本發(fā)明涉及在陰極電弧物理氣相沉積(PVD)中真空過濾宏觀粒子的方法。

特別地，本發(fā)明涉及上述類型的方法，包括以下步驟：通過對源施加電弧而蒸發(fā)來自固體源(“陰極”)的材料；形成包括蒸發(fā)材料的電子、中性微觀粒子(蒸汽)和離子的等離子體，以及比微觀粒子和離子尺寸更大的宏觀粒子，以防止宏觀粒子沉積在待涂層的襯底上。

本發(fā)明還涉及用于實施上述方法的系統(tǒng)。

背景技術：

已知用于在陰極電弧物理氣相沉積(PVD)期間真空過濾宏觀粒子的方法和系統(tǒng)。

在上述類型的沉積中，固體源(“陰極”)的材料借助于對源施加電弧而在真空室里面蒸發(fā)，形成包括蒸發(fā)材料的電子、中性微觀粒子(蒸汽)和離子的等離子體，以及所述材料的宏觀粒子。電弧電弧的施加包括在源上釋放電流并在其上移動電弧，以便蒸發(fā)其不同的表面部分。

產(chǎn)生的宏觀粒子的尺寸大于中性微觀粒子和離子，并且，如果宏觀粒子到達襯底，與其上剩余的等離子體一起凝結(jié)，則宏觀粒子在涂層中產(chǎn)生缺陷。

特別地，等離子體流中的宏觀粒子越少，要求的涂層越薄。在一些情況下，待形成的涂層的厚度與宏觀粒子的尺寸想當，并且?guī)讉€宏觀粒子在等離子體流中的存在足以嚴重影響涂層的質(zhì)量。

為了更好地理解形成無缺陷涂層的難度，考慮以下即可：源的侵蝕的主要產(chǎn)物是離子和宏觀粒子；中性微觀粒子(蒸汽)僅形成1％的等離子體。當源是低熔點金屬(具有低導熱系數(shù)和低導電性(Zn，Cd，Sn，Pb，Bi))和石墨的情況下，宏觀粒子的百分比特別高，在這種情況下，由源蒸發(fā)的質(zhì)量多達90％由宏觀粒子(其具有可變尺寸，例如0.1與100微米之間)。

必須被過濾的宏觀粒子的運動速率大約是102-2×104厘米每秒(cm/s)；以較低速率移動的宏觀粒子無法到達位于源對面的襯底。此外，發(fā)源于陰極的宏觀粒子的量取決于不同的因素(包括陰極材料、電弧電流和熱狀態(tài))。

為了減少或防止宏觀粒子在襯底上的沉積，因此，考慮到上述因素(即宏觀粒子的速率、其百分比、陰極材料、電弧電流、熱狀態(tài)等)，有必要清洗宏觀粒子的等離子體。

已知在源與襯底之間應用過濾器的過濾系統(tǒng)。對減少宏觀粒子特別有效的是磁濾器。這些過濾器包括應用具有線圈的磁系的非線性等離子體通道。基本上，線圈纏繞非線性等離子體通道并產(chǎn)生電磁場(其沿彎曲的通道引導等離子體)；宏觀粒子不遵循通道的軸向路徑并被收集在過濾器的預定區(qū)域。換言之，宏觀粒子可以被過濾，因為它們與等離子體不同，呈直線移動。

然而，磁濾器具有許多缺點，主要與橫穿過濾器的等離子體流顯著減少有關，這導致涂層在襯底上的沉積速率明顯減小，因此設備(系統(tǒng))的效率較低。例如，沉積速率與環(huán)形過濾器相比減少75％以上，并且與S形過濾器相比減少90％以上。

當使用磁濾器時，因此有必要特別地借助于設備功率的增加來補償生產(chǎn)率(效率)的損失。此外，為了確保涂層在功率增強的設備中的高質(zhì)量，有必要設置更精細的過濾器，其復雜度且其成本必然增加。

即使有前述改善，也出現(xiàn)其他缺點，包括需要經(jīng)常維修過濾器(其在于清洗宏觀粒子的非線性等離子體通道)。

形成本發(fā)明基礎的技術問題是設計在物理蒸汽沉積期間真空過濾宏觀粒子的方法和相關的系統(tǒng)，因此，系統(tǒng)能夠單獨或與其他過濾系統(tǒng)組合使用脈沖電弧、脈沖激光、HIPIMS等，并能夠防止宏觀粒子在待涂層的襯底上的沉積，蒸發(fā)材料的離子和微觀粒子的沉積速率的減小最小，并減少已知過濾器所需的復雜度、成本和維修，同時增加系統(tǒng)的效率，從而基本上克服至今還影響現(xiàn)有技術的過濾方法和系統(tǒng)的所有局限。

技術實現(xiàn)要素：

形成本發(fā)明的基礎的思想是：以由電弧在源的一點處產(chǎn)生的等離子體可以使在源的另一個點處產(chǎn)生的等離子體中存在的宏觀粒子偏離的方式在源上移動陰極電弧，防止偏離的粒子繼續(xù)朝向待涂層的襯底，待涂層的襯底位于真空中且與源相對，僅僅微觀粒子、離子和電子向襯底行進，用于在襯底上凝結(jié)。

特別地，根據(jù)上述觀點，源上的陰極電弧產(chǎn)生斑點，斑點在源的表面上的傳播速率被控制以便將宏觀粒子推到等離子體的外面并僅允許宏觀粒子的清洗的等離子體在基本直線的方向上向待涂層的襯底行進。

上述過濾方法是自清洗的，因為其使用在一點處產(chǎn)生的等離子體本身來清洗包含在另一點處產(chǎn)生的等離子體內(nèi)的宏觀粒子。在此自清洗方法中，等離子體中的微觀粒子、離子和電子的自然排斥力用于使宏觀粒子偏離源與襯底之間的直線方向，而微觀粒子、離子和電子可以沿該直線方向行進。

根據(jù)上述思想，本發(fā)明的技術問題通過一種在陰極電弧物理氣相沉積(PVD)中真空過濾宏觀粒子的方法(權利要求1)來解決，該方法包括以下步驟：借助于對固體源施加電弧而蒸發(fā)來自固體源(陰極)的材料，形成包括蒸發(fā)材料的電子、中性微觀粒子(蒸汽)和離子的等離子體，以及比微觀粒子和離子尺寸更大的宏觀粒子，其特征在于，電弧以速率Vcs在源上移動，以速率Vcs，借助于在一點P2處蒸發(fā)而產(chǎn)生的材料的電子、微觀粒子和離子使得在之前由電弧經(jīng)過的點P1處產(chǎn)生的宏觀粒子從朝向與固體源相對的待涂層的襯底的路徑偏離，從而進行等離子體相對于宏觀粒子的自清洗并允許過濾的等離子體在襯底上凝結(jié)。

上述自清洗活動由于等離子體的中性微觀粒子、電子和離子與宏觀粒子相比更大的速率而可行。作為指導，離子的速率可以比宏觀粒子的速率大大約100倍，并且電子的速率比宏觀粒子的速率大大約1000倍。

換言之，根據(jù)本發(fā)明，由源上的電弧產(chǎn)生的陰極斑點以速率Vcs移動，并且以所述速率，其借助于在點P2處產(chǎn)生的離子、電子和中性粒子推進在陰極斑點經(jīng)過的上一個點P1處產(chǎn)生的宏觀粒子過)；事實上，在點P1處產(chǎn)生的宏觀粒子具有比在下一個點P2處產(chǎn)生的離子、電子和中性粒子更低的速率，并且迅速被在P2處產(chǎn)生的離子、電子和中性粒子追上，并且所述離子、電子和中性粒子使宏觀離子從朝向襯底的直線路徑偏離，使得在點P1處產(chǎn)生的宏觀粒子不能達到襯底。

根據(jù)本發(fā)明，電弧結(jié)束于源的表面上的沒有位于面向襯底的位置的點，并且在該點處，產(chǎn)生的宏觀粒子位于等離子體可以向襯底行進的直線路徑之外。

優(yōu)選地，機械護罩應用于源上的電弧結(jié)束的點，以便阻擋在所述點產(chǎn)生的宏觀粒子，防止其通向襯底。通過這種方式，即使可能沒有以自清洗的方式清洗在電弧結(jié)束點處的等離子體，由于在結(jié)束點處，后面沒有其他等離子體的自清洗活動，在該點處也產(chǎn)生不能到達襯底的宏觀粒子，所述粒子被機械護罩阻擋。

申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過以大于或等于源上的電弧的注入點P_i與電弧的結(jié)束點P_f之間的距離R_act與電弧的持續(xù)時間t的比例的速率V_cs(V_cs>＝R_act/t)在源上移動電弧，幾乎所有的宏觀粒子無法到達襯底。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，源上的電弧運動的速率V_cs借助于電弧的脈沖(Imp)的電流(C)變化來調(diào)整。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，源上的電弧運動的距離R_ac借助于電弧的電流(C)的脈沖(Imp)的持續(xù)時間變化來調(diào)整。

在優(yōu)選實施方式中，電弧結(jié)束在位于源的表面部分上的點P_f處，在點P_f處，通過電弧產(chǎn)生的宏觀粒子不能到達所述襯底。優(yōu)選地，電弧的結(jié)束點P_f和/或起始點P_i沒有面對襯底。例如，結(jié)束點P_f和/或所述起始點P_i位于源的側(cè)表面(其沒有與襯底對齊并且沒有面對襯底)。

還考慮到使用過濾電極(適于機械地阻擋從朝向襯底的路徑偏離的宏觀粒子)，過濾電極具有用于允許清洗的等離子體通向待涂層的襯底的開口。在過濾電極中的此開口位于源與襯底之間的直線上。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，設想應用靜電類型的另一種過濾器。特別地，申請人已經(jīng)設計了特別有利的靜電過濾器(其利用宏觀粒子與離子、電子和微觀粒子相比不同的速率)。事實上，宏觀粒子因為比微觀粒子和離子的尺寸更大而具有與等離子體的電子、微觀粒子和離子相比延遲的運動，并且獲得等離子體之外的正電荷。

考慮到宏觀粒子運動上的延遲，申請人已經(jīng)有利地設想：以預定持續(xù)時間(T)的脈沖對源施加電??；和在源與襯底之間施加靜電場(E)，靜電場(E)在施加脈沖電弧的所述脈沖(T)的間隔(I)期間，將宏觀粒子從襯底偏離。

優(yōu)選地，脈沖電弧的持續(xù)時間T小于或等于

D/V_mp+Δt，

其中，D是源與面對的襯底之間的距離，V_mp是宏觀粒子的速率，并且Δt是宏觀粒子獲得正電荷的時間。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，靜電場(E)由電極對產(chǎn)生，其電位差U大于或等于：

U>＝(mV²)/2e，

其中，m是宏觀粒子的質(zhì)量，V是其朝向襯底的速率，并且e是其電荷。

特別地，襯底與電極對的靜電陽極相關聯(lián)，并且真空室與該電極對的靜電陰極相關聯(lián)。

在一個實施方式中，電極對的陽極還充當過濾電極，根據(jù)上述已經(jīng)提到的，過濾電極適于機械地阻擋從朝向襯底的路徑偏離的宏觀粒子。

因此，根據(jù)本發(fā)明的方法以作為等離子體從陰極的表面同時發(fā)出的微觀粒子和宏觀粒子的不同速率為基礎。離子具有大約10⁶cm/s的速率，并且宏觀粒子具有大約10²-2xl0⁴cm/s的速率。

該方法利用陰極與襯底之間的距離，宏觀粒子沿該距離在空間上與微觀粒子、離子和電子分離。特別地，離子和微觀粒子由于其更大的速率而比宏觀粒子更快地向襯底移動。從宏觀粒子當中，首先是較小尺寸且較快的宏觀粒子，然后是較大尺寸且較慢的宏觀粒子向襯底移動。

根據(jù)該方法，進行任何尺寸的宏觀粒子的自清洗，即等離子體中的排斥力用于將宏觀粒子推到朝向襯底的路徑之外。靜電過濾器幫助進行宏觀粒子(其沒有被上述過程充分推開)的過濾。

通過下文中接下來的描述，參考僅當作非限定例子的附圖，本發(fā)明的進一步的屬性特征和優(yōu)點將變得清楚。

附圖說明

圖1以示例形式示出根據(jù)本發(fā)明的過濾系統(tǒng)。

圖2-4以示例形式示出在圖1中示出的過濾系統(tǒng)根據(jù)各個實施方式的的詳圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖描述在產(chǎn)生用于涂層襯底的等離子體的過程期間根據(jù)本發(fā)明的過濾方法。

借助于施加在陰極源1上的電弧來產(chǎn)生等離子體。例如，借助于源1上的脈沖式放電，在還包括離子、微觀粒子和電子的等離子體中發(fā)出宏觀粒子。在主放電脈沖期間，宏觀粒子帶負電荷，并且它們留在等離子體外面時，由于它們與剩余的等離子體相比更低的速率，它們改變它們的電荷，因此呈現(xiàn)正電荷。

由于電荷的變化，宏觀粒子和離子的溫度增加，并且電子由于紫外線輻照的熱電子發(fā)射和光電發(fā)射發(fā)生。特別地，在源與襯底之間的空間中，缺少等離子體時帶正電荷的宏觀粒子超負荷；這發(fā)生是因為等離子體的離子、電子和微觀粒子已經(jīng)離開空間以比脈沖持續(xù)時間更短的時間間隔向待涂層的襯底2移動。例如，脈沖持續(xù)時間可以是100ms，并且在脈沖的100ms的時間間隔內(nèi)，離子、電子和微觀粒子可能已經(jīng)超過了宏觀粒子。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，沿宏觀粒子從源1至襯底2的路徑施加電場(其還被稱作減速或偏離場)，這排斥或偏離帶靜電的宏觀粒子。特別地，由于在陰極1(源)與襯底2之間的空間中缺少等離子體(離子、微觀粒子和電子)而存在低密度帶電宏觀粒子，可以在脈沖之間的時間間隔I中進行靜電分離(借助于施加靜電場)。

事實上，在這些條件中，電場的等離子體篩選沒有限制。因此，可以使用電極以便沿帶正電荷的宏觀粒子的路徑例如使用大孔(10-50mm)格柵或借助于獨立操作的電極來創(chuàng)建延遲靜電場。

延遲靜電場由布置在陰極侵蝕區(qū)域(源1)與襯底2的涂層表面之間的至少兩個電極創(chuàng)建。與宏觀粒子電位相同的電極或靜電陽極與襯底的涂層表面相關聯(lián)，例如接近它們。靜電陽極可以由襯底本身例如圖1的襯底2構(gòu)成。第二電極或靜電陽極例如可以與真空室3相關聯(lián)。

根據(jù)本發(fā)明，通過在電極之間施加電位，電位值為

U>＝(mV²)/2e，

其中，m是宏觀粒子的質(zhì)量,V是其向襯底的速率并且e是其電荷，可以在與等離子體(離子、電子和微觀粒子)的朝向襯底2移動的方向相反的方向推質(zhì)量為m并且電荷為e的粒子。

發(fā)生了上述條件U的宏觀粒子被靜電場排斥，不能到達襯底2。

未發(fā)生上述條件U的宏觀粒子能夠到達襯底2。然而，這些宏觀粒子可能具有明顯較小的動能并具有對襯底2的較差的粘附力。這種情況特別是出現(xiàn)在由具有高抗熔性的材料構(gòu)成，例如由碳、鎢或鉻構(gòu)成的陰極1中，該陰極主要產(chǎn)生固體碎片而非液滴的微觀粒子。

此外，沉積在襯底2上的宏觀粒子與襯底2具有相同的極性，因此例如被排斥。冷中性宏觀粒子(其從真空室3的墻壁落到襯底2的待涂層的表面上)同樣被其排斥。

靜電場過濾方法的效率隨宏觀粒子尺寸的增加而成比例地減少，而與這些粒子具有比更小尺寸的宏觀粒子更小的速率無關。該效率損失是由于以下事實：在U>＝(mV²)/2e的情況下，較大尺寸的宏觀粒子的電荷e與質(zhì)量m之間的比例比較小尺寸的宏觀粒子的電荷e與質(zhì)量m之間的比例更小；事實上，電荷與表面面積或半徑的平方成比例地增加，同時質(zhì)量與半徑的立方成比例地增加。然而，大宏觀粒子還具有比較小粒子更低的速率。

有利地，本發(fā)明因而考慮施加靜電場用于過濾特別是具有比預定閾值更小尺寸和高速率的宏觀粒子。在這種情況下，當?shù)入x子體(離子、電子、微觀粒子)在襯底上沒有沉積時，施加靜電陽極中的恒定和/或脈沖電壓(其具有與宏觀粒子相同的極性)。

正如所提到的，陽極可以是襯底2本身。然而，靜電陽極可以由單獨組件(位于襯底2與陰極1之間)構(gòu)成。靜電陽極的該分離式布局在以下情況中是合適的：待涂層的表面不導電，因此襯底不能充當靜電陽極；或?qū)σr底2施加電位不合適。襯底2還可以位于靜電陽極與陰極1之間；靜電陽極的該分離式布局還適合于非導電的涂層或?qū)σr底施加電位不合適的情況。不同的配置結(jié)構(gòu)是可能的，例如通過把陽極放在襯底2的前面和后面。圖2至4示出襯底2對于陽極4的不同配置結(jié)構(gòu)；陰極與源1相關聯(lián)。

對于尺寸比預定閾值更大的宏觀粒子，宏觀粒子的電荷與質(zhì)量之間的比例更大，因此向襯底2的速率更低，即那些熱不足以產(chǎn)生電子的熱電子發(fā)射的宏觀粒子，考慮使用帶正電位的過濾電極5。過濾電極5(圖2-4)對從陰極以超過預定角度X發(fā)出的粒子進行機械過濾。特別地，由于其正電位，過濾電極5還可以用作靜電過濾器4。

過濾電極5對于阻擋大的和冷的宏觀粒子特別有效，事實上，當熱的宏觀粒子有時間改變電荷的符號而因此可能被靜電過濾器4有效延遲時，大的和冷的宏觀粒子無法逆轉(zhuǎn)它們的電荷并可能向襯底2危險地行進；在這種情況下，過濾電極5形成屏蔽，屏蔽保護襯底2免受帶負電荷的宏觀粒子的傷害。

陰極1與陽極4之間的放電參數(shù)優(yōu)選如下：

電流脈沖大于300A。有利地，使用同一電流脈沖，出現(xiàn)消除對用于聚集等離子體束的磁系的需要的物理現(xiàn)象。

選擇陰極斑點在源1的表面上的運動速率，以便進行等離子體的自清洗。

該自清洗模式對較大尺寸且較慢的宏觀粒子和較小尺寸且較快的宏觀粒子都有影響，并主要用于根據(jù)本發(fā)明過濾等離子體。

例如，在由碳構(gòu)成的陰極1具有30mm的直徑和注入?yún)^(qū)域位于源中心的情況下，脈沖持續(xù)時間設置在0.8與1.1毫秒之間。

最小脈沖持續(xù)時間等于侵蝕區(qū)域在陰極1的表面移動直到其到達在沒有對于襯底的視線的點期間的時間間隔。

脈沖電弧的持續(xù)時間T小于或等于D/V_mp+Δt，其中D是源1與面對的襯底2之間的距離，V_mp是宏觀粒子的速率，并且Δt是其間宏觀粒子獲得正電荷的時間。

電弧可以在陰極1的末端處和側(cè)表面L(例如，圖2)上開始，并且必須在位于襯底的能見度之外中的陰極表面1(例如，圖2中的L1)上結(jié)束。端面可以是陰極的側(cè)表面L1或與覆蓋裝置6(其阻擋和防止宏觀粒子的傳播)相關聯(lián)的陰極1的一端。這些覆蓋裝置可以與注入電極相關聯(lián)。

如果電弧在陰極1與襯底2之間的直接和可見線上的點開始，則可以設置電容器C1(圖1)。所述電容器用于穩(wěn)定單個脈沖的點火條件并減少初始電弧產(chǎn)生電流。

陰極斑點的運動速率借助于陰極上的電感器7來調(diào)節(jié)。

陰極斑點相對彼此以取決于放電電流的速率在陰極1上移動。最初，陰極斑點快速移動，然后由于它們占據(jù)陰極1的表面而減速；減速與占據(jù)的陰極1的表面成正比。

例如，碳陰極1中的陰極斑點出現(xiàn)大約100-200ms的工作時間，并逐漸熄滅。在該時間周期期間，速率為200m/s的宏觀粒子從離陰極2-4cm處的等離子體中去除，并且速率為50m/s的宏觀粒子從0.5-1cm處去除。

根據(jù)本發(fā)明，當陰極斑點具有預定速率(申請人在以下考慮和分析的基礎上確定的)時，出現(xiàn)用于從等離子體中去除大尺寸的宏觀粒子的優(yōu)選情況。

脈沖放電在陰極1中的持續(xù)時間已經(jīng)在基本水平上被分成多個多個間隔(每個都與等離子體流Pl_i的產(chǎn)生對應)。在實際中，在第一間隔“1”，產(chǎn)生第一等離子體流Pl₁，在第二間隔“2”，產(chǎn)生第二等離子體流Pl₂，等等，直到在最后結(jié)束間隔中，產(chǎn)生等離子體流P_結(jié)束。

等離子體Pl₂(其在點2處產(chǎn)生并由陰極1上的電弧的運動而引起)具有推進或推開宏觀粒子(其在產(chǎn)生等離子體流Pl₁的上一個點1處從陰極1的表面被發(fā)出)的作用。

電弧的運動速率特別重要。

事實上，如果陰極斑點的速率太高，則等離子體Pl₂成功地離宏觀粒子(與等離子體流Pl₁一起發(fā)出)產(chǎn)生在點1處的位置太遠，因而無法將這些宏觀粒子推進(掃除)到朝向襯底2的路徑外面。

與之相反，如果陰極斑點的速率太低，在點1處產(chǎn)生的等離子體流Pl₁向襯底2推進在點2處與等離子體Pl₂一起產(chǎn)生的宏觀粒子。

申請人已經(jīng)確定，對于清洗宏觀粒子的等離子體理想的電弧(在源1上)的運動速率V_cs大于或等于源上的電弧的注入點P_i與電弧的結(jié)束點P_f之間的距離(R_act)與電弧的脈沖時間t之間的比(V_cs>＝R_act/t)。

以速率V_cs(表面速率)在源上移動的電弧進行等離子體的自清洗，因為在點P₂處蒸發(fā)的材料的電子、微觀粒子和離子使得在電弧之前經(jīng)過的點P₁處形成的宏觀粒子從朝向面向源1的待涂層的襯底2的路徑偏離。

有利地，與現(xiàn)有技術考慮的不同，由于缺少其減速清洗的等離子體向襯底的流動的過濾器，襯底2上的微觀粒子和離子的沉積發(fā)生(基本沒有宏觀粒子)并具有高生產(chǎn)率。

在源1上使用不同的材料的情況下，調(diào)整沉積的離子(特別是用于DLC涂層)的能量很重要。由于所述調(diào)整，可以控制步幅sp2與sp3之間的比例，因此得到寬范圍的涂層。離子的最大能量由陰極與陽極之間的電壓確定，并優(yōu)選在100與500伏特之間。

等離子體束(流)中離子的能量不盡相同。束在前部運載電子、然后是高能量離子，然后是在束的尾部的低能量離子；后者可能降低涂層的質(zhì)量。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，還可以過濾具有預定閾值以下能量的離子。對于該過濾操作，在靜電過濾器中設置特定的電流值；特別地，電流隨離子(其在靜電過濾器的影響下減弱)百分比的增加而增加。

最終，可以通過在靜電過濾器中設置電流值(其超過離子的電流)來完全地阻擋等離子體的離子成分并借助于等離子體電子進行清洗襯底。

在下文中參考圖1描述用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的過濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和電氣組件。

系統(tǒng)包括真空室3。源或陰極1和陽極4相對于彼此軸向排列；例如，陽極4有棱紋的陽極并位于陰極1與待涂層的襯底2之間；可選地，例如借助于電源模塊向待涂層的襯底2供應具有正電極(脈沖或DC)的靜電位(其還充當靜電陽極)。電弧放電陽極4不與靜電陽極對應并未與其電連接。例如，具有負電極的靜電位與室3連接。

陰極1的侵蝕區(qū)域9與待涂層的襯底3相對；所述襯底2例如可以安裝在旋轉(zhuǎn)或固定傳送帶上。系統(tǒng)包括放電電路，放電電路包括可調(diào)電感器7。

注入系統(tǒng)10點燃陰極1的表面上的電弧。放電在等離子體向襯底2快速移動的時間間隔t在陽極4與靜電陰極3之間發(fā)生。在連續(xù)放電之間的間隔中，靜電陽極和陰極用于創(chuàng)建適于延遲或偏離等離子體的宏觀粒子的場。

等離子體離子和微觀粒子在正常情況下沉積在襯底上，即靜電場對它們沒有任何影響。宏觀粒子比離子更緩慢地移動，并且特別地，首先較小且較快的粒子移動，然后是較慢且較重的粒子。

在脈沖放電期間，陰極斑點的速率借助于加速裝置調(diào)整，使得陰極1的侵蝕以自清洗的方式進行，即通過將在一點處產(chǎn)生的宏觀粒子推到襯底路徑外面，經(jīng)過在另一點產(chǎn)生的等離子體。特別地，侵蝕區(qū)域終止于陰極(位于襯底的視野外面)的表面。

然后，重復該過程。

優(yōu)選地，在陽極4的輸出處設置帶正電位的過濾電極5，用于機械過濾宏觀粒子。

靜電陽極4與比靜電陰極至少低40伏特的正電位連接。