專利名稱：成膜裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種成膜裝置。
背景技術：
作為在被處理物的表面將成膜材料成膜的方法，例如有離子鍍法。該離子鍍法中，通過在真空容器內對成膜材料照射等離子體束來使成膜材料離子化并擴散，在被處理物的表面附著已離子化的成膜材料來成膜。例如專利文獻I中公開有使用這種離子鍍法的等離子體處理裝置。
專利文獻1:日本特開平8-232060號公報
專利文獻I中記載的等離子體處理裝置具有輔助爐床的電位不同于主爐床的電位及真空裝置的電位的結構。這種等離子體處理裝置中，在成膜處理中，由于導電性附著物在輔助爐床與真空容器之間掉落而與輔助爐床和真空容器接觸，有可能輔助爐床與真空容器電性短路且輔助爐床的電位變化。如此，若在成膜處理中輔助爐床的電位發生變化，則有可能輔助爐床的放電狀態發生變化導致成膜條件發生變化。因此，希望更進一步提高成膜處理的穩定性。發明內容
因此，本發明是為了解決這種問題點而完成的，其目的在于提供一種具有能夠提高成膜處理的穩定性的結構的成膜裝置。
為了解決上述課題，本發明所涉及的成膜裝置為通過等離子體束加熱成膜材料，使從成膜材料氣化后的粒子附著在被成膜物上來成膜的成膜裝置，其具備:真空容器，形成真空環境；主陽極，配置于真空容器內，保持成膜材料，并且進行等離子體束的引導；及輔助陽極，以包圍主陽極的方式配置，且輔助由主陽極進行的等離子體束的引導，所述成膜裝置中，輔助陽極與真空容器電性短路。
在該成膜裝置中，輔助陽極與真空容器電性短路。因此，即使在成膜處理中產生導電性附著物的掉落，也能夠防止輔助陽極的電位的變化。其結果，能夠防止成膜條件的變化，且能夠提高成膜處理的穩定性。
輔助陽極可具有用于輔助等離子體束的引導的電磁鐵及容納電磁鐵的導電性容器，容器可與真空容器電性短路。在這種情況下，通過使輔助陽極的容器與真空容器電性短路，在通過電磁鐵輔助 等離子體束的引導的輔助陽極中，能夠防止在成膜處理中的輔助陽極的電位的變化。其結果，能夠防止成膜條件的變化，也能夠提高成膜處理的穩定性。
可進一步具備支承輔助陽極的導電性支承部件，輔助陽極也可以經支承部件與真空容器電性短路。此時，能夠通過僅將輔助陽極直接固定于支承部件的簡單的結構使輔助陽極與真空容器電性短路。
主陽極可具有主爐床。并且，主爐床可由導電性材料構成，并且具有向朝向被成膜物的方向延伸的圓筒狀的外側壁及設置于所述外側壁的遠離所述被成膜物的一側的端部且向圓筒的徑向伸出的板狀部件。并且，可進一步具備設置于板狀部件與支承部件之間的絕緣部件。此時，由于主陽極與輔助陽極(及支承輔助陽極的支承部件)通過絕緣部件絕緣，因此即使輔助陽極(及支承輔助陽極的支承部件)與真空容器電性短路，也能夠防止對主陽極的影響，并能夠防止成膜條件發生變化。
支承部件可具有開口部，該開口部由以包圍主陽極的外側壁的方式設置的絕緣體構成。此時，即使導電性附著物在主陽極與支承部件之間掉落，主陽極與支承部件通過由絕緣體構成的開口部絕緣，因此能夠防止對主陽極的影響，并能夠防止成膜條件發生變化。
主陽極可具有主爐床。并且，主爐床可由導電性材料構成，并且具有向朝向被成膜物的方向延伸的圓筒狀的外側壁及設置于所述外側壁的遠離所述被成膜物的一側的端部且向圓筒的徑向伸出的板狀部件。并且，在板狀部件與支承部件之間可設置有間隙。此時，由于主陽極與輔助陽極(及支承輔助陽極的支承部件)通過在它們之間設置間隙而被絕緣，因此即使輔助陽極(及支承輔助陽極的支承部件)與真空容器電性短路，也能夠防止對主陽極的影響，并能夠防止成膜條件發生變化。
在支承部件與主陽極的外側壁之間可設置有間隙。此時，由于主陽極的外側壁與輔助陽極(及支承輔助陽極的支承部件)通過在它們之間設置間隙而被絕緣，因此即使輔助陽極(及支承輔助陽極的支承部件)與真空容器電性短路，也能夠防止對主陽極的影響，并能夠防止成膜條件發生變化。
可進一步具備設置于輔助陽極上的罩，罩可在主陽極上具有開口，并從輔助陽極延伸至真空容器的側壁。此時，能夠防止導電性附著物等侵入輔助陽極與真空容器之間，并能夠簡化維護操作。并且，能夠防止等離子體束侵入輔助陽極與真空容器之間，并能夠抑制異常放電等。
罩可具有導電性，并與輔助陽極電性短路。此時，能夠通過僅將罩載置于輔助陽極上的簡單的結構防止導電性附著物及等離子體束侵入輔助陽極與真空容器之間。
發明效果
根據本發明，能夠提高成膜處理的穩定性。
圖1是表示本實施方式所涉及的成膜裝置的結構的概要截面圖。
圖2是用于說明圖1的成膜裝置的電性連接關系的圖。
圖3是表示圖1 的成膜裝置的變形例的結構的概要截面圖。
圖中:1_成膜裝置，3-主陽極，4-輔助陽極，4a_容器，4b_線圈(電磁鐵)，5-支承部件，10-真空容器，IOd-側壁，11-基板(被成膜物)，13-罩，Ma-成膜材料，Mb-成膜材料粒子，P-等離子體束。
具體實施方式
以下，參考附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。另外，在以下說明中對相同要件附加相同符號，并省略重復說明。
圖1是表示基于本實施方式所涉及的成膜裝置的結構的概要截面圖。本實施方式的成膜裝置I為用于所謂離子鍍法的離子鍍裝置。另外，為了便于說明，在圖面上還示出XYZ正交坐標系。
如圖1所示，成膜裝置I具備等離子體源2、主陽極3、輔助陽極4、支承部件5、傳送機構7及真空容器10。
真空容器10為通過未圖示的真空泵形成真空環境的容器，通過導電性材料(例如銅、不銹鋼等)構成。真空容器10具有:傳送室10a，用于傳送成膜對象即作為被處理物的基板11 (被成膜物)；成膜室10b，使成膜材料Ma擴散；及等離子體口 10c，其將從等離子體源2照射的等離子體束P收容于真空容器10內。。傳送室10a、成膜室IOb及等離子體口 IOc相互連通。傳送室IOa向預定傳送方向(圖中的箭頭A)延伸且配置于成膜室IOb上。在本實施方式中傳送方向A沿X軸設定。
等離子體源2為壓力梯度型等離子體源，并且其主體部分設置于成膜室IOb的側壁(等離子體口 10c)。在等離子體源2中生成的等離子體束P從等離子體口 IOc向成膜室IOb內射出。等離子體束P的射出方向通過設置于等離子體口 IOc的未圖示的轉向線圈控制。
主陽極3為用于保持成膜材料Ma，并且進行等離子體束P的引導的部分。主陽極3設置于成膜室IOb內，并且從傳送機構7觀察時配置于Z軸方向的負方向。主陽極3具有主爐床31。主爐床31為由導電性材料(例如銅、不銹鋼等)構成的圓筒狀部件，在該主爐床31的中央部形成有用于填充成膜材料Ma的開口。而且成膜材料Ma的前端部分從該開口露出。主爐床31向主爐床31本身或成膜材料Ma引導從等離子體源2射出的等離子體束P。另外，在主爐床31上設置有向朝向基板11的方向(Z方向)延伸的圓筒狀外側壁31a，及設置于外側壁31a的端部(遠離基板11側的端部)的板狀部件31b。板狀部件31b呈比外側壁31a更向徑向(外側壁31的圓筒形狀的徑向)伸出的形狀。板狀部件31b由導電性材料(例如銅、不銹鋼等)構成。板狀部件31b與后述的支承部件5的底板5a之間設置有絕緣部件5c。主爐床31的板狀部件31b的上表面經絕緣部件5c連接于支承部件5的底板5a的下表面，且主爐床31與底板5a電性絕緣。主爐床31 (主陽極3)與底板5a (輔助陽極4)通過絕緣部件5c絕緣，因此即使底板5a (輔助陽極4)與真空容器10電性短路，也能夠防止對主爐床31 (主 陽極3)的影響，并能夠防止成膜條件發生變化。
輔助陽極4為用于輔助由主陽極3進行的等離子體束P的引導的部分。輔助陽極4配置于保持成膜材料Ma的主爐床31的周圍，且具有環狀容器4a、容納于容器4a內的線圈4b (電磁鐵)及永久磁鐵4c。容器4a由導電性材料(例如銅、不銹鋼等)構成。線圈4b及永久磁鐵4c根據流向線圈4b的電流量控制射入主爐床31的等離子體束P的方向或射入成膜材料Ma的等離子體束P的方向。
支承部件5為支承主陽極3及輔助陽極4的部件。支承部件5具有底板5a、支柱5b及絕緣部件5c。底板5a為在其上表面固定輔助陽極4的導電性板狀部件。底板5a具有以包圍主陽極3的外側壁31a的方式而設置的開口部5d，且開口部5d由絕緣體構成。即使導電性附著物掉落在主陽極3的外側壁31a與底板5a之間，也由于通過由絕緣體構成的開口部5d使外側壁31a與底板5a絕緣，因此能夠防止對主陽極3的影響，并能夠防止成膜條件發生變化。支柱5b為支承底板5a的導電性部件，設置于成膜室IOb的底面。底板5a及支柱5b例如由不銹鋼等構成。絕緣部件5c為支承主爐床31的絕緣性部件，設置于底板5a與主爐床31之間。絕緣部件5c例如設置于底板5a的下表面，并連接于設置在主爐床31的底部的板狀部件31b的上表面。
傳送機構7由設置于傳送室IOa內的多個傳送棍71構成。傳送機構7在與成膜材料Ma對置的狀態下向傳送方向A傳送保持基板11的托盤72。傳送棍71沿傳送方向A以等間隔排列，能夠在支承托盤72的同時向傳送方向A傳送托盤72。另外，基板11例如為玻璃基板、塑料基板及半導體基板等板狀部件。
作為成膜材料Ma，例示了 ITO及ZnO等透明導電材料、SiON等絕緣密封材料。當成膜材料Ma由絕緣性物質構成時，若對主爐床31照射等離子體束P，則主爐床31被來自等離子體束P的電流加熱，成膜材料Ma的前端部分蒸發(氣化)，被等離子體束P離子化后的成膜材料粒子Mb向成膜室IOb內擴散。并且，當成膜材料Ma由導電性物質構成時，若向主爐床31照射等離子體束P，則等離子體束P直接射入成膜材料Ma，成膜材料Ma的前端部分被加熱而蒸發，被等離子體束P離子化后的成膜材料粒子Mb向成膜室IOb內擴散。向成膜室IOb內擴散的成膜材料粒子Mb向成膜室IOb的上方(Z軸正方向)移動，在傳送室IOa內附著于基板11的表面。
另外，成膜材料Ma成形為預定長度的圓柱狀固體，且多個成膜材料Ma—次性設置于主陽極3上。而且，根據成膜材料Ma的消耗通過頂推裝置6從主陽極3的下方依次擠出成膜材料Ma，以便最上部的成膜材料Ma的前端部分與主爐床31上端之間保持預定位置關系。
圖2是用于說明成膜裝置I的電性連接關系的圖。如圖2所示，真空容器10連接于接地電位GND。輔助陽極4的容器4a經底板5a及支柱5b與真空容器10電性短路。為此，輔助陽極4的容器4a的電位與真空容器10的電位相同，為接地電位GND。等離子體源2與主爐床31之間連接有電源PS，主爐床31與底板5a之間設置有絕緣部件5c。并且，主爐床31經電阻器R連接于真空容器10。因此，主爐床31相對真空容器10保持為正電位。
這樣構成的成膜裝置I中，輔助陽極4的容器4a與真空容器10電性短路。即，輔助陽極4的電位變成接地電位GND (OV)0因此，成膜處理中即使因導電性附著物的掉落導致輔助陽極4的容器4a與真空容器10電性連接，由于容器4a與真空容器10從最初就電性短路，因此不會產生輔助陽極4的容器4a的電位變化。因此，能夠抑制放電狀態的變化，并能夠防止成膜條件的變化。其結果，能夠抑制成膜于基板11的膜質的變化，并能夠提高成膜處理的穩定性。
以往的成膜裝置中，輔助陽極相對主`陽極及真空容器電性絕緣，因此結構復雜。另一方面，在成膜裝置I中，能夠設成僅將輔助陽極4直接固定于底板5a的簡單的結構。
圖3是表示成膜裝置I的變形例的結構的概要截面圖。如圖3所示，成膜裝置I相對于圖1的結構進一步具備粒子捕獲板12及罩13。在此，進行粒子捕獲板12及罩13的說明，關于其他構成要件，與上述實施方式相同，因此省略其說明。
粒子捕獲板12為捕獲并保持成膜材料粒子Mb的部件。粒子捕獲板12沿側壁IOd的內表面配置。粒子捕獲板12的表面設置有多個凹部和多個凸部，有效地捕獲成膜材料粒子Mb。粒子捕獲板12具有導電性，例如由銅構成。粒子捕獲板12的厚度例如為4_左右。粒子捕獲板12通過螺栓等導電性固定部件固定于真空容器10的側壁10d。因此，粒子捕獲板12與真空容器10電性短路，粒子捕獲板12的電位為接地電位GND。
罩13為從輔助陽極4及輔助陽極4的外周邊覆蓋至真空容器10的側壁IOd的內表面的板狀部件。罩13設置于輔助陽極4上方。罩13在主陽極3上具有開口，其外緣沿著真空容器10的側壁IOd的內表面。罩13具有導電性，例如由不銹鋼構成。罩13的厚度例如為3mm左右。罩13通過載置于輔助陽極4上來安裝。因此，與輔助陽極4的容器4a電性短路，罩13的電位為接地電位GND。另外，當粒子捕獲板12延伸至比輔助陽極4的上表面更靠下方時，罩13的外緣呈沿著粒子捕獲板12的形狀。
在該變形例中，以從輔助陽極4及輔助陽極4的外周邊覆蓋至真空容器10的側壁IOd的內表面的方式設置有罩13。因此，能夠防止導電性附著物等侵入輔助陽極4與真空容器10之間，并能夠簡化維護操作。另外，能夠防止等離子體束P侵入輔助陽極4與真空容器10之間，并能夠抑制異常放電等。
另外，由于輔助陽極4與真空容器10電性短路，因此能夠設成僅將與真空容器10電性短路的罩13載置于輔助陽極4上的簡單的結構。并且，當進一步設置粒子捕獲板12時，能夠一體地覆蓋輔助陽極4與真空容器10的側壁IOd的內表面。因此，能夠更可靠地防止導電性附著物等侵入輔助陽極4與真空容器10之間，并能夠更加簡化維護操作。另外，能夠更可靠地防止等離子體束P侵入輔助陽極4與真空容器10之間，并能夠進一步抑制異常放電等。
另外，本發明所涉及的成膜裝置不限定于本實施方式所記載的成膜裝置。可在板狀部件31b與支承部件5的底板5a之間不設置絕緣部件5c，而設置間隙。由于主陽極3(的板狀部件31b)與輔助陽極4 (及支承輔助陽極4的支承部件5)通過在它們之間設置間隙而被絕緣，因此即使輔助陽極4 (及支承輔助陽極4的支承部件5)與真空容器10電性短路，也能夠防止對主陽極3的影響，并能夠防止成膜條件發生變化。另外，可在底板5a上不設置由絕緣體構成的開口部5d，而在底板5a與主陽極3的外側壁31a之間設置間隙。由于主陽極3的外側壁31a與輔助陽極4 (及支承輔助陽極4的支承部件5)因在它們之間設置間隙而被絕緣，因此即使輔助陽極4 (及支承輔助陽極4的支承部件5)與真空容器10電性短路，也能夠防止對主陽極3的影響，并能夠防止成膜條件發生變化。
權利要求
1.一種成膜裝置，其通過等離子體束加熱成膜材料，使從所述成膜材料氣化后的粒子附著在被成膜物上來成膜，其特征在于，所述成膜裝置具備: 真空容器，形成真空環境； 主陽極，配置于所述真空容器內，保持所述成膜材料，并且進行所述等離子體束的引導；及 輔助陽極，以包圍所述主陽極的方式配置，且輔助由所述主陽極進行的所述等離子體束的引導，所述輔助陽極與所述真空容器電性短路。
2.如權利要求1所述的成膜裝置，其特征在于，所述輔助陽極具有: 電磁鐵，用于輔助所述等 離子體束的引導 '及 導電性容器，容納所述電磁鐵，所述容器與所述真空容器電性短路。
3.如權利要求1或2所述的成膜裝置，其特征在于，所述成膜裝置還具備導電性的支承部件，且該導電性的支承部件支承所述輔助陽極，所述輔助陽極經所述支承部件與所述真空容器電性短路。
4.如權利要求3所述的成膜裝置，其特征在于，所述主陽極具有主爐床，所述主爐床由導電性材料構成，并且具有:圓筒狀的外側壁，向朝向所述被成膜物的方向延伸；及板狀部件，設置于所述外側壁的遠離所述被成膜物的一側的端部，并且向圓筒的徑向伸出，該成膜裝置還具備設置于所述板狀部件與所述支承部件之間的絕緣部件。
5.如權利要求4所述的成膜裝置，其特征在于，所述支承部件具有開口部，該開口部由以包圍所述主陽極的所述外側壁的方式設置的絕緣體構成。
6.如權利要求3所述的成膜裝置，其特征在于，所述主陽極具有主爐床，所述主爐床由導電性材料構成，并且具有:圓筒狀的外側壁，向朝向所述被成膜物的方向延伸；及板狀部件，設置于所述外側壁的遠離所述被成膜物的一側的端部，并且向圓筒的徑向伸出，所述板狀部件與所述支承部件之間設置有間隙。
7.如權利要求6所述的成膜裝置，其特征在于，在所述支承部件與所述主陽極的所述外側壁之間設置有間隙。
8.如權利要求1或2中所述的成膜裝置，其特征在于，所述成膜裝置還具備設置于所述輔助陽極上的罩，所述罩在所述主陽極上具有開口，并且從所述輔助陽極延伸至所述真空容器的側壁。
9.如權利要求8所述的成膜裝置，其特征在于，所述罩具有導電性，所述罩與所述輔助陽極電性短路。
全文摘要
本發明提供一種成膜裝置，其提高成膜處理的穩定性。本發明的成膜裝置(1)通過等離子體束(P)加熱成膜材料(Ma)，使從成膜材料(Ma)氣化后的成膜材料粒子(Mb)附著在基板(11)上來成膜，其具備真空容器(10)，形成真空環境；主陽極(3)，配置于真空容器(10)內，保持成膜材料，并且進行等離子體束(P)的引導；輔助陽極(4)，以包圍主陽極(3)的方式配置，且輔助由主陽極(3)進行的等離子體束(P)的引導，所述成膜裝置中,輔助陽極(4)與真空容器(10)電性短路。由此，即使在成膜處理中產生導電性附著物的掉落等，也能夠防止輔助陽極的電位的變化。其結果，能夠防止成膜條件的變化，并能夠提高成膜處理的穩定性。
文檔編號C23C14/32GK103205718SQ201210552799
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年1月17日
發明者筑后了治 申請人:住友重機械工業株式會社