CN1200133C

CN1200133C - 真空涂层形成装置

Info

Publication number: CN1200133C
Application number: CNB991207025A
Authority: CN
Inventors: 木曾田欣弥; 古屋英二; 大东良一
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: EP1026723A2; KR20000056960A; JP2000219961A; DE69919675D1; CN1263952A; EP1026723B1; JP4287936B2; EP1026723A3; US6089186A; DE69919675T2; KR100595114B1

Abstract

一用于藉由一等离子束而在一真空腔室中的基底上形成一薄膜涂层的真空涂层形成装置，所述真空涂层形成装置包括：一用于向一真空腔室内部产生一等离子束的压力梯度型等离子枪；以及一围绕一伸向一等离子枪出口的真空腔室的短管部并使等离子束的横截面图减小的会聚线圈，其特点是，它还包括：设置在短管部内、围绕等离子束并以电绝缘状态伸出的绝缘管，以及一藉由短管部内的绝缘管围绕等离子束且其电势高于出口处的电子返回电极。

Description

真空涂层形成装置

技术领域

本发明涉及一种真空涂层形成装置，用于在一基底上形成由电绝缘材料制成的薄膜涂层。

背景技术

作为一种用于在一基底上形成一由导电材料或电绝缘材料构成一薄膜涂层的真空涂层形成装置，通常已知有如图20所示的一种离子涂覆装置和如图21所示的一种等离子加强型CVD(化学气相淀积)装置。

在图20所示的离子涂覆装置中，由一压力梯度型等离子枪11(下文中称为等离子枪)在一真空腔室12中产生等离子，从而通过气相淀积而在置于真空腔室12中的一基底13上形成一薄膜涂层。

更详细地说，等离子枪11包括一连接到放电电源14的负极上的环形阴极15，以及环形的第一中间电极16和第二中间电极17，它们分别藉由电阻连接到放电电源14上，而接受来自阴极15侧的放电气体并将放电气体设置成等离子状态，以将来自第二中间电极17的等离子状态放电气体向真空腔室12的内部输送。真空腔室12连接到一未图示出的真空泵，真空腔室12的内部保持在预定的减压状态。而且，一会聚线圈18设置在伸向第二中间电极17的真空腔室12的短管状部12A的外部，以围绕该短管部12A。在真空腔室12的下部，设有一炉槽19，该炉槽连接到放电电源14的正极侧并且由导电材料制成。在炉槽19中形成有一凹槽部，其中装有用作薄膜涂层材料的导电或绝缘淀积材料20。另外，用于炉槽19的一磁铁21设置在炉槽19中。

藉此结构，形成一等离子束22，以从第二中间电极17引向淀积材料20，使淀积材料20蒸发并且淀积到基底13上的下表面上，从而形成一薄膜涂层。同时，会聚线圈18起到减小等离子束22横截面的作用，而用于炉槽19的磁铁21起到将等离子束22引至炉槽19的作用。

另一方面，在图21所示的等离子加强型CVD装置中，设置了：一连接到放电电源14正极的阳极31，一设置在阳极31后部、亦即在与等离子枪11相对的一侧上的阳极31所用的磁铁32，以及一原料气体供应管33，用它们来代替前述装置的炉槽19、淀积材料20和磁铁21。等离子加强型CVD装置的其它结构基本上与前述装置相同。

藉此结构，原料气体和反应气体都经过原料气体供应管33输送到真空腔室12中，并且这些气体藉由等离子互相分离和结合而淀积到基底13上，从而在基底13上形成一薄膜涂层。

在采用如图20和21所示的传统装置形成由电绝缘材料制成的薄膜涂层时，绝缘材料粘到炉槽19或阳极31的外表面上、或者真空腔室12的内表面或类似部件上，具体地，炉槽19或阳极31的外表面成为电绝缘的。因此，在真空腔室12中不能保持电流，这样电极在其各种不同部分处充电的现象将随着时间的推移而变得很明显。所以，不可能对等离子束22进行连续而稳定的控制，而导致涂层形成稳定性被破坏的问题。同时，当这种现象发生时，在电流流动不能维持的部分上的电子入射被反射，电子的反射将重复，直至通过与离子的结合使电子中性化，或者直至电子最终到达电子可电气返回的位置上为止。

而且，由于用于控制等离子束22的磁场存在于真空腔室12中，前述的反射电子、亦即反射电子的运动受到此磁场的限制。因此，为了通过等离子枪11连续而稳定地形成由绝缘材料制成的薄膜涂层，必须在获得最佳的磁场分布状态处以及绝缘涂层很少可能淀积的位置上为反射的电子提供一适当的返回电极。

除非反射电子的返回路径急需改变，大部分反射电子将在控制等离子束22的磁场作用下沿此磁场在等离子束22的路径中回流。换言之，等离子束22和由反射电子形成的电子束在基本上相同的路径中往复，而与等离子束22的电子相比，反射电子由于其反射和扩散作用，而会聚效果较差且电压加速较小。

所以，须将在反射电子用的返回电极上的入射电子束从等离子枪11上放电的等离子束22分离。没有此分离，将发生等离子流直接流入反射电子用的返回电极的现象，这样到达淀积材料侧或阳极侧的等离子束数量将减少，而使涂层形成效率降低。而且，在阴极15和反射电子的返回电极之间还将发生直接放电，而使此放电本身反常。从防止绝缘材料淀积的观点来看，用于反射电子的返回电极最好设置在离开真空腔室12中的那部分、即产生涂层材料的那部分(在图20中是淀积材料的位置，或者在图21中来自原料气体供应管的气体出口位置)尽可能远的位置上，并且，从减少装置尺寸的观点来看，最好设置在离开会聚线圈18尽可能近的位置上。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可以解决上述问题的真空涂层形成装置。

为了实现此目的，根据本发明，提供了一种用于藉由一等离子束而在一设置于真空腔室中的基底上形成薄膜涂层的真空涂层形成装置，该真空涂层形成装置包括：一用于向一真空腔室内部产生一等离子束的压力梯度型等离子枪；以及一设置成围绕一伸向一等离子枪出口的真空腔室的短管部并使等离子束的横截面减小的会聚线圈，其特点是，它还包括：设置在短管部内、围绕等离子束并以电绝缘状态伸出的绝缘管，以及一藉由短管部内的绝缘管围绕等离子束且其电势高于出口的电子返回电极。

由于电子返回电极设置成离开如所述示的淀积材料或气体出口一段距离，绝缘材料很少可能淀积到电子返回电极上，这样可防止发生阴极和电子返回电极之间的不正常放电。所以，形成了沿与等离子束外部的等离子束分开的路径到达电子返回电极的反射电子流，这样等离子束可保持连续和稳定。这种维持的可靠性明显地比未设置绝缘管和电子返回电极的情况要增加至少两倍。而且，设置绝缘管可防止发生不正常放电，从而使等离子束流入电子返回电极所引起的电能损失减小。因此，还可以在等离子枪所得到的等离子束相同情况下提高涂层形成速率。另外，由于电子返回电极设置在靠近会聚线圈处，所以易于将此装置的尺寸制得较小。

此外，根据本发明，提供了一种用于藉由一等离子束而在一真空腔室中的一基底上形成一薄膜涂层的真空涂层形成装置，该真空涂层形成装置包括：一用于向一真空腔室内部产生一等离子束的压力梯度型等离子枪；以及设置成围绕伸向等离子枪出口的真空腔的短管部并且可减小等离子束横截面的会聚线圈，其特点是，它还包括：设置在短管部内、围绕等离子束并以电绝缘状态下伸出的绝缘管；一围绕短管部内绝缘管且其电势高于出口的第一电子返回电极；以及设置在远离等离子束的一空间中、且其电势与第一电子返回电极相同的第二电子返回电极。

由于第一电子返回电极设置成围绕短管部、且第二电子返回电极设置在远离如上所示等离子束的一空间中，所以绝缘材料很少可能淀积在炉槽或阳极上，因而可防止发生第一和第二电子返回电极之间的不正常放电。因此，本发明的上述效果变得更为显著。而且，由于藉由第二电子返回电极捕获了扩散到反射电子流外部的电子，所以返回到第一和第二电子返回电极上的电流与炉槽或阳极上的有效放电电流的比值近似100％，而可使涂层形成速率提高。

附图说明

通过以下结合附图的描述，可对本发明的这些目的和其它目的、特征有进一步的了解，其中：

图1示意地示出了根据本发明第一个实施例的、采用离子涂覆系统的真空涂层形成装置；

图2示意地示出了根据本发明第二个实施例的、采用一等离子加强型CVD系统的真空涂层形成装置；

图3示意地示出了根据本发明第三个实施例的、采用一离子涂覆系统的真空涂层形成装置；

图4示出了靠近图3所示装置中的片状磁铁的等离子束的状态；

图5仅示出了根据本发明第四个实施例真空涂层形成装置中的等离子枪、真空腔室的短管部以及其邻近部分；

图6是从前方看到的图5所示电子返回电极的一个视图；

图7仅示出了根据本发明第五个实施例、真空涂层形成装置中的等离子枪、真空腔室的短管部以及其邻近部分；

图8仅示出了根据本发明第六个实施例真空涂层形成装置中的等离子枪、真空腔室的短管部以及其邻近部分；

图9仅示出了根据本发明第七个实施例一真空涂层形成装置中的等离子枪、真空腔室的短管部以及其邻近部分；

图10示出了根据本发明第八个实施例一真空涂层形成装置中的一电子返回电极；

图11示出了根据本发明第九个实施例一真空涂层形成装置的挡板；

图12示意地示出了根据本发明第十个实施例的、采用一离子涂覆系统的真空涂层形成装置；

图13是根据本发明第十一个实施例一真空涂层形成装置的第二个电子返回电极的侧视图；

图14是一截面图，示出了根据本发明第十二个实施例一真空涂层形成装置中的第二个电子返回电极和一挡板；

图15是一侧视图，示出了根据本发明第十三个实施例一真空涂层形成装置中的第二个电子返回电极和一涂覆工具；

图16是从前方看到的图15所示第二个电子返回电极的一个视图；

图17是根据本发明第十四个实施例一真空涂层形成装置的第二个电子返回电极的侧视图；

图18是根据本发明第十五个实施例一真空涂层形成装置的第二个电子返回电极和其支撑部分；

图19示意地示出了根据本发明第十六个实施例的、采用一离子涂覆系统的真空涂层形成装置；

图20示意地示出了根据现有技术的、采用一离子涂覆系统的真空涂层形成装置；以及

图21示意地示出了根据现有技术的、采用一等离子加强型CVD系统的真空涂层形成装置。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施例进行描述。

图1示出了根据本发明的第一个实施例采用一离子涂覆系统的真空涂层形成装置。在图1中，与图20所示装置基本上相同的部件都由相同的标号示出并省略对其的描述。

此真空涂层形成装置具有一绝缘管1和一电子返回电极2。绝缘管1设置在一压力梯度型等离子枪11的一个出口处并且在电绝缘状态下伸出。电子返回电极2围绕真空腔室12的一短管部12A中的绝缘管1并且连接到放电电源14的正极侧以使其电势高于等离子枪11出口处。在一炉槽19中的淀积材料20是一种绝缘材料。另外，例如可采用一陶瓷短管作为绝缘管1。

如上所述，在此真空涂层形成装置中，一电子返回电极2设置在远离淀积材料20的位置上，这样由绝缘淀积材料20蒸发出的绝缘材料就难以粘到电子返回电极2上。而且，绝缘管1设置在由等离子枪11发散出的等离子束22和电子返回电极2之间以使它们相互隔离，这样可防止电子返回电极2的等离子束22附带物和阴极15和电子返回电极2之间发生不正常的放电。因而，到达电子返回电极2的一反射电子流3沿等离子束22外部的一路径形成并与等离子束22分开，从而等离子束22可保持连续和稳定。同时，已经证实，此持续时间显著地增加到未设置绝缘管1和电子返回电极2的情况下的至少2倍。而且，已经证实，由于设置了绝缘管1以防止不正常的放电发生，所以减小了由于等离子束22流入电子返回电极2所产生的电能损失，此外，还已证实在从等离子枪11中发射出相同等离子束22的情况下，涂层形成速率(材料蒸发量)提高了约20％。而且，由于电子返回电极2设置在会聚线圈1附近，所以易于使装置尺寸变小。

图2示出了根据本发明第二个实施例采用一等离子加强型CVD系统的真空涂层形成装置。在图2中，基本上与图1和21所示装置中那些部件相同的部件由相同标号示出并省略对其的描述。

象图1所示的前述真空涂层形成装置一样，此真空涂层形成装置设有一绝缘管1和一电子返回电极2。

与第一个实施例一样，藉此结构，形成了一沿着等离子束22外部、与等离子束22分开的路径到达电子返回电极2的反射电子流3，这样使等离子束22保持连续和稳定，并且涂层形成速率也提高了。此外，由于电子返回电极2设置在靠近会聚线圈18的位置上，所以容易把装置的尺寸做成小型化。

图3和4示出了根据本发明第三个实施例的采用一离子涂覆系统的真空涂层形成装置。在图3和4中，基本上与图1所示装置中那些相同的部件由相同标号示出并省略对其描述。

在此真空涂层形成装置中，一对片状磁铁4、4设置在绝缘管1和电子返回电极2、亦即在与等离子枪11相对的一侧上，这样具有相同极性的磁铁4、4的磁极(N极或S极)相互相斥，从而可从两侧收敛等离子束22的横截面。

这样，将入射在淀积材料20上的一等离子束22做成为一片状，以形成更宽的蒸发源。因此，此装置可采用较大宽度的基底。

另外，可以将这些片状磁铁4、4应用到采用图2所示等离子加强型CVD系统的真空涂层形成装置中。应用这些片状磁铁4、4可产生与上述相同的效果。

图5至11仅示出了根据本发明第四至第九个实施例真空涂层形成装置中的等离子枪11、一真空腔室12的短管部12A以及其邻近部件。在图5至11中，与前述装置中那些相同的部件由相同标号示出，并省略对其的描述。

在图5至11所示的这些结构可应用于离子涂覆系统和等离子加强型CVD系统，未示出的其它部分结构基本上与图1或2所示真空涂层形成装置的那些结构相同。

在图5和6中，在电子返回电极2上，设置了一转动擦拭件5，该装置可擦去和除去电子返回电极2的表面上的淀积物，特别是绝缘材料。因此，电子返回电极2表面可长时期保持用于返回反射电子的良好状态。

在图7中，将朝向等离子枪11前侧的一边上的电子返回电极2的一个表面6形成为波纹形。这样，可增加用于返回反射电子的表面积。

在图8中，许多通孔部7a设置成均匀地分布在真空腔室12内部的真空腔室12短管部12A的一个开口部分上，例如呈格子图形，同时还设置一在中心部分具有一用于等离子束22的孔7b的挡板7。因而，到达电子返回电极2表面的气体绝缘材料数量减小。同时，此挡板7还可与擦拭件5一起应用或者应用到具有波纹表面6的真空涂层形成装置中。

藉由图5至8所示的这些结构，可获得与前述第一实施例相同的效果，此外，还可实现一更连续和稳定的放电。

本发明并不仅限于上述实施例中电子返回电极2或绝缘管1的位置和横截面形状。其各自可设置在位于短管部12A中的任何位置处以围绕等离子束22。例如，如图9所示，电子返回电极2和绝缘管1可设置成向上偏置到真空腔室12内部中的短管部12A中一极限位置处。而且，就横截面形状而言，在图9所示的此实施例中，较佳地，电子返回电极2具有矩形横截面并且绝缘管1形成为在等离子枪11侧边具有一凸缘的圆柱形。

藉助于这些结构，可有效地捕获反射电子。

图10示出了水冷却结构的一电子返回电极2。在此情况下，一水冷套23形成在电子返回电极2内部，而冷水流入管24连接到水冷套23的一个入口上，冷水流出管25连接到水冷套23的出口上。

图11示出了水冷结构的一挡板7。在此情况下，一水冷套26形成在挡板7中，而一冷水流入管27连接到水冷套26的一入口，一冷水流出管28连接到水冷套26的出口。

藉此结构，可获得与前述实施例相同的效果，此外，还可以分别抑制电子返回电极2和挡板7中的温度增加，从而可增大允许的输入放电电能，而提高涂层形成速率。

在上述的实施例中，绝缘管1可由导电材料或保持在电绝缘状态下的绝缘材料制成。

此外，虽然上文中淀积材料20是一绝缘材料，此淀积材料20也可以是导电材料，只要此淀积材料20通过与反应气体混合而转变成绝缘材料。然而在此情况下，必须提供一反应气体输道管路以将反应气体输送到真空腔室12中，即如图1、2和3中双点划线A所示，并且必须对炉槽19或来自在放电电源14的阳极31进行电屏蔽。同时，当淀积材料20是一绝缘材料时，炉槽19或来自放电电源14的电屏蔽不是必需的。

图12示出了根据本发明第十个实施例采用一离子涂覆系统的真空涂层形成装置。在图12中，与图1所示装置那些相同的部件由相同标号示出，并省略对其的描述。

在此真空涂层形成装置中，设置一比等离子枪11出口部电势高的第一电子返回电极2A，以围绕真空腔室12的短管部12A中的绝缘管1并且连接到放电电源14的正极侧。另一方面，与第一电子返回电极2A电势相同的第二电子返回电极2B不仅设置在远离等离子枪11的垂直伸过淀积材料20的一侧的空间中，而且比淀积材料20和基底13之间的淀积材料20更靠近基底13。

因而，在此真空涂层形成装置中，由于第一电子返回电极2A和第二电子返回电极2B设置在远离淀积材料20的位置上，而使由绝缘的淀积材料20蒸发出的绝缘材料难以淀积到第一电子返回电极2A和第二电子返回电极2B上。另外，绝缘管1设置在由等离子枪11发散出的等离子束22和第一电子返回电及2A之间，以使其相互屏蔽，而可防止等离子束22入射到第一电子返回电极2A上，导致阴极15和第一电子返回电极2A之间发生不正常的放电。因此，在等离子束22的外部、沿着与其分开的路径形成了一到达第一电子返回电极2A的反射电子流3，从而使等离子束22可保持连续和稳定。已经证实，此持续时间显著地增大到未设置绝缘管1和电子返回电极2A情况下的两倍以上。

当未设置第二电子返回电极2B时，理想的状态是流过第一电子返回电极2A、亦即反射电子流3的电流与流过由等离子束22所产生的流过淀积材料20的一有效放电电流的比率达到100％。然而，在仅设置第一电子返回电极2A的情况下，此实际的比率并不一定是一个足够大的值，并且不足100％的比值、亦即实际比率与100％之间的差值将成为在基底13上形成涂层速率提高的障碍。所以，为了尽可能获得近似100％的比率，当仅设置第一电子返回电极2A时要对返回电子的性能进行试验。因此，可以证明在炉槽19侧边上反射的部分电子与等离子束22以及蒸发颗粒在返回到第一电子返回电极2A的路径上发生碰撞，它们沿着由会聚线圈18所形成的磁场在真空腔室12中扩散，而并未返回到第一电子返回电极2A。还发现，扩散的电子不仅分散到垂直伸过远离等离子枪11的淀积材料20的一侧的空间上，而且比淀积材料20和基底13之间的淀积材料20更靠近基底13。鉴于此结果，在上述的涂层形成装置中，除了第一电子返回电极2A之外还设置了第二电子返回电极2B。因此，返回到第一电子返回电极2A和第二电子返回电极2B的电流与有效放电电流的比率已是大于90％并接近100％的值，这样就已提高了涂层形成速率。

图13示出了根据本发明第十一个实施例真空涂层形成装置的第二电子返回电极2B。除了此第二电子返回电极2B之外，构成此真空涂层形成装置的其它部件基本上与图12所示装置中的那些相同。

在此实施例中，将等离子束22侧的第二电子返回电极2B的表面形成为一波纹形，以使由炉槽19反射的电子返回到其表面的表面积增大。

藉此结构，由等离子束22发散所产生的返回电子流与淀积材料20的比率增大。

图14示出了根据本发明第十二个实施例一真空涂层形成装置的第二电子返回电极2B。除了此部分之外，此真空涂层形成装置中的其它部分与图12所示装置中那些基本相同。

在此实施例中，第二电子返回电极2B侧的等离子束22上有具有多个通孔4a的挡板与第二电子返回电极4a相隔开一段距离而并排着。

藉此结构，可减少由绝缘淀积材料20蒸发出并且到达第二电子返回电极2B的绝缘材料数量，从而可防止在第二电子返回电极2B上形成一绝缘涂层。这可提高上述的比率。

图15和16示出了根据本发明第十三个实施例真空涂层形成装置中的第二电子返回电极2和其邻近部件。除了此部分之外，在此真空涂层形成装置中的其它部件基本上与图12所示装置的那些相同。

在此实施例中，设有一沿位于等离子束22前方的第二电子返回电极2B表面滑动的擦拭件5，通过其可迫使表面上的淀积物被擦去。

因此，可防止在第二电子返回电极2B表面上形成一绝缘涂层，这样可提高上述的比率。

图17示出了根据本发明的第十四个实施例真空涂层形成装置的第二电子返回电极2B。除了此部分之外，此真空涂层形成装置的其它部件基本上与图12所示真空涂层形成装置的那些部件相同。

在此实施例中，形成呈一圆柱形体的第二电子返回电极2B，以便绕一横向延伸的转动轴转动并与之成一体，这样可有效地利用第二电子返回电极2B的整个表面。

因此，可提高由发散到淀积材料20上的等离子束22所产生返回电子流的比率。

在远离等离子束22和基底13的一侧上的此圆柱形第二电子返回电极2B的一个表面与平行于转动轴10延伸的一未图示的固定擦拭件将相互接触以相对滑动，从而消除表面上的淀积物。因而，可进一步提高上述比率。

图18示出了根据本发明第十五个实施例真空涂层形成装置的第二电子返回电极2B。除了此部分之外，此真空涂层形成装置的其它部件与图12所示真空涂层形成装置的那些部件基本上相同。

在此实施例中，第二电子返回电极2B在横向和纵向由一滚珠螺杆8可移动地支撑。此滚珠螺杆8包括一内螺纹部分F和两个外螺纹部分M。内螺纹部分F连接到与等离子束22前方的那侧面相对的侧面上的滚珠螺杆8的一个表面上。两个外螺纹部分M各自沿两个方向螺合到相互垂直构成的两个内螺纹中，并且横向和纵向延伸以由马达m1、m2正向和反向转动。

因此，当控制等离子束22的磁场状态改变时，或者当工艺状态改变时，第二电子返回电极2B移到与此变化或改变相应的一个位置上，因而，可提高上述比率。

图19示出了根据本发明第十六个实施例的真空涂层形成装置。在图19中，与图12所示那些相同的部件由相同标号示出，并省略对其的描述。

在此实施例中，第二电子返回电极2B由上述滚珠螺杆8支撑以横向和纵向移动。

此外，还设有用于检测由已经返回到第一电子返回电极2A的电子所产生的第一电子返回电流的一第一电流检测仪D1，和用于检测由已到达第二电子返回电极2B的电子所产生的第二电子返回电流的第二电流检测仪D2。在此情况下，真空腔室12是接地的。而且还设有一控制器9以启动马达m，以使第二电子返回电极2B移动，这样，当收到来自第一电流检测仪D1和第二电流检测仪D2的电流信号时，分别流过第一电子返回电极2A和第二电子返回电极2B的电流之和为一最大值，并且在接地侧上流过的电流为零。

此控制器9可控制马达m1、m2，即通过如下诸步骤来实现：当等离子束22已在预定工艺情况下产生的状态下移动第二电子返回电极2B，存储代表第二电子返回电极2B的一个位置和流过两个电极中各个电极的电流之和之间关系的数据，根据所存储的数据确定流过两个电极中各个电极的电流总和为最大值时的位置以及将第二电子返回电极2B向确定位置移动。

另外，也可以通过不断地计算流过两个电极中各个电极的电流之和最大值时的位置或者通过失真原因分析或类似方式确定位置以及将第二电子返回电极2B移动到所确定位置的诸步骤来控制马达m1、m2。

藉此结构，在此装置中，设置电流检测仪，可方便地在短时间内确定由返回电子所产生的电流总和的位置，因而可恒定地保持提高上述比率的最佳状态。

另外，虽然淀积材料20一般是一电绝缘材料，但也可以是导电物质，只要该材料可与反应气体混合而转变成一电绝缘材料。然而，当淀积材料20是一种导电材料时，必须使炉槽19和放电电源14相互电屏蔽，直至淀积材料20转变成一电绝缘材料为止。与此相反，当淀积材料20是一般的电绝缘材料时，就不必使炉槽19和放电电源14相互屏蔽。

基底13可在涂层形成过程中保持静止或转动或水平移动。另外，当基底13在真空腔室12中保持在平板状态下时，基底13可设置成卷在滚筒上的薄膜以便通过一个滚筒或由其它滚筒退绕。

不必说，第二电子返回电极2B不仅可应用到离子涂覆系统的真空涂层形成装置上，而且还可应用到等离子加强型CVD系统的真空涂层形成装置中。

Claims

1.一用于藉由一等离子束而在一真空腔室中的基底上形成一薄膜涂层的真空涂层形成装置，所述真空涂层形成装置包括：一用于向一真空腔室内部产生一等离子束的压力梯度型等离子枪；以及一设置成围绕一伸向一等离子枪出口的真空腔室的短管部并使等离子束的横截面减小的会聚线圈，其特征在于，它还包括：设置在短管部内、围绕等离子束并以电绝缘状态伸出的绝缘管，以及一在短管部中围绕等离子束且连接到一输出电源正极以使其电势比所述出口高的电子返回电极。

2.如权利要求1所述的真空涂层形成装置，其特征在于，所述电子返回电极具有一擦拭件，所述擦拭件沿与等离子枪侧相对的一侧上的电子返回电极一个表面滑动，以从所述表面上去除淀积物。

3.如权利要求1所述的真空涂层形成装置，其特征在于，与等离子枪侧相对的那侧上的电子返回电极表面形成为波纹形。

4.如权利要求1所述的真空涂层形成装置，其特征在于，多个通孔部均匀地分布形成在短管部的整个开口部上，并设有一在其中心部具有用于等离子束的孔的挡板，以横过等离子束。

5.如权利要求1至4中任一项所述的真空涂层形成装置，其特征在于，所述电子返回电极具有一水冷结构。

6.如权利要求4所述的真空涂层形成装置，其特征在于，所述挡板具有一水冷结构。

7.一用于藉由一等离子束而在一真空腔室中的基底上形成一薄膜涂层的真空涂层形成装置，所述真空涂层形成装置包括：一用于向一真空腔室内部产生一等离子束的压力梯度型等离子枪；以及一设置成围绕一伸向一等离子枪出口的真空腔室的短管部并使等离子束的横截面图减小的会聚线圈，其特征在于，它还包括：设置在短管部内、围绕等离子束并且以电绝缘状态伸出的绝缘管；一围绕短管部内绝缘管且其电势高于出口处的第一电子返回电极；以及设置在远离等离子束的一空间中并且其电势与第一电子返回电极相同的第二电子返回电极。

8.如权利要求7所述的真空涂层形成装置，其特征在于还包括：用于使所述第二电子返回电极至少横向移动的驱动部分；一用于检测所流过的、产生等离子束的有效放电电流的电流检测仪；一用于分别检测流过第一电子返回电极和第二电子返回电极的电流的第一电流检测仪和第二电流检测仪；一控制器，在收到来自检测仪的电流信号时可使驱动部分操作以将第二电子返回电极移到一位置上，在所述位置上分别流过第一电子返回电极和第二电子返回电极的电流之和为最大。