[發明專利]絕緣體插裝型等離子體處理裝置

有效

• 申請號: 201080003171.X
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN102209799A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 椎名祐一
• 申請（專利權）人: 日本磁性技術株式會社
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;H05H1/48
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 崔成哲

技術領域

本發明涉及通過在真空氣氛下設定的電弧放電部進行真空電弧放電而從靶表面產生等離子體，去除混入到上述等離子體中的微滴，同時將上述等離子體經由等離子體輸送管輸送到等離子體處理部而對等離子體處理部內的被處理物進行成膜等等離子體處理的等離子體處理裝置。

背景技術

一般地，已知通過在等離子體中在固體材料的表面形成薄膜、或注入離子，來改善固體的表面特性。利用包含金屬離子、非金屬離子等的等離子體而形成的膜，對固體表面的耐磨性/抗腐蝕性進行強化，而用作保護膜、光學薄膜、透明導電性膜等。特別是，利用了碳等離子體的炭膜作為由金剛石構造和石墨構造的非晶態混合晶體構成的類金剛石碳膜(稱為DLC膜)，利用價值高。

作為產生包含金屬離子、非金屬離子等的等離子體的方法，有真空電弧等離子體法。真空電弧等離子體是通過在陰極與陽極之間發生的電弧放電而形成，從存在于陰極表面上的陰極點蒸發陰極材料并通過該陰極蒸發物質形成的等離子體。另外，在導入了反應性氣體作為氣氛氣體的情況下，反應性氣體也同時被離子化。既可以與上述反應性氣體一起導入惰性氣體(稱為稀有氣體)，也可以代替上述反應性氣體而導入上述惰性氣體?？梢允褂眠@樣的等離子體，向固體表面形成薄膜、注入離子而進行表面處理。

一般地，在真空電弧放電中，與從陰極點釋放出陰極材料離子、電子、陰極材料中性原子團(原子和分子)這樣的真空電弧等離子體結構粒子的同時，還釋放出亞微米以下至幾百微米(0.01～1000μm)的大小的被稱為微滴(droplet)的陰極材料微粒子。但是，在成膜等表面處理中成為問題的是產生微滴。如果該微滴附著到被處理物表面，則在被處理物表面形成的薄膜的均勻性受到影響，而成為薄膜的缺陷品。

作為解決微滴的問題的一個方法，有磁性過濾法。作為該磁性過濾法的一個例子，有將真空電弧等離子體通過彎曲的微滴捕捉孔道輸送到等離子體處理部的例子。根據該方法，所產生的微滴被附著捕獲(捕捉)到孔道內周壁，而在孔道出口得到幾乎不包含微滴的等離子體流。另外，還構成為：通過沿著孔道配置的磁鐵形成彎曲磁場，通過該彎曲磁場使等離子體流彎曲，將等離子體高效地引導到等離子體加工部。

在日本特開2002-8893號公報(專利文獻1)中公開了具有微滴捕捉部的等離子體加工裝置。圖15是以往的等離子體加工裝置的結構概略圖。在等離子體發生部102中，在陰極104與觸發電極106之間產生電火花，在陰極104與陽極108之間產生真空電弧而生成等離子體109。對等離子體發生部102，連接了用于產生電火花以及真空電弧放電的電源110，配設了使等離子體109穩定化的等離子體穩定化磁場發生器116a、116b。等離子體109從等離子體發生部102被引導到等離子體處理部112，等離子體處理部112中配置的被處理物114通過上述等離子體109被進行表面處理。另外，通過與等離子體處理部112連接的氣體導入系統Gt根據需要導入反應性氣體，通過氣體排放系統Gh排出反應氣體、等離子體流等。

從等離子體發生部102釋放的等離子體109通過磁場向不與等離子體發生部102面對的方向彎曲成T字形，流入到等離子體處理部112。在與等離子體發生部102面對的位置，配設了捕捉在產生等離子體109時從陰極副產的陰極材料微粒子(微滴)118的微滴捕捉部120。因此，未受到磁場的影響的微滴118向微滴捕捉部120行進而被捕捉，防止微滴118進入到等離子體處理部112內。作為具體的微滴捕捉單元，例如在日本特開2002-105628號公報(專利文獻2)中，公開了通過等離子體孔道內壁中設置的擋板，附著并捕捉未到達等離子體處理部的微滴。

【專利文獻1】日本特開2002-8893號公報

【專利文獻2】日本特開2002-105628號公報

發明內容

發明要解決的技術問題

在圖15所示的現有的等離子體處理裝置中，雖然不受上述磁場的影響的中性微滴118被捕捉到微滴捕捉部120，但有時由于與等離子體109的相互作用等而帶上了電荷的帶電微滴會通過磁場被引導到等離子體處理部112。進而，有時未被捕捉到微滴捕捉部120的粒徑小的微滴在壁面上反射，同時被引導到等離子體處理部112。如果像這樣微滴入射到等離子體處理部112，則由于微滴附著到被處理物表面，所以產生針對被處理物表面的薄膜形成、表面改質的均勻性損失，使被處理物的表面特性降低這樣的問題。