CN101925247B - 膜沉积装置和膜沉积方法 - Google Patents

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Abstract

一种膜沉积装置和膜沉积方法，其中该膜沉积装置包括：等离子体生成部，被配置为在阴极靶与阳极之间生成等离子体；膜沉积室，其中放置有基材；以及磁场过滤部，被配置为通过磁场从等离子体移除粒子，并将等离子体转移到膜沉积室。磁场过滤部包括：第一外壳区，被施加有第一电压；以及第二外壳区，沿等离子体的移动方向被设置在第一外壳区的下游，所述第二外壳区被施加有第二电压。本发明的膜沉积装置可在衬底上形成包含减少的粒子数量的高质量和高密度的碳膜。

Description

膜沉积装置和膜沉积方法
相关申请交叉引用
本申请基于申请日为2009年6月10日的日本专利申请No.2009-139071以及申请日为2009年10月28日的日本专利申请No.2009-247482并要求上述申请的优先权，在此通过参考将上述申请的全部内容合并于本申请中。
技术领域
这里讨论的实施例涉及一种膜沉积装置以及膜沉积方法。
背景技术
磁记录装置(硬盘驱动器)例如用于诸如计算机以及硬盘录像机等信息装置中。
磁记录装置通过磁化高速旋转的磁盘(例如盘形磁记录介质的记录层，其具有诸如写入头等记录元件)来记录数据。记录在磁记录介质上的数据通过诸如读头等再现元件读出，并在转化为电信号后输出。
磁记录介质的保护膜例如可由氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)或氧化铝(Al2O3)组成。主要包含碳的碳保护膜可通过溅射或化学气相沉积(CVD)形成。
通过CVD形成的碳保护膜的厚度可约为4nm。可通过使用电弧作为等离子体源的过滤阴极电弧(FCA)方法形成碳保护膜。
例如，在日本特开专利公布号2005-216575、日本特开专利公布号2002-8893、日本特开专利公布号2005-158092、日本特开专利公布号2003-160858、日本专利号3860954、以及非专利文献的Takikawa等人的“表面与涂覆技术”，第163-164页，368卷，2003年(Takikawa et al.Surfaceand Coatings Technology，pp.163-164，368(2003))中公开了现有技术。
由于FCA方法利用放电点火温度为10000℃或更高的电弧放电，因此具有高耐热性的碳可轻易熔化或升华。可仅使用碳作为材料来执行膜沉积。
由于通过FCA方法形成的碳保护膜具有高比例的sp3键合组分(bondingcomponent)，因此其密度和硬度可高于通过CVD形成的碳保护膜的密度和硬度。通过FCA方法形成的具有2nm厚度的碳保护膜的耐用性可高于或等于通过CVD形成的具有4nm厚度的碳保护膜的耐用性。采用FCA方法执行膜沉积的装置称为FCA膜沉积装置。
由于FCA方法中通过电弧放电生成等离子体，因此在碳保护膜形成期间可产生碳粒子。碳粒子可以是具有例如约0.01微米到几百微米直径的微粒。在保护膜形成期间，如果粒子附着到磁记录介质的表面上，磁头可能接触到碳粒子，由此会损坏磁头。此外，碳粒子从磁记录介质中的分离可能会生成磁记录介质上的空洞(hollow)，因此而降低磁记录介质和磁记录装置的耐用性和抗腐蚀性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种膜沉积装置和膜沉积方法，其形成包含减少的粒子的高质量膜。
根据实施例的一方面，提供了一种膜沉积装置，包括：等离子体生成部，配置为在靶(target)与阳极之间生成等离子体；膜沉积室，其中放置有基材；以及磁场过滤部，配置为通过磁场从等离子体中移除粒子，并将等离子体转移到膜沉积室，其中磁场过滤部包括：第一外壳区，被施加有第一电压；以及第二外壳区，设置在等离子体的移动方向上第一外壳区的下游，被施加有第二电压。
根据实施例的另一方面，提供了一种膜沉积方法，包括以下步骤：在等离子体生成部中的阴极靶与阳极之间生成等离子体；通过向磁场过滤部中的所述等离子体施加磁场，从所述等离子体分离粒子；通过将包含在这样的等离子体中的离子沉积到膜沉积室中的基材上来形成膜，此处的等离子体是通过所述磁场过滤部的等离子体；向所述磁场过滤部的第一外壳区施加第一电压；以及向所述磁场过滤部的第二外壳区施加第二电压，其中所述第二外壳区沿所述等离子体的移动方向设置在所述第一外壳区的下游。
本发明的膜沉积装置可在衬底上形成包含减少的粒子数量的高质量和高密度的碳膜。
本发明的附加优点和新颖特征将在某种程度上体现在下面的描述中，并且经过对下面内容的研究以及对本发明实践的学习后，对本领域技术人员来说在某种程度上将变得更加明显。
附图说明
图1示出示例性膜沉积装置；
图2A和图2B示出多个示例性实例；
图3示出示例性样品；
图4示出施加电压与膜沉积速率之间的示例性关系；
图5示出施加电压与粒子数量之间的示例性关系；
图6示出示例性膜沉积装置；
图7示出示例性膜沉积装置；
图8示出示例性电极板；
图9示出示例性电极板；
图10示出示例性电极板；
图11A和图11B示出示例性电极板；
图12示出示例性膜沉积装置；以及
图13示出示例性膜沉积装置。
具体实施方式
图1示出示例性膜沉积装置。图1示出的膜沉积装置包括等离子体生成部10、磁场过滤部20和膜沉积室30。等离子体生成部10、磁场过滤部20和膜沉积室30的外壳均可主要由例如不锈钢等金属形成。可将磁场过滤部20分为等离子体分离单元40、粒子捕捉单元50和等离子体转移单元60。
等离子体生成部10、等离子体分离单元40和粒子捕捉单元50可以是圆筒状的。等离子体生成部10、等离子体分离单元40和粒子捕捉单元50以从下往上的顺序排列，并且被耦合成一行。
等离子体转移单元60可以是圆筒状的。等离子体转移单元60的一端被大体上垂直耦合到等离子体分离单元40，其另一端则耦合到膜沉积室30。膜沉积室30包括平台32，在该平台32上放置有用于经受膜沉积的衬底31，例如基材。
绝缘板11设置于等离子体生成部10的外壳的下端，绝缘板11上放置有靶，例如阴极12。阴极线圈14设置于等离子体生成部10的外壳下端的外周，并且阳极13设置在外壳的内表面上。在膜沉积期间，从电源(未示出)施加特定电压到阴极靶12和阳极13，因此在二者之间产生电弧放电，并且在阴极靶12上方生成等离子体。此外，从电源提供特定电流给阴极线圈14以产生用于稳定电弧放电的磁场。
由于通过电弧放电会使靶12的组分挥发，膜沉积材料的离子被提供至等离子体中。由于该原因，靶12可包括膜沉积材料。例如，当在衬底31上形成碳保护膜时，可将石墨用作靶12。等离子体生成部10包括触发电极(未示出)，用于施加触发电弧放电的电压。需要时可将活性气体或惰性气体提供至等离子体生成部10中。
磁场过滤部20中的等离子体分离单元40的直径可小于等离子体生成部10的直径。绝缘环41设置于等离子体生成部10与等离子体分离单元40之间的边界处，并且电性分离等离子体生成部10的外壳和等离子体分离单元40的外壳。例如，绝缘环41包括具有高绝缘性能的氟树脂。
引导线圈42a和42b设置于等离子体分离单元40的外壳的外周，以生成磁场，用于在将等离子体汇聚到外壳的中心时，使等离子体生成部10中生成的等离子体沿给定方向移动。倾斜磁场生成线圈43设置于等离子体分离单元40与等离子体转移单元60之间的耦合部分附近，以生成用于将等离子体的移动方向偏转约90°的磁场，例如生成“倾斜磁场”。
粒子捕捉单元50可设置于等离子体分离单元40上。等离子体生成部10生成的电中性粒子或具有相对质量而言的低电荷的粒子可直接进入粒子捕捉单元50，而不受等离子体分离单元40的磁场的影响。用于捕捉粒子的多个鳍片(fin)53设置于粒子捕捉单元50的上端，并且相对于外壳的内表面倾斜排列。进入粒子捕捉单元50的粒子可通过被鳍片53多次反射而耗散动能，并可最终被鳍片53或外壳的壁表面捕获。
与等离子体分离单元40中的粒子分离的等离子体进入等离子体转移单元60。可将等离子体转移单元60分为等离子体分离单元侧连接部分62、粒子捕捉部分63和膜沉积室侧连接部分67。
在等离子体分离单元侧连接部分62与粒子捕捉部分63之间设置绝缘环61，并且还在粒子捕捉部分63与膜沉积室侧连接部分67之间设置绝缘环61。绝缘环61可包括诸如氟树脂等具有高绝缘性能的材料。粒子捕捉单元63通过绝缘环61与等离子体分离单元侧连接部分62和膜沉积室侧连接部分67电性分离。例如，可将低于接地电压(0V)约5V到15V的电压施加到等离子体分离单元40和等离子体分离单元侧连接部分62，并且可将接地电压或正电压施加到粒子捕捉部分63。
将粒子捕捉部分63分为靠近等离子体分离单元40的入口部分64、靠近膜沉积室30的出口部分66和设置于二者之间的中间部分65。在入口部分64的外周设置有引导线圈641，以生成用于使等离子体朝向膜沉积室30汇聚并移动的磁场。在入口部分64的内侧，用于捕捉进入入口部分64的粒子的多个鳍片642相对于外壳的内表面倾斜排列。
中间部分65的直径可大于入口部分64和出口部分66的直径。在中间部分65的靠近入口部分64或出口部分66的两侧，分别设置具有用于限制等离子体通过的孔隙的沉积阻挡板(孔隙)652a和652b。沉积阻挡板652a的孔隙可设置在较高的一侧，沉积阻挡板652b的孔隙可设置在较低的一侧。用于生成磁场以偏转等离子体移动方向的引导线圈651可设置于中间部分65的外周。
为了保证用于偏转等离子体移动方向的空间，中间部分65的直径可大于入口部分64和出口部分66的直径。进入中间部分65的粒子可由于在中间部分65中的重复反射而耗散动能，并且可被吸附到中间部分65的壁表面上。
入口部分64的中心轴大体上可与中间部分65的中心轴一致。出口部分66从沉积阻挡板652b的孔隙向下倾斜伸出(project)。
膜沉积室侧连接部分67以其直径从粒子捕捉部分63朝向膜沉积室30逐渐增大的方式形成。多个鳍片671排列在膜沉积室侧连接部分67中。在膜沉积室侧连接部分67与膜沉积室30之间的边界部分的外周设置有引导线圈68，以使等离子体朝向膜沉积室30汇聚和移动。
其上将放置衬底31的平台32被设置在膜沉积室30中。衬底31的表面(例如膜沉积表面)面向等离子体流入的方向。用于相对于等离子体流入方向倾斜衬底31的机构或用于转动衬底31的机构可设置于平台32中。例如，将膜沉积室30耦合到真空器件(未示出)。该真空器件在膜沉积装置的内部空间中保持给定压力。衬底31可包括用于具有记录层(磁层)的磁记录介质的衬底以及用于具有记录元件和再现元件的磁头的衬底。
通过膜沉积，粒子可附着到鳍片53、642和671以及沉积阻挡板652a和652b。如果附着粒子的数量增加，则粒子可从鳍片53、642和671或沉积阻挡板652a和652b分离，并朝向膜沉积室30移动。因此，可以很容易地更换鳍片53、642和671以及沉积阻挡板652a和652b。粒子捕捉部分63的外壳是可更换的。
当在衬底31上形成碳膜时，可使用石墨用作阴极靶12。真空器件将膜沉积装置中的压力保持在10-5到10-3Pa。例如，可在电弧电流为70A、电弧电压为25V、以及阴极线圈电流为10A的条件下生成等离子体。等离子体包括用作膜沉积材料的碳离子。
等离体生成部10生成的等离子体进入磁场过滤部20的等离子体分离单元40，并通过引导线圈42a和42b生成的磁场而移动到靠近与等离子体转移单元60的耦合部分。等离子体的移动方向由于倾斜磁场生成线圈43生成的倾斜磁场而偏转，所述等离子体然后进入等离子体转移单元60。图1的虚线表示等离子体的移动路径。
在等离子体生成部10中通过电弧放电生成的粒子中的大部分可不带电，或可具有相对质量而言的极低的电荷。通过电弧放电生成的粒子中的大部分可不受引导线圈42a和42b以及倾斜磁场生成线圈43生成的磁场的影响，这些粒子可以直接进入粒子捕捉单元50，或在经等离子体分离单元40的外壳的内表面反射时进入粒子捕捉单元50。在粒子捕捉单元50中，粒子被鳍片53等捕获。图1的箭头A表示粒子的移动方向。
等离子体生成部10中生成的粒子中的大部分进入粒子捕捉单元50，并且被粒子捕捉单元50中的鳍片53等捕获。被外壳的内表面重复反射的粒子中的一些粒子进入等离子体转移单元60。这些粒子可被鳍片642以及沉积阻挡板652a和652b捕获，并且不能到达膜沉积室30。
等离子体生成部10中生成的粒子中的带正电微粒子(fine particles)由于倾斜磁场生成线圈43生成的倾斜磁场而导致其移动方向的偏转，并与等离子体一起进入等离子体转移单元60。由于例如将-5V到-15V范围内的负电压施加于等离子体分离单元40和等离子体分离单元侧连接部分62，带正电微粒子与等离子体分离，例如如图1的箭头B所示。分离的粒子朝向外壳的壁表面移动，并且被粒子捕捉部分63的壁表面、鳍片642以及沉积阻挡板652a捕获。
粒子可从通过等离子体转移单元60的等离子体移除。等离子体在等离子体转移单元60中移动的路径可以是非线性的或可被复杂弯曲。由于该原因，与等离子体一起的具有大质量的粒子相对于气体膜沉积组分的移动会被降低，并且粒子可从等离子体分离。
通过粒子捕捉部分63的等离子体经由膜沉积室侧连接部分67进入膜沉积室30，并且碳被沉积于衬底31上以形成碳膜。鳍片671还设置在膜沉积室侧连接部分67的内表面上，通过粒子捕捉部分63的粒子可被鳍片671捕捉。
将负电压施加于等离子体分离单元侧连接部分62，包含在等离子体中的粒子被移除。因此，可衬底31上形成包含减少的粒子的高质量和高密度的碳膜。
为了从等离子体移除粒子，可将负电压施加于整个磁场过滤部20。
通过向等离子体分离单元40和等离子体分离单元侧连接部分62施加负电压，可从进入等离子体转移单元60的等离子体中移除粒子。可将施加于粒子捕捉部分63的电压设为高于或等于接地电压，其中粒子捕捉部分63设置于等离子体分离单元侧连接部分62沿等离子体移动方向的下游。包含在已形成的膜中的粒子的数量可大体上改变。由于包含在等离子体中的膜沉积材料未被外壳的表面捕获，在衬底31的表面上形成碳膜的膜沉积速率可以增加。
当待施加至等离子体分离单元40和等离子体分离单元侧连接部分62的电压高于-5V时，可不从等离子体中移除粒子。相反，当待施加至等离子体分离单元40和等离子体分离单元侧连接部分62的电压低于-15V时，包含在等离子体中的诸如碳离子等膜沉积材料可被外壳的表面捕获。这样可降低膜沉积速率。因此，施加于等离子体分离单元40和等离子体分离单元侧连接部分62的电压可在-5V到-15V的范围内。
图2A和图2B示出示例性等离子体。图2A示出的等离子体可以是通过施加有负电压的外壳611的等离子体。图2B示出的等离子体可以是通过施加有正电压的外壳612的等离子体。如图2A所示，当等离子体通过施加有负电压的外壳611时，包含在等离子体中的带正电粒子与等离子体分离，并且被吸附到外壳表面上。当等离子体通过施加有负电压的外壳611时，等离子体的宽度因外壳表面上的电荷而增大，如图2A的虚线所示，并且包含在等离子体中的一部分膜沉积材料也可被捕捉到外壳表面上。
当等离子体通过施加有正电压的外壳612时，等离子体的宽度因外壳表面上的电荷而减小，如图2B的虚线所示。由于该原因，包含在等离子体中的膜沉积材料可不被捕捉到外壳表面上。
在待施加至等离子体分离单元40和等离子体分离单元侧连接部分62的电压是-15V而待施加至粒子捕捉部分63的电压是-15V、-8.8V、0V(接地电压)、+8.8V或+15V的条件下，可在样品上形成碳膜。在膜沉积期间，可将电弧电流和电弧电压分别设为70A和25V。
图3示出示例性样品。所述样品包括玻璃衬底35，用于具有2.5英寸(约64mm)直径的磁记录介质。参考图3，在衬底35上形成包括磁材料的下层膜(underlying film)36、以及诸如Co合金层37等记录层，并通过膜沉积装置而在其上形成具有例如3nm厚度的碳膜38。阴极靶12可包含石墨。
图4示出施加电压与膜沉积速率之间的示例性关系。横轴表示施加于粒子捕捉部分63的电压，纵轴表示膜沉积速率。在图4中，点划线表示使用CVD的碳膜的膜沉积速率(约8
Figure BSA00000147783700081
/秒)。通过将施加于粒子捕捉部分63的电压设置为高于或等于接地电压(0V)，膜沉积速率可高于使用CVD的膜沉积速率。
图5示出施加电压与粒子数量之间的示例性关系。横轴表示施加于粒子捕捉部分63的电压，纵轴表示在例如具有2.5英寸直径的衬底中的粒子数量。在图5中，点划线表示包含在通过CVD形成的碳膜中的粒子数量，例如约100个粒子。粒子数量可通过粒子计数器来计数，粒子计数器例如为来自坎德拉仪器(Candela Instruments)的OSA-5100。
当施加于粒子捕捉部分63的电压大体上等于接地电压(0V)时，在一个衬底中的粒子数量可以很小。在一个衬底中的粒子数量可大约为10。当将正电压或负电压施加于粒子捕捉部分63时，粒子数量可增加。当施加于粒子捕捉部分63的电压是正电压时，在一个衬底中的粒子数量可为50或更少，该数量是通过CVD形成的衬底中的粒子数量的一半或更少。
上述膜沉积装置可形成包含减少的粒子数量的高质量碳膜。
施加于等离子体分离单元侧连接部分62的电压可以是直流电压、交流电压、或被偏置到负侧的脉冲电压。施加于粒子捕捉部分63的电压可以是交流电压或被偏置到正侧的脉冲电压。
可以从等离子体分离单元侧连接部分62的外壳的内表面和粒子捕捉部分63的外壳的内表面暴露出金属，并且所述外壳的内表面可覆盖有绝缘膜。可将负电压施加于整个等离子体分离单元侧连接部分62，或者例如，可将负电压施加于设置于等离子体分离单元侧连接部分62中的沉积阻挡板。
图6示出示例性膜沉积装置。
图6示出的膜沉积装置包括等离子体生成部70、磁场过滤部80以及膜沉积室90。等离子体生成部70、磁场过滤部80以及膜沉积室90的外壳均可主要包括诸如不锈钢等金属。将磁场过滤部80分为等离子体分离单元100和粒子转移单元110。
等离子体生成部70包括绝缘板71、阴极靶72、阳极73和阴极线圈74。通过在阴极靶72与阳极73之间施加给定电压，在阴极靶72上方生成等离子体。通过向阴极线圈74提供给定电流，产生用于稳定等离子体的磁场。
等离子体分离单元100包括被大体上弯曲成90°的弧形的圆筒。绝缘环81设置于等离子体分离单元100与等离子体生成部70之间的边界处，其中绝缘环81包括具有高绝缘性能的材料，例如氟树脂。设置于等离子体分离单元100的外壳的外周的多个引导线圈82a和82b形成磁场，所述磁场用于在时，使等离子体生成部70生成的等离子体朝向膜沉积室90移动，同时将等离子体汇聚到外壳的中心。多个鳍片83以相对于等离子体分离单元100的内表面倾斜排列的方式设置在等离子体分离单元100的内部。
粒子转移单元110包括负电压应用部分111、粒子移除部分112和靠近膜沉积室90设置的连接部分113，其中负电压应用部分111靠近等离子体分离单元100而设置。绝缘环84设置于负电压应用部分111与等离子分离单元100之间、负电压应用部分111与粒子移除部分112之间、以及粒子移除部分112与连接部分113之间。绝缘环84可包括诸如氟树脂等绝缘材料。绝缘环84电性分离所述单元的外壳和各个部分。
负电压应用部分111包括沉积阻挡板(孔隙)85，沉积阻挡板85具有限制等离子体通过的孔隙。可将-5V到-15V范围内的电压施加于沉积阻挡板85。
多个鳍片86设置于粒子移除部分112中，并且相对于外壳的内表面倾斜排列。可从电源将接地电压(0V)或正电压施加到粒子移除部分112。
将连接部分113耦合到膜沉积室90。在连接部分113的外壳的外周设置有引导线圈87，以产生用于将等离子体从粒子移除部分112转移到膜沉积室90中的磁场。膜沉积室90包括平台92，其上放置有将经受膜沉积的衬底91。
上述膜沉积装置可使用石墨作为阴极靶72来形成碳膜。
膜沉积装置中的压力被保持在例如10-5到10-3Pa，并且将给定电压和给定电流分别提供到阴极靶72与阳极73之间，并提供给阴极线圈74，由此生成等离子体。
等离子体生成部70生成的等离子体进入磁场过滤部80，通过等离子体分离单元100的外壳的外周的引导线圈82a和82b生成的磁场汇聚到外壳的中心，并沿着弯曲的外壳朝向膜沉积室90移动。
在等离子体生成部70中通过电弧放电生成的电中性粒子或具有相对质量而言的低电荷的粒子可直接进入外壳，大体上不受引导线圈82a和82b生成的磁场的影响。粒子中的大部分被等离子体分离单元100的内壁、鳍片83或设置于负电压应用部分111的入口处的沉积阻挡板85重复反射，并最终被等离子体生成单元100的内壁、鳍片83或沉积阻挡板85捕获。
带正电粒子中的一些粒子与等离子体一起移动，通过沉积阻挡板85的孔隙，并进入负电压应用部分111。由于将负电压施加于沉积阻挡板85，因此带正电粒子通过电吸引力与等离子体分离，并被例如设置于粒子移除部分112中的鳍片86或被外壳的壁表面捕获。
移除了粒子的等离子体进入膜沉积室90，并且碳被沉积在衬底91上以形成碳膜。图6的虚线表示等离子体的移动路径。
带正电粒子通过粒子转移单元110中的负电压应用部分111与等离子体分离，并被鳍片86以及外壳的壁表面捕获。进入膜沉积室90的粒子可以减少。在这种情况下，包含减少的粒子的高质量和高密度碳膜被形成在衬底91上。由于将接地电压或正电压施加到设置于负电压应用部分111的下游的粒子移除部分112，因此通过负电压应用部分111的等离子体中的膜沉积材料未与等离子体分离。由于该原因，膜沉积速率不会降低。因此，可在衬底91上形成包含减少的粒子数量的高质量和高密度碳膜。
图7示出示例性膜沉积装置。图7示出的膜沉积装置包括电极板131，可拆卸地设置于磁场过滤部20的外壳中。其它元件与图1示出的元件大体上相同或类似。在图7中，用相同的附图标记表示与图1的元件大体上相同的或类似的元件。
电极板131可拆卸地设置于等离子体分离单元40、粒子捕捉单元50、以及等离子体转移单元60的连接部分62和粒子捕捉部分63的内侧。
图8、图9、图10、图11A和图11B示出示例性电极板。例如，电极板131放置在外壳140的内侧，其间布置有多个绝缘间隔件132，并且与外壳140电性分离，如图8所示。电极板131经由绝缘终端引入部分133电性耦合到电源。例如，可将-5V到-15V范围内的电压施加到设置于等离子体分离单元40、粒子捕捉单元50和连接部分62中的电极板131。可将例如0V的接地电压或将正电压施加到设置于粒子捕捉部分63中的电极板131。膜沉积装置的外壳可保持为接地电压。
电极板131包括例如具有0.5mm到1mm厚度的不锈钢板。等离子体分离单元40、粒子捕捉单元50和连接部分62中的电极板131可整体形成，如图7所示，也可互相分开，如图9所示。电极板131可容易地拆卸，并且例如可经由多个布线元件互相电性耦合。可将设置于粒子捕捉部分63的电极板131分为多个部分，在这种情况下，电极板131的各部分电性耦合。
当重复膜沉积时，粒子沉积在膜沉积装置的外壳的内侧上，并且因此可执行维护，例如更换或清洗。粒子被设置于膜沉积装置的外壳的内侧上的电极板131吸附。由于电极板131包括薄金属板(不锈钢板)，因此容易更换或清洗。
图7示出的膜沉积装置可提供与图1所示的膜沉积装置大体上相同或类似的优点。可减少长期操作后的维护并且提高大规模生产力。
用于捕捉粒子的鳍片134设置于电极板131的内表面上，如图10所示。绝缘间隔件132可将电极板131与外壳141电性分离，如图8或图11A所示。可选地，用于覆盖外壳140的内表面的绝缘材料141可将电极板131与外壳140电性分离，如图11B所示。
图12示出示例性膜沉积装置。图12示出的膜沉积装置可不包括图7示出的设置于粒子捕捉单元50中的电极板131。其它元件与图7示出的膜沉积装置的元件大体上相同或类似。在图12中，用相同的附图标记表示与图7示出的元件大体上相同或类似的元件。
电极板131设置于等离子体分离单元40的外壳的内侧和粒子捕捉部分63的外壳的内侧。由于图12示出的电极板131从等离子体移除带电粒子，电极板131可沿着等离子体通过的区域设置。图12示出的膜沉积装置可提供与图1示出的膜沉积装置大体上相同或类似的优点。
图13示出示例性膜沉积装置。图13示出的膜沉积装置可不包括图12示出的粒子捕捉单元50。其它元件与图12示出的膜沉积装置的元件大体上相同或类似。在图13中，用相同的附图标记表示与图12示出的元件大体上相同或类似的元件。
由于等离子体的移动方向被倾斜磁场生成线圈43所偏转，因此等离子体分离单元40的上部从连接部分到等离子体转移单元60向上凸出(protrude)，凸出量对应于倾斜磁场生成线圈43。
图13示出的膜沉积装置可提供与图1所示的膜沉积装置大体上相同或类似的优点。由于图13示出的膜沉积装置不包括粒子捕捉单元，因此该装置尺寸较小且容易操作。
膜沉积装置可用各种材料形成膜。
根据上述优点描述了本发明的实例性实施例。应该意识到，这些实例仅仅是对本发明的示意。对本领域技术人员来说，许多变化和修改将是明显的。

Claims (12)

1.一种膜沉积装置，包括：
等离子体生成部，被配置为在阴极靶与阳极之间生成等离子体；
等离子体分离部，与该等离子体生成部排列成行，该等离子体分离部被配置为通过由线圈生成的磁场从所述等离子体移除粒子；
粒子捕捉部，与该等离子体生成部排列成行，该粒子捕捉部被配置为捕捉所移除的粒子；以及
膜沉积室，其中放置有基材，以及
等离子体转移单元，被配置为将所分离的等离子体从等离子体分离部转移到所述膜沉积室，
其中磁场过滤部包括所述等离子体分离部、该粒子捕捉部和该等离子体转移单元，
其中该等离子体转移单元包括第一部分、设置在该等离子体转移单元的第一部分沿等离子体移动方向的下游的第二部分、以及设置在该等离子体转移单元的第二部分沿等离子体移动方向的下游的第三部分，
通过第一电压供应器而对该等离子体分离部和该等离子体转移单元的第一部分施加有第一电压，该等离子体转移单元的第一部分与该等离子体分离部垂直耦接；以及
通过第二电压供应器而对该等离子体转移单元的第二部分施加有第二电压，
其中所述第一电压是负电压，而所述第二电压高于所述第一电压。
2.根据权利要求1所述的膜沉积装置，还包括：
第一电极板，被设置于该等离子体转移单元的第一部分和该等离子体分离部中，并且与该等离子体转移单元的第一部分和该等离子体分离部电性分离；以及
第二电极板，设置于该等离子体转移单元的第二部分中，并且与该等离子体转移单元的第二部分电性分离，
其中将所述第一电压施加于所述第一电极板，并将所述第二电压施加于所述第二电极板。
3.根据权利要求2所述的膜沉积装置，其中所述第一电压在-5V到-15V的范围内，而所述第二电压是接地电压或正电压。
4.根据权利要求1所述的膜沉积装置，还包括：
第一绝缘部分，被配置为将所述等离子体生成部与所述等离子体分离部电性分离；
第二绝缘部分，被配置为将所述等离子体转移单元的第一部分与所述等离子体转移单元的第二部分电性分离；以及
第三绝缘部分，被配置为将所述等离子体转移单元的第二部分与所述等离子体转移单元的第三部分电性分离。
5.根据权利要求1所述的膜沉积装置，还包括：
线圈，被设置于所述等离子体转移单元的外周，且所述线圈被配置为生成用于弯曲所述等离子体的转移路径的磁场。
6.根据权利要求1所述的膜沉积装置，还包括：
沉积阻挡板，被设置于所述等离子体转移单元中，且所述沉积阻挡板被配置为包括与所述等离子体的转移路径相对应的孔隙。
7.一种膜沉积方法，包括以下步骤：
在等离子体生成部中的阴极靶与阳极之间生成等离子体；
通过向等离子体分离部的所述等离子体施加由线圈生成的磁场，从所述等离子体分离粒子，其中该等离子体分离部与该等离子体生成部排列成行；
在与该等离子体生成部排列成行的粒子捕捉部中捕捉所分离的粒子；
通过将包含在这样的等离子体中的离子沉积到膜沉积室中的基材上来形成膜，此处的等离子体是通过等离子体转移单元的等离子体，其中该等离子体转移单元包括第一部分、设置在该等离子体转移单元的第一部分沿等离子体移动方向的下游的第二部分、以及设置在该等离子体转移单元的第二部分沿等离子体移动方向的下游的第三部分；
通过第一电压供应器向该等离子体分离部和该等离子体转移单元的第一部分施加第一电压，该等离子体转移单元的第一部分与该等离子体分离部垂直耦接；以及
通过第二电压供应器向该等离子体转移单元的第二部分施加第二电压，其中
所述第一电压是负电压，而所述第二电压高于所述第一电压。
8.根据权利要求7所述的膜沉积方法，
其中将所述第一电压施加到设置在该等离子体转移单元的第一部分和该等离子体分离部中并与该等离子体转移单元的第一部分和该等离子体分离部电性分离的第一电极，以及
其中将所述第二电压施加到设置在该等离子体转移单元的第二部分中并与该等离子体转移单元的第二部分电性分离的第二电极。
9.根据权利要求7所述的膜沉积方法，其中所述第一电压在-5V到-15V的范围内，而所述第二电压是接地电压或正电压。
10.根据权利要求7所述的膜沉积方法，还包括：
通过磁场从所述粒子分离所述等离子体；
将所分离的等离子体转移到所述膜沉积室；以及
通过线圈弯曲所述等离子体的转移路径。
11.根据权利要求7所述的膜沉积方法，其中将石墨用作所述靶。
12.根据权利要求7所述的膜沉积方法，其中所述基材包括用于形成磁记录介质的衬底或用于形成磁头的衬底。
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