Eines der bekannten PVD- (Physical Vapour Deposition)-Verfahren besteht darin, dass ein Plasma in Form einer Hochstrom- Niederspannungs-Lichtbogenentladung auf einer Werkstoffquelle, dem Target, erzeugt wird. Der zu verdampfende Werkstoff wird bei diesem Prozess als Kathode (Target) an den negativen Pol einer Spannungsquelle gelegt. Mittels einer Zündeinrichtung, z. B. einem Zündfinger, wird der Lichtbogen gezündet. Der Licht- bogen schmilzt die Kathode an einem oder mehreren Kathodenflek- ken, in denen sich der Stromübergang konzentriert, wobei der Lichtbogen, im weiteren Arc genannt, sich mehr oder weniger stochastisch auf der Kathodenfläche bewegt, wenn nicht zusätz- liche Massnahmen getroffen werden, diese Bewegung zu führen. Es kommt zu einem extrem schnellen Aufheizen kleiner Target- oberflächenbereiche, wodurch lokal Material verdampft wird und makroskopische Spritzer der Schmelze ausgeschleudert werden und sich als unerwünschte Schichtdefekte auf den zu beschich- tenden Flächen als"Droplets"niederschlagen. Die Bewegung der Arcs und damit der Kathodenflecken, wie sie insbesondere beim sogenannten"Random-Arc"-Verfahren eintritt, hängt insbesondere vom Targetmaterial und vom Druck ab. Sie kann-beim sogenann- ten"Steered-Arc"-Verfahren-u. a. durch magnetische Felder be- einflusst und gesteuert werden, um zum Beispiel den Lichtbogen auf einer bestimmten Bahn auf der Targetoberfläche zu führen.

Aufgrund der hohen Stromdichten (106 bis loB A/cm2) im Bereich des Kathodenflecks kommt es zu der erwähnten Spritzerbildung

von Droplets. Diese sind umso grösser, je langsamer sich der Lichtbogen über die Oberfläche bewegt und je grösser sich der betrachtete Kathodenfleck ausbildet.

Die bis anhin bekannten Massnahmen zur Vermeidung von Droplets sind mit unterschiedlichen Nachteilen behaftet : Ein Führen des Lichtbogens auf der Targetoberfläche, wie dies beim"Steered-Arc"-Verfahren vorgesehen ist, wird beispielswei- se in den Aufsätzen von Engin Ertürk et al. mit den Titeln "Verschleissschutz durch TiN-Beschichtung nach dem ION BOND- Verfahren" (VDI-Z Bd. 129,1987, Nr. 1) und"Verschleissschutz für Werkzeuge" (Industrieanzeiger 21,1989) und in der interna- tionalen Patentanmeldung WO 89/01699 beschrieben. Mit diesen bekannten Verfahren wird das Auftreten von Droplets zwar ver- mindert, allerdings ist hierzu ein hoher technischer Aufwand für ein für die Steuerung des Lichtbogens notwendiges Magnetsy- stem erforderlich.

In der US-4 929 321 wird das Entstehen von Droplets weitgehend dadurch vermieden, dass das zu beschichtende Substrat ausser- halb der Sichtverbindung zu den Targets angeordnet wird. Aller- dings muss bei dieser bekannten Anordnung in Kauf genommen wer- den, dass die Beschichtungsrate ungünstig klein wird.

Zur Reduktion der Entstehung von Droplets wurde ferner gemäss der US-4 919 968 eine Anordnung mit mehreren Targets vorge- schlagen, die ein gegenseitiges Bedampfen ermöglichen. Diese bekannte Anordnung verwendet eine Doppelquelle, womit grund- sätzlich höhere Investitionen erforderlich sind.

Der Vollständigkeit halber wird schliesslich auf weitere Lehren zur Vermeidung von Droplets hingewiesen. Diese bekannten Lehren

sind in den Aufsätzen von Vasin et al. mit dem Titel"Vacuum Arc with a Distributed Discharge on an Expendable Cathode" (Sov. Techn. Phys. Lett. 5,1979, Nr. 12, S. 634 bis 636) und von Aksenov et al. mit dem Titel"Transport of Plasma Streams in a Curvilinear Plasma-Optics System" (Sov. J. Plasma Phys. 4, 1978, Nr. 4, Seiten 425 bis 428) beschrieben und zeichnen sich besonders dadurch aus, dass sie technisch äusserst aufwendig sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Arc-Verdampfer-Quelle anzugeben, bei der die Entstehung von Droplets eliminiert oder zumindest stark reduziert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des An- spruchs 1 angegebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausge- staltungen der Erfindung sowie Targetplatten für eine erfin- dungsgemässe Quelle sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung weist folgende Vorteile auf : Indem ein zentraler Bereich der Oberfläche der Targetplatte aus einem Material be- steht, das im Vergleich zu dem zu verdampfenden Material eine geringere Sekundärelektronenemissionsrate (SEER-Secondary Electron Emission Rate) und eine geringere Oberflächenenergie aufweist, ist es erstaunlicherweise möglich, zumindest eine we- sentliche Reduktion bzw. eine vollständige Elimination der Ent- stehung von Droplets zu erreichen. Dies ist umso erstaunlicher, als dies im Widerspruch zur bisherigen Lehrmeinung steht. Bis anhin ist man nämlich davon ausgegangen, dass ein Vermeiden von Droplets umso leichter erreicht werden kann, je mehr die zu be- schichtenden Substrate über dem Zentralbereich der Targetober- fläche angeordnet werden. So lehrt Engin Ertürk in "Verschleissschutz durch TiN-Beschichtung nach dem ION-BOND- Verfahren" (VDI-Z Bd. 129,1987, Nr. 1), dass Droplets vor al-

lem in einem Winkel zwischen 20° und 30° in bezug auf die Ober- fläche der zu verdampfenden Targetfläche auftreten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen bei- spielsweise näher erläutert. Dabei zeigen : Fig. 1 eine erfindungsgemässe Quelle mit erfindungsgemässer Targetplatte in schematischer Seitenansicht, Fig. 2 das Verdampfungsprofil an der Targetplatte einer her- kömmlichen Arc-Verdampfer-Quelle und Fig. 3 ein Verdampfungsprofil an der erfindungsgemässen Tar- getplatte einer erfindungsgemässen Quelle.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemässe Arc-Verdampferquelle dar- gestellt, wie sie in einer Arc-Verdampfungs-Kammer zur Be- schichtung von Substraten verwendet wird. Sie umfasst üblicher- weise eine Zündeinrichtung 20-wie rein schematisch darge- stellt-zum Zünden des Arcs. Im weiteren ist zwischen Target- platte 1 und einer Anode 21, wieder rein schematisch darge- stellt, eine elektrische Hochstrom-IR-, Niederspannungs- -UL-DC-Quelle 23 geschaltet. Die Quelle umfasst die Target- platte 1 mit zu verdampfender Oberfläche 2, gegebenenfalls ei- nen Rahmen 4 und eine Abdeckung 3, die erfindungsgemäss in ei- nem zentralen Bereich 6 angeordnet ist und aus einem Material besteht, das im Vergleich zum Material der Targetplatte 1 eine kleinere Sekundärelektronenemissionsrate und eine kleinere Oberflächenenergie aufweist.

Der Rahmen 4 umschliesst die Targetplatte 1 und besteht vor- zugsweise aus einem Material, das-entsprechend dem Material der Abdeckung 3-im Vergleich zum Material der Targetplatte 1 eine geringe Sekundärelektronenemissionsrate und eine geringe

Oberflächenenergie aufweist. Umgibt der Rahmen 4 die Target- platte 1 formschlüssig, so kann ein Überspringen des Lichtbo- gens von der Werkstoffplatte 1 auf andere Teile der Kammer ver- hindert werden. Bevorzugte Materialien für den Rahmen 4 und für die Abdeckung sind beispielsweise Bornitrid und/oder hexagona- les Bornitrid und/oder Titannitrid.

Um die Entstehung von Droplets weiter zu reduzieren bzw. ganz zu eliminieren, ist in einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, ein Magnetsystem 5 unterhalb der Tar- getplatte 1 anzuordnen, wobei die einzelnen Magnete, seien dies Elektromagnete mit einstellbarem Magnetfeld oder seien dies Permanentmagnete, mindestens teilweise verschiebbar sein kön- nen. Die erfindungsgemässe Targetanordnung wird damit mit einem erwähnten"Steered-Arc"-Verfahren kombiniert eingesetzt, womit ein noch besserer Droplet-Schutz für die zu beschichtenden Substratoberflächen erreicht wird.

Die Targetplatte 1 ist vorzugsweise kreisförmig ausgebildet, desgleichen vorzugsweise auch die Abdeckung 3. Möglich ist je- doch auch eine elliptische, vieleckige, wie z. B. sechseckige, rechteckige oder quadratische Form der Targetplatte 1 und/oder der Abdeckung 3. Als Zentralbereich der Targetplatte kann im wesentlichen deren Schwerpunktsbereich verstanden werden.

In einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Quelle weist die Targetplatte 1 anstelle einer Abdeckung 3 eine zentrale, durchgehende oder nichtdurchgehende Ausnehmung am Ort der Abdeckung 3 von Fig. 1 auf. In diese Ausnehmung ist ein Einsatz aus einem Material oder mindestens mit einer Oberfläche eingelassen, das bzw. die aus dem für Abdeckung 3 spezifizier- ten Material besteht. Damit kann die Targetplatte 1, wie in

Fig. 1 dargestellt, als Platte durchgehend eben ausgebildet sein und weist zur Bildung der erfindungsgemässen, zentralen Oberfläche die Abdeckung 3 auf. In einer anderen Ausführungs- form weist die Oberfläche der Targetplatte 1 eine Einformung im genannten Zentralbereich auf, worin, wie eine Pille, der die genannte Oberfläche bildenden Einsatz eingelegt ist. In einer weiteren Ausführungsform weist die Platte 2 eine durchgehende zentrale Öffnung auf, und der erwähnte Oberflächenbereich wird durch einen Einsatz in diese Öffnung ausgebildet, sei er z. B. pilzförmig oder als Stift ausgebildet : Jedenfalls ist, im Ein- satz der Quelle, der erwähnte Oberflächenbereich der Target- platte aus dem genannten Material erstellt.

Fig. 2 zeigt ein Arc-Verdampfungsabtragsprofil an der Target- platte einer bekannten Arc-Verdampfer-Quelle. Deutlich sichtbar sind drei Verdampfungsabtragsmaxima bei 12 und 12', wobei im Bereich des Abtragsmaximums 12', trotz des geringen Abtrages der Targetplatte, wesentlich mehr Droplets emittiert werden als etwa im Bereich des Abtragsmaximums 12.

In Fig. 3 ist schliesslich ein Arc-Verdampfungsabtragsprofil an einer erfindungsgemässen Quelle bzw. Targetplatte dargestellt.

Durch die Abdeckung bzw. den Einsatz 3 im Bereich des in Fig. 2 dargestellten Abtragsmaximums 12'erfolgt ein verstärkter Ver- dampfungsabtrag in den Bereichen von Abtragsmaxima 12"unter gleichzeitiger Verminderung bzw. vollständiger Eliminierung der Bildung unerwünschter Droplets.