Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein HIPIMS-Verfahren mit welchem über die Höhe einer Beschichtungskammer homogene Schichten abgeschieden werden können. Beim HIPIMS-Verfahren handelt es sich um ein physikalisches Beschichtungsverfahren aus der Gasphase. Genauer gesagt ist es ein Magnetron-unterstütztes Zerstäubungsverfahren bei dem das Zerstäubungsmaterial liefernde Target eine sehr hoher Entladungsstromdichte aufgezwungen wird, so dass im Plasma eine hohe Elektronendichte generiert wird und die Mehrheit der Zerstäubten Teilchen ionisiert werden. Dabei kommen Leistungsdichten zwischen 250W/cm2 und 2000W/cm2 zum Einsatz und an den die Leistung liefernden Generator sind somit besondere Anforderungen gestellt. Insbesondere ist es nicht möglich dauerhaft eine solche Leistung auf das Target einwirken zu lassen, da dieses überhitzen und somit Schaden nehmen würde. Die Leistung muss daher gepulst werden. Innerhalb des Leistungspulses kommt es zu den sehr hohen, gewünschten Entladungsdichten und das Target erhitzt sich. Während der Pulspause kann das Target wieder abkühlen. Pulsdauer und Pulspause müssen so aufeinander abgestimmt sein, dass die mittlere auf das Target eingebrachte Leistung nicht einen Schwellenwert übersteigt. Für HIPIMS werden daher Generatoren benötigt, welche in der Lage sind gepulst sehr hohe Leistungen abzugeben.

Wird das HIPIMS-Verfahren zur Beschichtung von Werkstücken eingesetzt, so sind die Werkstücke oftmals über die gesamte nutzbare Beschichtungshöhe verteilt. Mit Werkstücken sind sowohl Werkzeuge als auch andere Komponenten gemeint. In vielen Fällen ist es wichtig, auf den Werkstücken, egal ob oben, in der Mitte oder unten angeordnet, mit derselben Schichtdicke und mit denselben Schichten zu beschichten. Insbesondere wenn, wie beim HIPIMS-Verfahren, Plasmen und deren Dichte einen wesentlichen Einfluss auf die Beschichtungsrate haben, ist dieses Ziel nur schwer zu erreichen. Dies liegt unter anderem daran, dass die Plasmen selbst von dem sie umgebendem Umfeld beeinflusst werden, wodurch es über die Höhe der Beschichtungskammer zu unterschiedlichen Beschichtungsraten kommen kann. Üblicherweise wird beim DC-Sputtern versucht, dies durch die Anpassung der Magnetfelder über die Höhe ausgeglichen. Eingriffe in das Magnetsystem können aber lokal zu veränderten Plasmabedingungen führen, was wiederum zu unterschiedlichen Schichteigenschaften führt. Hohe Anforderungen an die Schichtdickenverteilung bedingen einen eingeschränkten Nutzungsbereich (und dadurch verringerte Wirtschaftlichkeit), da die Wirksamkeit der erwähnten Methode betreffend Verbesserung der Schichtdickenhomogenität beschränkt. Eine weitere Methode der

BESTÄTIGUNGSKOPIE Korrektur der Schichtdickenverteilung ist die Verwendung von Masken, was allerdings wenig praktikabel ist, falls sich die Beladung oder die Werkstückgeometrie ändert.

Es wäre wünschenswert ein HIPIMS-Verfahren zur Verfügung zu haben, mit dem es in einfacher Weise möglich ist die Beschichtungsrate über die Höhe der Beschichtungskammer einzustellen und damit insbesondere eine homogene Beschichtung über die gesamte Kammerhöhe zu erreichen ohne nachteilige Beeinflussung der Plasmadichte und deren nachteiligen Auswirkungen auf die Schichteigenschaften.

Dem liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zugrunde.

Gemäss einem neuen Verfahren zur Bereitstellung von Leistungspulsen, welches im Rahmen einer anderen Patentanmeldung geschützt wird, wird so vorgegangen, dass eine PVD-Zerstäubungskathode, die eine erste Teilkathode und eine zweite Teilkathode umfasst betrieben wird, wobei für die Teilkathoden eine maximale mittlere Leistungsbeaufschlagung vorgegeben ist und wobei die Dauer der Leistungspulsintervalle vorgegeben werden und das Verfahren folgende Schritte umfasst a) Bereitstellen eines Generators mit vorgegebener vorzugsweise zumindest nach Anschalten und nach Ablauf eines Leistungsaufbauintervalls konstanter Leistungsabgabe b) Anschalten des Generators c) Anschluss der ersten Teilkathode an den Generator, so dass die erste Teilkathode mit Leistung vom Generator beaufschlagt wird d) Trennung des Generators von der ersten Teilkathode nach Ablauf eines vorgegebenen der ersten Teilkathode entsprechenden ersten Leistungspulsintervalls e) Anschluss der zweiten Teilkathode an den Generator so dass die zweite Teilkathode mit Leistung vom Generator beaufschlagt wird f) Trennung des Generators von der zweiten Teilkathode nach Ablauf eines vorgegebenen der zweiten Teilkathode entsprechenden zweiten Leistungspulsintervalls wobei das erste Leistungspulsintervall zeitlich vor dem zweiten Leistungspulsintervall beginnt und das erste Leistungspulsintervall zeitlich vor dem zweiten Leistungspulsintervall endet, und wobei die Schritte d) und e) so ausgeführt werden dass sich erstes Leistungspulsintervall und zweites Leistungspulsintervall zeitlich überlappen und alle Leistungspulsintervalle zusammen eine erste Gruppe bilden, so dass die Leistungsabgabe vom Generator durchgehend ohne Unterbrechung vom Anfang des ersten Leistungspulsintervalls bis zum Ende des zweiten Leistungspulsintervalls bestehen bleibt und es nicht zu einem zweiten Leistungsaufbauintervall kommt. Sind über die Höhe der Beschichtungskammer mehr als zwei Teilkathoden vorgesehen, so kann sich eine Gruppe aus mehr als zwei Leistungspulsintervallen zusammensetzten. Im Verfahren werden dann so viele Gruppen hintereinander geschalten, wie es den einzelnen Teilkathoden bezüglich Temperatureintrag zugemutet werde kann. Es schliesst sich dann eine Pause an. Figur 1 zeigt eine entsprechende Situation mit 6 Teilkathoden und 3 Gruppen.

Erfindungsgemäss wird nun die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Länge der einzelnen Leistungspulsintervalle individuell gewählt wird und so ein gewünschtes Beschichtungsdickenprofil über die Höhe der Beschichtungskammer erreicht wird. D.h. erfindungsgemäss wird nicht, wie sonst üblich, die Magnetfelder über die Höhe der Beschichtungskammer angepasst, sondern die Dauer der Leistungspulsintervalle. Entsprechendes ist in der Figur 1 gezeigt. Sichtbar ist, dass das mit der ersten Teilkathode verbundene Leistungspulsintervall deutlich länger ist als das mit der Teilkathode 5 verbundene Leistungspulsintervall. Aufgrund des längeren Leistungspulsintervalls wird die mittlere Beschichtungsrate ausgehend von der Teilkathode 1 länger als die mittlere Beschichtungsrate ausgehend von der Teilkathode 5.

In der Praxis kann beispielsweise so vorgegangen werden, dass zunächst die Leistungspulsintervalle sämtlicher Teilkathoden gleich lang gewählt werden und so eine erste Beschichtung zur Kalibierung vorgenommen wird. Anschliessend werden die Beschichtungsdicken über die Höhe der Beschichtungskammer vermessen. Zeigen sich Unterschiede in den Dicken so werden dort, wo die Schichten im Vergleich zur mittleren Dicke zu gering sind die Leistungspulsintervalle etwas verlängert. Dort wo die Schichten im Vergleich zur mittleren Dicke zu gross sind werden die Leistungspulsintervalle etwas verkürzt. Durch dieses Vorgehen wird ein Ausgleich erzielt, wobei dem Fachmann klar ist, dass mehrere Iterationsschritte zur weiteren Verbesserung der Homogenisierung durchgeführt werden können.

Die Erfindung wurde anhand der Homogenisierung der Schichtdicken über die Höhe der Beschichtungskammer erläutert. Sie sollte allerdings auch so verstanden werden, dass wenn ein insbesondere auch von der Homogenisierung abweichendes Schichdickenprofil erzielt werden soll, die erfindungsgemässen Massnahmen mutatis mutandis angewandt werden können.