[发明专利]等离子体成膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体成膜装置、特别是用形成片状的等离子体进行成膜的片状等离子体成膜装置。

背景技术

片状等离子体成膜装置，是利用夹着圆柱状的等离子体束使同极之间相对地配置的永磁体相互排斥的磁场，使圆柱状等离子体变形为片状，以该变形的片状的等离子体(以下称为片状等离子体)作为离子源实施溅射进行成膜的装置。

作为这样的片状等离子体装置，已经公开了具备生成片状等离子体的片状等离子体变形室、以及与该等离子体变形室连接的表面处理室，使片状等离子体变形室与表面处理室相互电气绝缘而且形成互不相同的电位的结构的等离子体成膜装置(例如专利文献1)。

图5是专利文献1公开的已有的等离子体成膜装置的结构的示意性剖面图。

如图5所示，这种已有的片状等离子体成膜装置具有作为压力梯度型等离子体源动作的阴极部51、将圆柱状等离子体成型为片状的片状等离子体成型室52、进行溅射的表面处理室(溅射室)53、配置于溅射室53内侧，接受片状等离子体用的阳极部56、配置于片状等离子体成型室52外侧的一对永磁体54a、54b、以及配置于溅射室53的外侧的一对线圈55。在该装置中，形成在阴极部51发生的圆柱状等离子体在片状等离子体成型室52借助于永磁体54a、54b形成的磁场变形为片状等离子体，变形的片状等离子体由线圈55的磁场引向溅射室53内(正确地说是阳极部56)的结构。

而且专利文献1公开的片状等离子体成膜装置具有使片状等离子体变形室52与溅射室53相互电气绝缘，形成互不相同的电位的结构。因此电流不可避免地流入片状等离子体成型室52的情况不会发生，所以不会发生电力损失。而且由于不发生电力损失，因此能够在被引入溅射室53的片状等离子体的密度不下降的情况下成膜。

专利文献1：日本特许第2952639号公报

发明内容

但是，专利文献1公开的片状等离子体成膜装置中，用玻璃等绝缘材料形成片状等离子体成型室52的情况下，由于永磁体54b的磁场的作用，成型的片状等离子体的一部分被吸引向片状等离子体成型室52的内壁方向展开(该部分被称为角71)，存在等离子体密度减小，溅射效率变差的问题。而且如果角71附近的等离子体冲击片状等离子体成型室52的内壁，则会有等离子体具有的能量的热影响损伤片状等离子体成型室52的问题。

本发明是为解决上述存在问题而作出的，其目的在于，提供通过使等离子体不发生角，使等离子体密度不减小的，溅射效率良好的等离子体成膜装置。而且本发明的目的在于，提供能够通过使片状等离子体不发生角实现安全运行的等离子体成膜装置。

为了解决上述存在问题，本发明的等离子体成膜装置，具备：能够利用放电形成相对于等离子体的输送方向的中心大致等密度分布的等离子体源，向所述输送方向放出所述等离子体的等离子体枪、具有在所述输送方向上延伸的输送空间的片状等离子体变形室、使同极之间相对，夹着所述被放出的等离子体源的输送中心配置的磁场发生手段对、以及具有与所述输送空间连通的成膜空间的成膜室；具有在所述输送方向上在所述磁场发生手段上游侧贯通所述输送中心地设置的成型电磁线圈，所述磁场发生手段对以及所述成型电磁线圈在通过所述输送中心的所述成型电磁线圈和所述磁场发生手段对的部分及其近旁，发生在所述输送方向上磁通密度大致一定的磁场。

这样能够避免在片状等离子体上发生角，因此成型的片状等离子体的等离子体密度能够维持高水平，溅射效率高，而且由于不会在片状等离子体上发生角，片状等离子体变形室的内壁不会受到过剩的等离子体的冲击，所以能够抑制对片状等离子体的损伤，能够使等离子体成膜装置安全运行。

最好是所述磁场发生手段对和所述成型电磁线圈靠近配置。

最好是所述磁场发生手段对和所述成型电磁线圈在通过所述输送中心的所述成型电磁线圈和所述磁场发生手段对的部分及其近旁发生所述输送方向上的磁通密度为100～600G的磁场。

如果采用本发明的等离子体成膜装置，则能够将片状等离子体密度维持于高水平，因此溅射效率高而且能够减少片状等离子体变形室受到的损伤，使等离子体成膜装置安全运行。

附图说明

图1是本发明实施形态1的等离子体成膜装置的结构的示意性剖面图。

图2是图1所示的等离子体成膜装置的III-III线剖面图。

图3是测定图1所示的等离子体成膜装置的磁通密度得到的曲线。

图4是说明片状等离子体的形成法的大概情况的示意图。

图5是已有的等离子体成膜装置的结构的示意性剖面图。

符号说明

1   等离子枪