本发明专利技术的电弧等离子体成膜装置包括：成膜腔室，储存作为处理对象的基板；等离子体腔室，储存靶的至少一部分，且与成膜腔室连结；以及多个中空线圈，在靶与成膜腔室之间具有至少一处弯曲部以产生连续的磁力线，被包含非磁性金属的外皮覆盖，且配置于等离子体腔室内；利用电弧放电而在等离子体腔室内生成的含有源自靶材料的离子的等离子体是通过中空线圈的内侧而从靶被输送到基板。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电弧等离子体成膜装置
本专利技术涉及一种电弧等离子体(arc-plasma)成膜装置，使用电弧等离子体进行成膜处理。
技术介绍
薄膜形成等中使用有电弧等离子体成膜装置，所述装置使用电弧等离子体。电弧等离子体成膜装置是利用电弧放电来形成含有靶(target)中所含的材料元素的离子(ion)的电弧等离子体，且将以所述材料元素为主成分的薄膜形成于作为处理对象的基板上。电弧等离子体成膜装置中，通过对由多个线圈(coil)形成的磁场进行控制，所述线圈配置于具有弯曲部的弯曲腔室(chamber)的外侧，从而将弯曲腔室作为等离子体输送部而将形成于靶上的电弧等离子体诱导到基板的表面。另外，为了防止从靶射出并飞散的电中性的微滴(droplet)(粗大粒子)附着于基板上，而使用弯曲腔室。由此，抑制从靶表面呈直线射出的微滴入射到基板的成膜面。线圈因为配置于弯曲腔室的外侧，所以为大型。因此，为了获得规定的磁场，线圈需要更多的电流，或者需要增加线圈的匝数等。例如，如果使用中空线圈作为磁场产生机构，配置于弯曲部的中空线圈在构造上无法避免大型化。此外，如果仅将等离子体输送部配置于真空室内，且在等离子体输送部的外侧的大气压侧设置中空线圈，则中空线圈会大型化，且中空线圈的设置位置的自由度受限。如果中空线圈的设置位置无自由度，则弯曲轨迹或曲率的控制范围会极其狭窄，而难以有效率地进行等离子体输送。尤其是配置于弯曲部的中空线圈需要以卷绕于弯曲腔室的角部的方式进行制作，在构造上导致成为手动卷绕作业。因此，难以担保施工及形状的均质性，无法避免线圈性能即产生磁场的强度及强度分布在每一机台产生偏差，而难以确保产品制造的可靠性。因此，提出有如下方法：将等离子体输送路径与磁场产生部一并设置于真空室内部(例如，参照专利文献1、专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2012-12641号公报专利文献2：美国专利第6548817号说明书
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]然而，专利文献1所记载的专利技术中，为了对线圈通入冷却水而设定有双重配管，但仅利用所述构造，线圈的冷却效率低。因此，难以增加电流量以使磁场强度增大。所以，无法有效率地进行等离子体输送。为了使冷却效率提高，需要增大冷却路径，但线圈的截面积会增大而使装置整体变大。结果为，无法确保中空线圈的设置位置的自由度，而难以有效率地进行等离子体输送。尤其是难以调整弯曲部的磁通量，而难以有效率地进行等离子体的输送，担心成膜速度下降或助长颗粒(particle)的产生。而且，专利文献1所记载的专利技术中，虽磁场产生部配置于真空室内，但中空线圈配置于大气压侧。原因在于，如果将中空线圈配置于真空室内，会对中空线圈直接照射等离子体，而频繁发生中空线圈的劣化或破损。另外，专利文献2所记载的专利技术中，使用螺绕环(torus)型的线圈，但担心为了进行等离子体输送而使用的中空线圈因供电部等的放电或发热而导致线圈内部损伤。其原因在于以下。即，由线圈产生的磁场的强度基本上由电流值×匝数而决定。就螺绕环型而言，难以在一定范围(输送方向上的某范围)确保多的匝数，因此，为了获得规定的磁场强度，需要增大电流值。所以，担心因大电流而使线圈供电部异常放电或发热。鉴于所述问题点，本专利技术的目的在于提供一种电弧等离子体成膜装置，可抑制微滴入射到基板的成膜面，且可有效率地进行等离子体输送。[解决问题的技术手段]根据本专利技术的一实施方式，提供一种电弧等离子体成膜装置，包括：(一)成膜腔室，储存作为处理对象的基板；(二)等离子体腔室，储存靶的至少一部分，且与成膜腔室连结；(三)多个中空线圈，在靶与成膜腔室之间具有至少一处弯曲部以产生连续的磁力线，被包含非磁性金属的外皮覆盖，且配置于等离子体腔室内；以及(四)等离子体电位修正管，配置于中空线圈的内侧；利用电弧放电而在等离子体腔室内生成的含有源自靶材料的离子的等离子体是通过多个中空线圈的内侧而从靶被输送到基板。[专利技术的效果]根据本专利技术，可提供如下的电弧等离子体成膜装置：可抑制微滴入射到基板的成膜面，且可有效率地进行等离子体输送。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式的电弧等离子体成膜装置的构成的示意图。图2是表示本专利技术的第一实施方式的电弧等离子体成膜装置的等离子体腔室的构成的示意性剖面图。图3是用于对等离子体的输送进行说明的示意图。图4是用于对由本专利技术的第一实施方式的电弧等离子体成膜装置的中空线圈形成的磁场进行说明的示意图。图5是表示本专利技术的第一实施方式的电弧等离子体成膜装置的中空线圈的构成的示意图。图6是表示本专利技术的第一实施方式的电弧等离子体成膜装置的中空线圈的另一构成的示意图。图7是表示本专利技术的第一实施方式的电弧等离子体成膜装置中的中空线圈的配置的调整方向的示意图。图8是表示本专利技术的第一实施方式的电弧等离子体成膜装置中的等离子体的输送路径的例的示意图。图9(a)及图9(b)是表示本专利技术的第一实施方式的电弧等离子体成膜装置中的中空线圈的配置与等离子体的二维弯曲输送路径的关系的示意图，图9(a)是侧视图，图9(b)是俯视图。图10(a)及图10(b)是表示本专利技术的第一实施方式的电弧等离子体成膜装置中的中空线圈的另一配置与等离子体的三维弯曲输送路径的关系的示意图，图10(a)是侧视图，图10(b)是俯视图。图11是表示本专利技术的第一实施方式的电弧等离子体成膜装置的中空线圈的构造的示意性剖面图。图12是表示本专利技术的第二实施方式的电弧等离子体成膜装置的构成的示意图。[符号的说明]1：电弧等离子体成膜装置10：成膜腔室11：工件承接器12：工件保持器15：导入腔室20：等离子体腔室21：靶室22：放电室30：等离子体电位修正管40：中空线圈41：环状部分42：柄部分50：缩径板60：扫描线圈100：基板112、113：闸阀200：等离子体201：固定部202：可动部210：取出窗401：第一中空线圈402：第二中空线圈403：第三中空线圈404：第四中空线圈405：第五中空线圈410：外皮411：线圈线412：水冷管413：水冷板414：线圈部415：树脂421：热电对600：靶601：靶材602：靶容器e：电子i：离子H：磁场I：电流φ：磁通线x、y、z、α：方向具体实施方式参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。在以下的附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的符号。其中，应注意附图为示意性。另外，以下所示的实施方式是例示用于使本专利技术的技术思想具体化的装置或方法，本专利技术的实施方式并不将构成零件的构造、配置等指定为下述内容。本专利技术的实施方式可在权利要求书的范围内加以各种变更。(第一实施方式)本专利技术的第一实施方式的图1所示的电弧等离子体成膜装置1为如下成膜装置：利用将靶600作为阴极(cathode)时所产生的电弧放电，而生成含有靶600中所含的材料元素的离子的等离子体200。根据电弧等离子体成膜装置1，将以靶600的材料元素为主成分的薄膜形成于作为处理对象的基板100上。如图1所示，电弧等离子体成膜装置1包括：成膜腔室10，储存作为处理对象的基板100；等离子体腔室20，储存靶600的至少一部分，且与成膜腔室10连结；以及第一中空线圈401～第五中空线圈405，在靶600与成膜腔室10之间具有至本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电弧等离子体成膜装置，其特征在于包括：成膜腔室，储存作为处理对象的基板；等离子体腔室，储存靶的至少一部分，且与所述成膜腔室连结；以及多个中空线圈，在所述靶与所述成膜腔室之间具有至少一处弯曲部以产生连续的磁力线，被包含非磁性金属的外皮覆盖，且配置于所述等离子体腔室内；利用电弧放电而在所述等离子体腔室内生成的含有源自所述靶材料的离子的等离子体是通过所述多个中空线圈的内侧而从所述靶被输送到所述基板。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.08 JP 2013-0564201.一种电弧等离子体成膜装置，其特征在于包括：成膜腔室，储存作为处理对象的基板；等离子体腔室，储存靶的至少一部分，且与所述成膜腔室连结；以及多个中空线圈，在所述靶与所述成膜腔室之间具有至少一处弯曲部以产生连续的磁力线，被包含非磁性金属的外皮覆盖，且配置于所述等离子体腔室内，所述等离子体腔室内的所述中空线圈可彼此独立地调整配置；利用电弧放电而在所述等离子体腔室内生成的含有源自所述靶材料的离子的等离子体是通过所述多个中空线圈的内侧而从所述靶被输送到所述基板。2.根据权利要求1所述的电弧等离子体成膜装置，其特征在于，在所述中空线圈的内部，配置有：线圈部，被供给电流；水冷管，流通冷却水；以及水冷板，由所述水冷管冷却；且所述中空线圈的内部由具有导热性的树脂填充。3.根据权利要求1所述的电弧等离子体成膜装置，其特征在于，所述中空线圈的所述外皮的材料为不锈钢合金、铝合金及铜合金中的任一种。4.根据权利要求1所述的电弧等离子体成膜装置，其特征在于，还包括等离子体电位修正电极，所述等离子体电位修正电极配置于所述中空线圈之间的空间的周围，所述等离子体是通过所述等离子体电位修正电极的内侧而从所述靶被输送到所述基板。5.根据权利要求4所述的电弧等...
【专利技术属性】
技术研发人员：铃木正康，森元阳介，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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