부재와 접촉하여 아크를 발생시킬 수 있다.The trigger electrode may generate an arc by contacting the target member.
상기 촉발전극은 상기 챔버의 중심을 기준으로 상기 양극 외부의 일 점에 고정되어 상기 일 점을 축으로 하여 회전할 수 있다.The trigger electrode may be fixed to a point outside the anode based on the center of the chamber and rotate around the point as an axis.
상기 촉발전극은 양극 외부로부터 상기 양극의 통로를 통과하여 상기 타겟부재와 접촉할 수 있다.The trigger electrode may contact the target member by passing through a passage of the anode from outside the anode.
기존에는 도 8에서 확인할 수 있듯이, 촉발전극이 고온의 열을 방출하는 음극 타겟에 너무 가까이 위치하여, 촉발전극이 쉽게 녹는 문제점이 있었다.Previously, as can be seen in FIG. 8, there was a problem in that the trigger electrode was located too close to the cathode target that emits high-temperature heat, causing the trigger electrode to easily melt.
이에, 본 발명에서는 도 9와 같이 상기 촉발전극은 음극 타겟으로부터 양극 외부에 위치함으로써 촉발전극이 녹는 것을 방지할 수 있으며, 아크를 발생시키는 경우에만 상기 양극 외부의 일 점을 축으로 하여 회전함으로써 상기 타겟에 도달해 아크를 발생시킬 수 있다(도 3, 도 10, 도 12).Accordingly, in the present invention, as shown in FIG. 9, the trigger electrode can be prevented from melting by being located outside the anode from the cathode target, and the trigger electrode is rotated around a point outside the anode as an axis only when generating an arc. It can reach the target and generate an arc (Figures 3, 10, and 12).
상기 촉발전극은 몸체, 상기 몸체의 일 단부에 위치하여, 상기 양극 외부의 일 점에 고정되는 고정부 및 상기 몸체의 다른 일 단부에 위치하여 상기 타겟부재와 접촉할 수 있는 접촉부를 포함할 수 있다(도 11).The trigger electrode may include a body, a fixing part located at one end of the body and fixed to a point outside the anode, and a contact part located at the other end of the body and capable of contacting the target member. (Figure 11).
상기 촉발전극은 상기 몸체의 외표면을 둘러싸는 보호부를 더 포함할 수 있다.The trigger electrode may further include a protective portion surrounding the outer surface of the body.
상기 접촉부 및 상기 보호부는 흑연을 포함할 수 있다.The contact portion and the protective portion may include graphite.
도 13 및 도 14에서 확인할 수 있듯이 자장여과 아크 소스 장치 운전 시, 상기 촉발전극에 많은 양의 전자빔이 도달할 수 있는데, 상기 접촉부 및 상기 보호부는 흑연을 포함함으로써 내열성이 우수해, 상기 촉발전극이 전자빔에 의해 녹는 것을 방지할 수 있다.As can be seen in Figures 13 and 14, when the magnetic field filtered arc source device is operated, a large amount of electron beam can reach the triggering electrode, and the contact part and the protecting part contain graphite and have excellent heat resistance, so that the triggering electrode Melting by electron beams can be prevented.
상기 몸체는 비자성 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 스테인리스강, 인코넬 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 재료를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 보호부가 상기 몸체의 외표면을 둘러싸기 때문에, 상기 몸체는 내열 재료들로 제한될 필요는 없다.The body may include a non-magnetic material, for example, one or more materials selected from the group consisting of stainless steel, Inconel, etc. Since the protective portion surrounds the outer surface of the body as described above, the body need not be limited to heat-resistant materials.
상기 촉발전극은 상기 타겟부재와 접촉함으로써 아크를 발생시키고, 상기 아크를 발생시킨 후에는 상기 촉발전극의 모든 부분이 상기 챔버의 중심을 기준으로 상기 양극의 외부에 위치할 수 있다.The trigger electrode generates an arc by contacting the target member, and after generating the arc, all parts of the trigger electrode may be located outside the anode based on the center of the chamber.
또한, 상기 챔버는 포집부를 더 포함할 수 있다(도 15).Additionally, the chamber may further include a collection unit (FIG. 15).
상기 포집부는 상기 타겟부재를 둘러싸도록 배치되어, 퇴적물을 포집할 수 있다(도 16).The collection unit is arranged to surround the target member and can collect sediment (FIG. 16).
상기 포집부는 상기 타겟부재로부터 중력방향으로 퇴적되는 퇴적물들을 포집하도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The collection unit may be arranged to collect sediments deposited in the direction of gravity from the target member, but is not limited thereto.
일 실시예에서 상기 타겟부재가 상기 챔버의 제2 단부에 위치하는 경우, 상기 포집부도 상기 타겟부재를 둘러싸도록 상기 챔버의 제2 단부에 위치할 수 있다.In one embodiment, when the target member is located at the second end of the chamber, the collection unit may also be located at the second end of the chamber to surround the target member.
상기 포집부는 내열성 및 내열 충격성이 우수하고, 전기적 절연성이 우수한 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 포집부는 Al2O3, BN 및 SiC로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 세라믹 재료를 포함할 수 있다.It is preferable that the collection part uses a material that has excellent heat resistance and thermal shock resistance and excellent electrical insulation. For example, the collection unit may include one or more ceramic materials selected from the group consisting of Al 2 O 3 , BN, and SiC.
상기 포집부는 컵 형태의 가운데가 오목한 구조일 수 있으며, 이에 따라 부산물들을 포집할 수 있다.The collection unit may have a cup-shaped structure with a concave center, and thus can collect by-products.
또한, 상기 챔버는 쉴드부를 더 포함할 수 있다.Additionally, the chamber may further include a shield part.
상기 쉴드부는 상기 포집부와 일 단부가 접촉하도록 배치될 수 있으며, 상기 챔버의 내벽을 상기 챔버의 내부 공간과 차단시킬 수 있다.The shield part may be arranged so that one end contacts the collection part, and may block the inner wall of the chamber from the inner space of the chamber.
상기 쉴드부는 상기 타겟부재로부터 중력방향으로 퇴적되는 퇴적물들이 중력방향으로 이동 시 상기 챔버의 내벽과 접촉하지 않도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The shield portion may be disposed so that sediments deposited from the target member in the direction of gravity do not contact the inner wall of the chamber when moving in the direction of gravity, but is not limited to this.
일 실시예에서 상기 타겟부재가 상기 챔버의 제2 단부에 위치하며, 상기 포집부도 상기 타겟부재를 둘러싸도록 상기 챔버의 제2 단부에 위치하는 경우, 상기 쉴드부는 상기 챔버 내부에서 바라보았을 때, 상기 포집부의 외측 표면과 접촉하면서, 보다 외측 방향으로 연장될 수 있다(도 15).In one embodiment, when the target member is located at the second end of the chamber and the collection unit is also located at the second end of the chamber to surround the target member, when the shield unit is viewed from inside the chamber, It may extend in a more outward direction, contacting the outer surface of the collection unit (FIG. 15).
상기 쉴드부는 상기 챔버의 내벽을 상기 챔버의 내부 공간과 공간적으로 차단할 수 있는 재료면 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 바람직하게는 300℃ 이상의 온도에서 내열성을 가지는 재료임이 바람직하다.The shield part can be used without limitation as long as it is made of any material that can spatially block the inner wall of the chamber from the internal space of the chamber, but is preferably made of a material that has heat resistance at a temperature of 300°C or higher.
장시간 아크를 가동하게 되는 경우, 인출되는 카본 플라즈마 이외에 많은 부산물들이 주변에 코팅되며, 추후 이 부산물들이 떨어지면서 음극과 주변 간의 전기적 절연을 파괴할 수 있다.When the arc is operated for a long time, in addition to the carbon plasma drawn out, many by-products are coated around the area, and as these by-products fall, they can destroy the electrical insulation between the cathode and the surroundings.
이에, 상기 포집부 및 상기 쉴드부를 통하여, 상기 부산물들이 떨어져 축적되어도 장시간 동안 음극의 절연성을 유지할 수 있도록 한다.Accordingly, through the collection unit and the shield unit, the insulation of the cathode can be maintained for a long time even if the by-products fall and accumulate.
본 발명의 다른 측면에서In another aspect of the invention
상기 자장여과 아크 소스 장치; 및the magnetic field filtration arc source device; and
상기 촉발전극의 촉발을 제어하는 제어부;a control unit that controls triggering of the trigger electrode;
를 포함하는 자장여과 아크 소스 장치 운전 시스템으로,A magnetic field filtration arc source device operation system comprising:
상기 제어부는The control unit
상기 아크증발부에 의하여 발생한 덕트 전류를 측정하는 전류 측정부;a current measuring unit that measures duct current generated by the arc evaporation unit;
상기 전류 측정부에 의하여 측정된 전류가 소정의 값 이하인 경우 상기 촉발전극이 상기 타겟부재와 접촉하여 아크를 재발생시키도록 상기 촉발전극에 회전 신호를 전송하는 촉발 유도부;a triggering inducing unit that transmits a rotation signal to the triggering electrode so that the triggering electrode contacts the target member to re-generate an arc when the current measured by the current measuring unit is below a predetermined value;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자장여과 아크 소스 장치 운전 시스템이 제공된다(도 17 참조).A magnetic field filtration arc source device operation system is provided, comprising a (see FIG. 17).
이하, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치 운전 시스템을 각 구성별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the magnetic field filtration arc source device operating system provided in another aspect of the present invention will be described in detail for each configuration.
먼저, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치 운전 시스템은 상기 자장여과 아크 소스 장치를 포함한다.First, the magnetic field filtration arc source device operating system provided in one aspect of the present invention includes the magnetic field filtration arc source device.
상기 자장여과 아크 소스 장치는 위에서 설명한 바와 동일한 바, 중복하여 설명하지는 않는다.The magnetic field filtered arc source device is the same as described above, and will not be described again.
다음으로, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치 운전 시스템은 제어부를 포함한다.Next, the magnetic field filtration arc source device operating system provided in another aspect of the present invention includes a control unit.
상기 제어부는 전류 측정부를 포함할 수 있다.The control unit may include a current measurement unit.
상기 전류 측정부는 아크증발부에 의하여 발생한 플라즈마 전류가 플라즈마 덕트로 들어가게 되면, 덕트에 인가된 바이어스 전원에 의하여 덕트 전류가 흐르게 되고 이를 전류 센서로 측정할 수 있다.When the plasma current generated by the arc evaporation unit enters the plasma duct, the current measuring unit causes the duct current to flow due to the bias power applied to the duct, and can measure this with a current sensor.
또한, 상기 제어부는 촉발 유도부를 포함할 수 있다.Additionally, the control unit may include a trigger inducing unit.
상기 촉발 유도부는 상기 전류 측정부에 의하여 측정된 전류가 소정의 값 이하인 경우 상기 촉발전극이 상기 타겟부재와 접촉하여 아크를 재발생시키도록 상기 촉발전극에 회전 신호를 전송할 수 있다.When the current measured by the current measuring unit is below a predetermined value, the triggering inducing unit may transmit a rotation signal to the triggering electrode so that the triggering electrode contacts the target member to re-generate an arc.
아크 스팟의 운동이 타겟의 표면에서만 안정적으로 동작하게 하면, 동일 아크 방전 전류에 대하여 늘 일정한 양의 타겟만을 소비하게 된다.If the movement of the arc spot operates stably only on the surface of the target, only a certain amount of target is always consumed for the same arc discharge current.
즉, 아크 스팟의 위치와 자장여과 아크 소스 장치의 덕트로 들어오는 전류량은 특정 관계를 가지고 있으므로, 측정된 덕트 전류값이 미리 계산된 전류값에 비하여 낮은 전류를 유지한다는 것은, 아크 스팟의 위치가 바람직하지 않음을 의미한다.In other words, since the location of the arc spot and the amount of current entering the duct of the magnetic field filtration arc source device have a specific relationship, the location of the arc spot is desirable to maintain a lower current than the pre-calculated current value in the measured duct current value. It means not doing it.
따라서, 이 때, 촉발을 유도하여 아크가 다시 타겟의 중심에서 움직이도록 할 수 있다. 이와 같이 타겟에서의 아크 스팟의 움직임에 따라 덕트(필터)로 들어오는 탄소 플라즈마 빔의 전류값이 달라진다. Therefore, at this time, a trigger can be induced to cause the arc to move from the center of the target again. In this way, the current value of the carbon plasma beam entering the duct (filter) changes depending on the movement of the arc spot in the target.
타겟의 가장 자리에 아크 스팟이 존재할 때, 중심 부근에 존재할 때, 타겟의 외곽 벽에 존재할 때, 덕트로 흐르는 전류값은 각각 다르므로, 덕트의 전류값이 소정의 값 이하로 소정 시간 이상 머물러 있을 때, 촉발전극을 가동시켜 다시 아크를 재점화하는 것이다.When an arc spot exists at the edge of the target, when it exists near the center, or when it exists on the outer wall of the target, the current value flowing into the duct is different, so the current value of the duct may remain below a predetermined value for more than a predetermined time. When the triggering electrode is activated, the arc is re-ignited.
일 실시예에서, 촉발전극은 공기압으로 동작하는 실린더 또는 모터로 작동하게 되는데, 만약 아크 동작 중 덕트로 들어오는 전류가 작아지면, 즉 전류 측정부에 의하여 측정되는 전류가 작아지면, 이를 신호로 받아 촉발전극을 다시 동작하게 함으로써 아크가 타겟의 중심 부근에서 다시 발생되도록 한다.In one embodiment, the triggering electrode is operated by a cylinder or motor operated by pneumatic pressure. If the current entering the duct during arc operation decreases, that is, the current measured by the current measuring unit decreases, the trigger is received as a signal. By reactivating the electrode, the arc is generated again near the center of the target.
덕트로 들어오는 전류가 적으면, 아크 스팟은 타겟의 외곽 및 가장자리에서 움직이고, 전류가 높으면 타겟의 평판 표면 및 중심부에서 움직이는 것을 의미한다. 따라서 전류 센서에 의하여 측정되는 전류값이 특정 값 이하인 경우, 아크 스팟이 외곽에서 움직인다는 것을 의미하므로, 아크 스팟을 강제적으로 타겟의 중심부로 이동시키기 위하여 촉발 전극을 재동작시켜 아크가 타겟 중심에서 다시 발생되도록 한다.If the current entering the duct is low, the arc spot moves on the outer and edge of the target, while if the current is high, it moves on the flat surface and center of the target. Therefore, if the current value measured by the current sensor is below a certain value, it means that the arc spot is moving from the outside. In order to forcibly move the arc spot to the center of the target, the triggering electrode is re-operated so that the arc starts again at the center of the target. Let it happen.
이를 통하여, 음극 타겟의 일정한 영역 이내에서만 아크 스팟을 머물게 할 수 있는 바, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치 운전 시스템은 타겟에 대하여 최적의 자기장을 찾아 타겟 표면이 일정 위치에 머물도록 하는 시스템으로, 타겟 사용의 효율 및 공정의 안정성을 확보할 수 있다.Through this, the arc spot can be kept only within a certain area of the cathode target, and the magnetic field filtration arc source device operating system provided in another aspect of the present invention finds the optimal magnetic field for the target and keeps the target surface at a certain position. This system ensures the efficiency of target use and the stability of the process.
또한, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치 운전 시스템은 공급부를 더 포함할 수 있다.In addition, the magnetic field filtration arc source device operation system provided in another aspect of the present invention may further include a supply unit.
상기 공급부는 상기 타겟부재를 소정의 속도로 공급할 수 있다.The supply unit may supply the target member at a predetermined speed.
상기 공급부는 상기 타겟부재를 일정한 속도로 공급할 수 있다.The supply unit may supply the target member at a constant speed.
상기 공급부는 챔버 내부에서 보았을 때, 상기 타겟부재의 외표면에 위치할 수 있으며, 상기 타겟부재를 상기 챔버 내부 방향으로 밀어줄 수 있다.When viewed from inside the chamber, the supply unit may be located on the outer surface of the target member and may push the target member toward the inside of the chamber.
상기 공급부는 상기 타겟부재를 챔버 내부 방향으로 밀 수 있는 모터를 포함할 수 있다.The supply unit may include a motor capable of pushing the target member toward the inside of the chamber.
상기 공급부에 의하여 타겟이 소정의 속도로 자동으로 공급되는 경우, 상기 제어부에는 타겟의 공급 속도를 이용하여 계산된 소정의 전류값이 입력될 수 있다. 이에 따라, 보다 효율적이고 안정적으로 타겟을 공급할 수 있다는 이점이 있다.When the target is automatically supplied at a predetermined speed by the supply unit, a predetermined current value calculated using the supply speed of the target may be input to the control unit. Accordingly, there is an advantage in that targets can be supplied more efficiently and stably.
본 발명의 또 다른 측면에서In another aspect of the invention
상기 자장여과 아크 소스 장치 운전 시스템을 이용한 자장여과 아크 소스 장치 운전방법으로,A magnetic field filtration arc source device operation method using the magnetic field filtration arc source device operation system,
상기 촉발전극이 상기 타겟부재와 접촉함으로써 아크가 발생되는 단계;Generating an arc by contacting the trigger electrode with the target member;
상기 전류 측정부에서 상기 아크증발부에 의하여 발생한 덕트 전류를 실시간으로 측정하는 단계;measuring the duct current generated by the arc evaporation unit in real time by the current measurement unit;
상기 전류 측정부에 의하여 측정된 전류가 소정의 값 이하인 경우 상기 촉발 유도부가 상기 촉발전극에 회전 신호를 전송하는 단계; 및When the current measured by the current measuring unit is less than a predetermined value, the trigger inducing unit transmits a rotation signal to the trigger electrode; and
상기 촉발전극의 회전 신호에 따라 상기 촉발전극이 회전하여 상기 촉발전극이 상기 타겟부재와 접촉함으로써 아크가 재발생되는 단계;A step in which the triggering electrode rotates according to a rotation signal of the triggering electrode and the triggering electrode contacts the target member to regenerate an arc;
를 포함하는 자장여과 아크 소스 장치 운전방법이 제공된다.A method of operating a magnetic field filtered arc source device including a is provided.
이하, 본 발명의 또 다른 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치 운전방법을 각 단계별로 상세히 설명하나, 상술한 자장여과 아크 소스 장치 및 자장여과 아크 소스 장치 운전 시스템에 대하여 설명한 내용이 모두 적용될 수 있으며, 이에 대하여는 중복하여 설명하지는 않는다.Hereinafter, the operation method of the magnetic field filtered arc source device provided in another aspect of the present invention will be described in detail at each step, but the contents described above for the magnetic field filtered arc source device and the magnetic field filtered arc source device operating system can all be applied. , this will not be explained repeatedly.
먼저, 본 발명의 또 다른 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치 운전방법은 상기 촉발전극이 상기 타겟부재와 접촉함으로써 아크가 발생되는 단계를 포함한다.First, the method of operating a magnetic field-filtered arc source device provided in another aspect of the present invention includes the step of generating an arc when the triggering electrode contacts the target member.
상기 촉발전극은 상기 타겟부재와 접촉하여 아크를 발생시킨 후, 다시 회전되어 상기 양극 외부에 위치하게 된다.The trigger electrode contacts the target member to generate an arc, and is then rotated again to be positioned outside the anode.
상기 단계 전에, 본 발명의 또 다른 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치 운전방법은 상기 타겟부재를 소정의 속도로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.Before the above step, the method of operating the magnetic field filtered arc source device provided in another aspect of the present invention may further include the step of supplying the target member at a predetermined speed.
상기 타겟부재는 미리 설정된 일정한 속도로 공급될 수 있다.The target member may be supplied at a preset constant speed.
다음으로, 본 발명의 또 다른 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치 운전방법은 상기 전류 측정부에서 상기 아크증발부에 의하여 발생한 덕트 전류를 실시간으로 측정하는 단계를 포함한다.Next, the method of operating a magnetic field filtered arc source device provided in another aspect of the present invention includes the step of measuring the duct current generated by the arc evaporation unit in real time in the current measurement unit.
다음으로, 본 발명의 또 다른 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치 운전방법은 상기 전류 측정부에 의하여 측정된 전류가 소정의 값 이하인 경우 상기 촉발 유도부가 상기 촉발전극에 회전 신호를 전송하는 단계를 포함한다.Next, a method of operating a magnetic field filtered arc source device provided in another aspect of the present invention includes the step of the trigger inducing unit transmitting a rotation signal to the trigger electrode when the current measured by the current measuring unit is below a predetermined value. Includes.
일 실시예에서, 상기 전류 측정부에 의하여 측정된 전류가 소정의 값 이하로, 소정의 시간 이상 동안 유지되는 경우 회전 신호를 전송할 수 있다.In one embodiment, a rotation signal may be transmitted when the current measured by the current measurement unit is maintained below a predetermined value for a predetermined time or more.
다음으로, 본 발명의 또 다른 측면에서 제공되는 자장여과 아크 소스 장치 운전방법은 상기 촉발전극의 회전 신호에 따라 상기 촉발전극이 회전하여 상기 촉발전극이 상기 타겟부재와 접촉함으로써 아크가 재발생되는 단계를 포함할 수 있다.Next, the method of operating a magnetic field filtered arc source device provided in another aspect of the present invention includes the step of regenerating an arc by rotating the trigger electrode according to a rotation signal of the trigger electrode and making the trigger electrode contact the target member. It can be included.
이에 따라, 아크 스팟이 상기 타겟 표면에 안정적으로 머물 수 있으며, 타겟의 소모를 일정하게 함으로써, 소모된 양만큼 타겟을 적절히 공급할 수 있기에, 소스를 장시간 동안 가동할 수 있다.Accordingly, the arc spot can remain stably on the target surface, and by keeping the consumption of the target constant, the target can be properly supplied in the amount consumed, so the source can be operated for a long time.
10 음극
20 양극
21 양극 커버
22 통로
22a 제1 부분
22b 제2 부분
30 촉발전극
31 몸체
32 고정부
33 접촉부
34 보호부
40 포집부
50 쉴드부
100 챔버
110 챔버의 제1 단부
120 챔버의 제2 단부
200 필터부
1000 자장여과 아크 소스 장치
2000 공급부
3000 제어부
3100 전류 측정부
3200 촉발 유도부
10000 자장여과 아크 소스 장치 운전 시스템10 cathode
20 anode
21 anode cover
22 aisle
22a part 1
22b second part
30 trigger electrode
31 body
32 fixing part
33 contact part
34 Protection Department
40 collection unit
50 shield part
100 chamber
110 First end of chamber
120 Second end of chamber
200 filter part
1000 magnetic field filtered arc source device
2000 Supply Department
3000 control unit
3100 current measuring unit
3200 trigger induction unit
10000 magnetic field filtration arc source device operation system
Claims (5)
상기 아크증발부의 챔버는
상기 챔버의 제1 단부의 반대측 단부에 위치하는 제2 단부에 위치하며, 타겟부재가 결합된 음극;
상기 음극과 이격되어 배치되며, 상기 타겟부재로부터 방출된 전자가 유입되는 양극;
상기 타겟부재와 접촉하여 아크를 발생시키기 위한 촉발전극; 및
상기 타겟부재를 둘러싸도록 배치되고 상기 타겟부재로부터의 중력방향으로 퇴적되는 퇴적물을 포집하도록 배치된, 전기절연성의 포집부;
를 포함하며,
상기 촉발전극은 상기 챔버의 중심을 기준으로 상기 양극 외부의 일 점에 고정되어 상기 일 점을 축으로 하여 회전할 수 있으며,
상기 양극은 상기 촉발전극이 통과할 수 있도록 개방된 통로를 포함하고,
상기 촉발전극은 양극 외부로부터 상기 양극의 통로를 통과하여 상기 타겟부재와 접촉할 수 있는 것을 특징으로 하는 자장여과 아크 소스 장치.
an arc evaporation unit including a chamber; And a filter unit connected to the first end of the chamber; In the magnetic field filtration arc source device including,
The arc evaporation chamber is
a cathode located at a second end of the chamber opposite to the first end and coupled to a target member;
an anode disposed to be spaced apart from the cathode and into which electrons emitted from the target member flow;
a trigger electrode for generating an arc by contacting the target member; and
an electrically insulating collection unit arranged to surround the target member and collect sediment deposited in the direction of gravity from the target member;
Includes,
The trigger electrode is fixed to a point outside the anode based on the center of the chamber and can rotate around the point as an axis,
The anode includes an open passage through which the trigger electrode can pass,
The magnetic field-filtered arc source device is characterized in that the trigger electrode can contact the target member by passing through a passage of the anode from outside the anode.
상기 챔버는 상기 포집부와 일 단부가 접촉하며, 상기 챔버의 내벽을 상기 챔버의 내부 공간과 차단시킬 수 있는 쉴드부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자장여과 아크 소스 장치.
According to paragraph 1,
The chamber includes a shield portion that has one end in contact with the collection portion and is capable of blocking the inner wall of the chamber from the inner space of the chamber;
A magnetic field filtration arc source device further comprising:
상기 포집부는 Al2O3, BN 및 SiC로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자장여과 아크 소스 장치.
According to paragraph 1,
A magnetic field filtration arc source device, characterized in that the collection unit contains at least one material selected from the group consisting of Al 2 O 3 , BN, and SiC.
상기 쉴드부는 300℃ 이상의 온도에서 내열성을 가지는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자장여과 아크 소스 장치.
According to paragraph 2,
A magnetic field filtration arc source device, wherein the shield part includes a material having heat resistance at a temperature of 300° C. or higher.
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|---|---|---|---|
| KR1020210113777A KR102592432B1 (en) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | Filtered cathodic arc source device including collect unit |
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| KR1020210113777A KR102592432B1 (en) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | Filtered cathodic arc source device including collect unit |
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| KR20230031486A KR20230031486A (en) | 2023-03-07 |
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2021
- 2021-08-27 KR KR1020210113777A patent/KR102592432B1/en active IP Right Grant
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|---|---|
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