JP2002241927A - Film deposition apparatus using cathode arc discharge - Google Patents

Film deposition apparatus using cathode arc discharge

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JP2002241927A
JP2002241927A JP2001043598A JP2001043598A JP2002241927A JP 2002241927 A JP2002241927 A JP 2002241927A JP 2001043598 A JP2001043598 A JP 2001043598A JP 2001043598 A JP2001043598 A JP 2001043598A JP 2002241927 A JP2002241927 A JP 2002241927A
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JP
Japan
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arc
target
film forming
forming apparatus
position control
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Application number
JP2001043598A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Nakatsu
治 中津
Yoshio Takami
芳夫 高見
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film deposition apparatus in which the target surface is uniformly consumed by detecting the position of an arc which fluctuates temporally and controlling the position of the arc. SOLUTION: Arc sensing coils 60a to 60d and position control coils 70a to 70d are arranged with rotation symmetry about the z-axis which passes the center O of a target 11. When an arc A is generated between an anode chamber 12 and a target 11, a detection circuit 61 detects the position of the arc A on the basis of the output signal of the arc sensing coils 60a to 60d. A controller 5 adjusts the exciting current supplied to the position control coils 70a to 70d on the basis of the positional information which the detection circuit 61 has detected, and moves the arc A to the position of an arc A2. By controlling the exciting current of the position control coils 70a to 70d and making the distribution of the generated arc A2 on the surface of the target 11 homogeneous, consumption of the surface of the target 11 in film deposition can be made uniform.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、陰極アーク放電を
用いて基板上に薄膜を成膜する成膜装置、特に、磁気記
録装置の磁気ディスクや磁気ヘッドに形成されるカーボ
ン膜の成膜に使用される成膜装置に関する。
The present invention relates to a film forming apparatus for forming a thin film on a substrate by using a cathodic arc discharge, and more particularly to a carbon film formed on a magnetic disk or a magnetic head of a magnetic recording apparatus. The present invention relates to a film forming apparatus used.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、プラズマを生成して薄膜を成膜す
る成膜装置としては、平行平板方式やECR方式のもの
が知られている。平行平板方式やECR方式の成膜装置
では、グロー放電を用いてプラズマを生成している。こ
のようなグロー放電を用いる成膜装置に対して、近年、
陰極アーク放電を用いる成膜装置が注目されており、特
に、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜等のカー
ボン膜の成膜に用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a film forming apparatus for forming a thin film by generating plasma, a parallel plate type or an ECR type is known. In a parallel plate type or ECR type film forming apparatus, plasma is generated using glow discharge. In recent years, for a film forming apparatus using such a glow discharge,
Attention has been paid to a film forming apparatus using cathodic arc discharge, and in particular, it is used for forming a carbon film such as a DLC (diamond-like carbon) film.

【0003】陰極アーク放電を用いた成膜装置では、陰
極上に設けられたターゲットにアーク放電を発生させ
て、アーク放電の衝撃によりターゲットをスパッタす
る。その結果、プラズマが生成され、そのプラズマには
ターゲットから放出されたターゲットイオンが含まれ
る。発生したアークはターゲット上を動き回りながら次
第に消滅するので、トリガを用いて再びアーク放電を発
生させることにより、プラズマを継続的に発生させるよ
うにしている。
In a film forming apparatus using cathode arc discharge, an arc discharge is generated in a target provided on a cathode, and the target is sputtered by the impact of the arc discharge. As a result, a plasma is generated, and the plasma includes target ions emitted from the target. Since the generated arc gradually disappears while moving on the target, the plasma is continuously generated by generating the arc discharge again using the trigger.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
成膜装置では発生したアークの位置が安定しないという
欠点があった。そのため、ターゲットの表面が均一に消
費されず、局部的に削られてしまうという問題があっ
た。
However, the conventional film forming apparatus has a disadvantage that the position of the generated arc is not stable. For this reason, there has been a problem that the surface of the target is not uniformly consumed and is locally shaved.

【0005】本発明の目的は、時間的に変動するアーク
の位置を検出し、そのアークの位置を制御することによ
って、ターゲット表面が均一に消費される成膜装置を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a film forming apparatus in which a target surface is uniformly consumed by detecting a position of an arc which fluctuates with time and controlling the position of the arc.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図1〜5に対応付けて説明する。 (1)図1に対応付けて説明すると、請求項1の発明
は、陰極を構成するターゲット11と陽極12との間に
アーク放電を発生させてターゲット11のイオンを含む
プラズマビームを生成し、そのプラズマビームを基板4
1上に照射して成膜する成膜装置に適用され、アーク放
電により発生する磁場を検出してターゲット11上にお
けるアークの位置を検出するアーク位置検出装置6を備
えて上述の目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1に記載の成膜装置に
おいて、アーク位置検出装置6の検出情報に基づいてタ
ーゲット11上の磁場強度分布を変化させ、ターゲット
11上におけるアークの位置を制御するアーク位置制御
装置7を設けたものである。 (3)図1および5に対応付けて説明すると、請求項3
の発明は、請求項2に記載の成膜装置において、アーク
位置制御装置7が、ターゲット11上に磁場を形成する
磁場発生部80と、ターゲット11と磁場発生部80と
の相対位置を変更する位置変更装置81とを備えたもの
である。 (4)図1〜3に対応付けて説明すると、請求項4の発
明は、請求項2に記載の成膜装置において、アーク位置
制御装置7が、少なくとも3つの磁気コイル70a〜7
0dと、各磁気コイル70a〜70dに励磁電流をそれ
ぞれ供給する電源71と、電源71から各磁気コイル7
0a〜70dに供給される励磁電流を各々調整して、タ
ーゲット11上の所定領域の磁場が他の領域の磁場より
大きくなるように制御する励磁電流コントロール部5と
を備えて上述の目的を達成する。 (6)図1および4に対応付けて説明すると、請求項7
の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の成
膜装置において、アーク放電により生成されたプラズマ
が入射する入口206および基板41へとプラズマを出
射する出口207を有する屈曲したダクト20と、ダク
ト20の周囲に巻かれた磁気コイル21による磁力によ
って、プラズマビームをダクト20に沿って入口206
から出口207へと移送するプラズマ移送装置17,2
1,22とを備えたものである。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. (1) According to FIG. 1, the invention according to claim 1 generates an arc discharge between a target 11 and an anode 12 constituting a cathode to generate a plasma beam including ions of the target 11. The plasma beam is applied to the substrate 4
The above-described object is achieved by providing an arc position detecting device 6 that is applied to a film forming apparatus that irradiates a film on the target 1 and detects a magnetic field generated by arc discharge to detect the position of an arc on the target 11. . (2) The invention according to claim 2 is the film forming apparatus according to claim 1, wherein the magnetic field intensity distribution on the target 11 is changed based on the detection information of the arc position detecting device 6, and the position of the arc on the target 11 is changed. Is provided with an arc position control device 7 for controlling the pressure. (3) In connection with FIGS.
According to the invention of the second aspect, in the film forming apparatus according to the second aspect, the arc position control device 7 changes a magnetic field generation unit 80 that forms a magnetic field on the target 11 and a relative position between the target 11 and the magnetic field generation unit 80. The position change device 81 is provided. (4) Explaining with reference to FIGS. 1 to 3, the invention according to claim 4 is the film deposition apparatus according to claim 2, wherein the arc position control device 7 includes at least three magnetic coils 70 a to 70.
0d, a power supply 71 for supplying an exciting current to each of the magnetic coils 70a to 70d,
The above-mentioned object is achieved by providing an excitation current control unit 5 that controls the excitation current supplied to each of the target regions 0a to 70d so that the magnetic field in a predetermined area on the target 11 is larger than the magnetic fields in other areas. I do. (6) A description will be given with reference to FIGS.
According to the invention, in the film forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, a bent duct having an inlet 206 through which plasma generated by arc discharge is incident and an outlet 207 through which plasma is emitted to the substrate 41. 20 and a magnetic force generated by a magnetic coil 21 wound around the duct 20, the plasma beam is introduced along the duct 20 into the entrance 206.
Transfer devices 17 and 2 for transferring from the outlet to the outlet 207
1 and 22.

【0007】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態
の図を用いたが、これにより本発明が発明の実施の形態
に限定されるものではない。
[0007] In the section of the means for solving the above problems, the drawings of the embodiments of the present invention are used to make the present invention easy to understand, but the present invention is not limited to the embodiments of the present invention. Not something.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図8を参照して本発
明の実施の形態を説明する。 −第1の実施の形態− 図1は本発明による成膜装置の一実施の形態を示す図で
あり、陰極アーク放電を利用して成膜を行う成膜装置の
概略構成を示す図である。図1に示すように、成膜装置
はプラズマ発生部1,フィルタ部2,ビームスキャン装
置3,成膜チャンバ4および装置全体を制御する制御装
置5で構成されている。また、プラズマ発生部1には、
生成したアークの位置を検出するためのアーク位置検出
部6と、アーク位置を制御するためのアーク位置制御部
7が設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. -First Embodiment- FIG. 1 is a view showing one embodiment of a film forming apparatus according to the present invention, and is a view showing a schematic configuration of a film forming apparatus for forming a film using a cathodic arc discharge. . As shown in FIG. 1, the film forming apparatus includes a plasma generating section 1, a filter section 2, a beam scanning apparatus 3, a film forming chamber 4, and a control apparatus 5 for controlling the entire apparatus. In addition, the plasma generator 1 includes:
An arc position detector 6 for detecting the position of the generated arc and an arc position controller 7 for controlling the arc position are provided.

【0009】プラズマ発生部1は、ターゲット11が装
着される陰極部10と、陰極部10が固定される陽極チ
ャンバ12と、アーク放電のきっかけを作るためのトリ
ガ14とを備えている。陰極部10はアーク電源(定電
流源)13の負端子に接続されており、一方、トリガ1
4およびアーク電源13の正端子に接続されている陽極
チャンバ12はそれぞれ接地されていてアース電位とな
っている。トリガ14は、軸140を回転軸としてステ
ップモータ等の駆動部15により回転駆動される。トリ
ガ14の角度は図示しない角度センサで検出される。
The plasma generating section 1 includes a cathode section 10 on which a target 11 is mounted, an anode chamber 12 in which the cathode section 10 is fixed, and a trigger 14 for generating a trigger for arc discharge. The cathode unit 10 is connected to the negative terminal of an arc power source (constant current source) 13, while
The anode chamber 4 connected to the positive terminal 4 and the positive terminal of the arc power supply 13 are each grounded and at a ground potential. The trigger 14 is rotationally driven by a driving unit 15 such as a step motor using the shaft 140 as a rotation axis. The angle of the trigger 14 is detected by an angle sensor (not shown).

【0010】陰極部10と陽極チャンバ12とは、絶縁
部材10aによって電気的に絶縁されている。陽極チャ
ンバ12の外周には陽極チャンバ12内にアキシャル磁
場を形成する磁気コイル16が設けられており、電源1
7から励磁電流が供給される。なお、図示していない
が、陰極部10には水冷ジャケットのような冷却手段が
設けられている。
The cathode section 10 and the anode chamber 12 are electrically insulated by an insulating member 10a. A magnetic coil 16 for forming an axial magnetic field in the anode chamber 12 is provided on the outer periphery of the anode chamber 12.
7 supplies an exciting current. Although not shown, the cathode unit 10 is provided with a cooling means such as a water cooling jacket.

【0011】フィルタ部2は、屈曲したトロイダルダク
ト20とその周囲に設けられた磁気コイル21とを有し
ている。磁気コイル21にも電源17から励磁電流が供
給される。フィルタ部2と陽極チャンバ12とは絶縁材
23を介して互いに固定されていて、両者は電気的に絶
縁されている。トロイダルダクト20には、バイアス電
源22によりバイアス電圧を印加することができる。
The filter section 2 has a bent toroidal duct 20 and a magnetic coil 21 provided therearound. An excitation current is also supplied from the power supply 17 to the magnetic coil 21. The filter section 2 and the anode chamber 12 are fixed to each other via an insulating material 23, and both are electrically insulated. A bias voltage can be applied to the toroidal duct 20 by a bias power supply 22.

【0012】成膜チャンバ4内には基板ステージ42が
設けられており、この基板ステージ42に成膜対象物で
ある基板41が装着される。成膜チャンバ4のビーム導
入ダクト部43の周囲にはビームスキャン装置3が設け
られており、フィルタ部2から出射されたプラズマビー
ムをビームに直交する方向に偏向走査する。ビームスキ
ャン装置3は、例えば、一対のC字形状磁気コア(不図
示)から成る。一方の磁気コアの磁極はダクト部43を
挟んで図示上下に配設され、他方の磁気コアの磁極はダ
クト部43を挟んで紙面に直交する方向に配設される。
この場合、プラズマビームは図示上下方向および紙面に
直交する方向に偏向走査される。ビームスキャン装置3
の磁気コアにはソレノイドコイル(不図示)が巻き付け
られており、そのソレノイドコイルには電源31により
励磁電流が供給される。
A substrate stage 42 is provided in the film forming chamber 4, and a substrate 41 to be formed is mounted on the substrate stage 42. A beam scanning device 3 is provided around the beam introduction duct portion 43 of the film forming chamber 4, and deflects and scans the plasma beam emitted from the filter portion 2 in a direction orthogonal to the beam. The beam scanning device 3 includes, for example, a pair of C-shaped magnetic cores (not shown). The magnetic poles of one magnetic core are disposed vertically above and below the duct portion 43, and the magnetic poles of the other magnetic core are disposed in a direction perpendicular to the plane of the drawing across the duct portion 43.
In this case, the plasma beam is deflected and scanned in the vertical direction in the drawing and the direction perpendicular to the plane of the drawing. Beam scanning device 3
A solenoid coil (not shown) is wound around the magnetic core, and an exciting current is supplied from a power supply 31 to the solenoid coil.

【0013】図2は、プラズマ発生装置1に設けられた
アーク位置検出部6およびアーク位置制御部7の詳細を
示す図である。図2において、4つの検出コイル60a
〜60d(図3参照)と各検出コイル60a〜60dに
誘起される誘導電流を検出する検出回路61とは、図1
のアーク位置検出部6を構成している。また、図2に示
す4つの位置制御コイル70a〜70dと各位置制御コ
イル70a〜70dに励磁電流を供給する電源71と
は、図1のアーク位置制御部7を構成している。コイル
60a〜60d,70a〜70dの各々は、z軸と平行
な軸を中心に捲かれたソレノイド状のコイルで構成され
ている。電源71は各位置制御コイル70a〜70dに
対して個別に励磁電流Ia〜Idを供給しており、Ia
〜Idをそれぞれ独立して制御することができる。制御
装置5は、検出コイル60a〜60dにより検出された
アークAの位置に基づいて、各位置制御コイル70a〜
70dの励磁電流をそれぞれ制御する。
FIG. 2 is a diagram showing the details of the arc position detector 6 and the arc position controller 7 provided in the plasma generator 1. In FIG. 2, four detection coils 60a
1 to 60d (see FIG. 3) and a detection circuit 61 for detecting an induced current induced in each of the detection coils 60a to 60d.
Of the arc position detecting section 6 of FIG. 1. The four position control coils 70a to 70d shown in FIG. 2 and the power supply 71 for supplying an exciting current to each of the position control coils 70a to 70d constitute the arc position control unit 7 in FIG. Each of the coils 60a to 60d and 70a to 70d is constituted by a solenoid-shaped coil wound around an axis parallel to the z-axis. The power supply 71 supplies exciting currents Ia to Id to the respective position control coils 70a to 70d individually.
To Id can be independently controlled. The control device 5 controls the position control coils 70a to 70a based on the positions of the arcs A detected by the detection coils 60a to 60d.
The excitation current of 70d is controlled respectively.

【0014】図3は検出コイル60a〜60dおよび位
置制御コイル70a〜70dの配置を示す図であり、
(a)は検出コイル60a〜60dをターゲット11側
から見た図であり、(b)は位置制御コイル70a〜7
0dをターゲット11側から見た図である。図3(a)
に示すように、検出コイル60aおよび60cは、x軸
と45(deg)の角度を成す軸J1上のターゲット11
の中心Oから等しい距離に配置されている。また、検出
コイル60aおよび60cは、軸J1と直交する軸J2
上の中心Oから等しい距離に配置されている。すなわ
ち、検出コイル60a〜60dは、ターゲット11の中
心Oを通るz軸に関して回転対称に配設されている。一
方、各位置制御コイル70a〜70dは対応する検出コ
イル60a〜60dの図示下方にそれぞれ配置され、x
y平面内での配置は図3(b)のように検出コイル60
a〜60dと同様の配置となっている。
FIG. 3 is a diagram showing the arrangement of the detection coils 60a to 60d and the position control coils 70a to 70d.
(A) is a view of the detection coils 60a to 60d viewed from the target 11, and (b) is a position control coils 70a to 70d.
FIG. 5 is a diagram of Od as viewed from a target 11 side. FIG. 3 (a)
As shown in the figure, the detection coils 60a and 60c are connected to the target 11 on the axis J1 forming an angle of 45 (deg) with the x-axis.
Are arranged at equal distances from the center O of The detection coils 60a and 60c are connected to an axis J2 orthogonal to the axis J1.
It is arranged at an equal distance from the upper center O. That is, the detection coils 60a to 60d are arranged rotationally symmetric with respect to the z-axis passing through the center O of the target 11. On the other hand, the position control coils 70a to 70d are respectively arranged below the corresponding detection coils 60a to 60d in the drawing, and x
The arrangement in the y-plane is as shown in FIG.
The arrangement is the same as a to 60d.

【0015】図4はトロイダルダクト20の形状の一例
を示す図であり、(a)はダクト上方から見た平面図、
(b)は正面図である。トロイダルダクト20は3つの
直管部201,203,205と、それらを繋ぐ2つの
屈曲部202,204とを有している。直管部201お
よび205の開口部にはフランジ206,207が設け
られている。直管部201の軸方向と直管207の軸方
向とは互いに90度の角度を成しており、直管部201
はz軸に沿って配設され、直管205はx軸に沿って配
設されている。
FIG. 4 is a view showing an example of the shape of the toroidal duct 20, wherein FIG.
(B) is a front view. The toroidal duct 20 has three straight pipe parts 201, 203, 205 and two bent parts 202, 204 connecting them. Flanges 206 and 207 are provided in the openings of the straight pipe portions 201 and 205. The axial direction of the straight pipe part 201 and the axial direction of the straight pipe 207 form an angle of 90 degrees with each other.
Are arranged along the z-axis, and the straight pipe 205 is arranged along the x-axis.

【0016】次に、プラズマビーム生成動作について説
明する。アーク放電を生じさせる際には、図1の破線で
示す位置に退避していたトリガ14を駆動部15により
回転駆動してターゲット11側に倒す。陰極部10と陽
極チャンバ12との電位差はアーク電源13により数1
0〜数100ボルトに設定されており、トリガ14の先
端に設けられたトリガチップ14aがターゲット11の
表面に接触するとアーク放電が誘起され、陽極チャンバ
12とターゲット11との間に符号Aで示すようなアー
クが形成される。
Next, the operation of generating a plasma beam will be described. When the arc discharge is generated, the trigger 14 retracted to the position shown by the broken line in FIG. The potential difference between the cathode section 10 and the anode chamber 12 is expressed by the following equation
When the trigger tip 14a provided at the tip of the trigger 14 comes into contact with the surface of the target 11, an arc discharge is induced, and a reference A indicates between the anode chamber 12 and the target 11. Such an arc is formed.

【0017】アーク放電が発生するとプラズマが生成さ
れ、このプラズマにはターゲット11から生じた正イオ
ンが含まれている。例えば、カーボン膜を成膜する場合
にはターゲット11としてグラファイトが用いられ、ア
ーク放電によりカーボンイオンを含むプラズマが生成さ
れる。このとき、グラファイトターゲット11からはカ
ーボンイオンの他にマクロパーティクルと呼ばれる多数
のカーボン原子から成るクラスターが放出される。
When the arc discharge occurs, plasma is generated, and this plasma contains positive ions generated from the target 11. For example, when a carbon film is formed, graphite is used as the target 11, and plasma containing carbon ions is generated by arc discharge. At this time, the graphite target 11 emits clusters composed of a large number of carbon atoms called macro particles in addition to carbon ions.

【0018】制御装置5はアーク電源13の状態を常時
モニタし、アーク放電の発生を検出したならば駆動部1
5へ指令を送り、ターゲット11の表面からトリガ14
を引き上げる。このとき、アーク放電発生時のトリガ1
4の角度位置が上述した角度センサにより検出され、検
出された角度位置は制御装置5に設けられた記憶部(不
図示)に記憶される。アーク放電発生後、放電状態は時
間が経過するにつれて弱まってくるので、再びトリガ1
4を記憶された位置まで駆動部15により移動させて、
安定したアーク放電が維持されるように制御する。
The controller 5 constantly monitors the state of the arc power supply 13 and, when detecting the occurrence of arc discharge, drives the drive unit 1.
5 to trigger 14 from the surface of target 11
Pull up. At this time, trigger 1 when an arc discharge occurs
4 is detected by the above-described angle sensor, and the detected angular position is stored in a storage unit (not shown) provided in the control device 5. After the occurrence of the arc discharge, the discharge state weakens as time elapses.
4 by the drive unit 15 to the stored position,
Control is performed so that stable arc discharge is maintained.

【0019】上述したように、陽極チャンバ12内には
磁気コイル16によりアキシャル磁場が形成されてい
る。そのため、アーク放電により生成されたプラズマビ
ーム、すなわち、ターゲット11から放出されたカーボ
ンイオンや電子を含むプラズマビームは、このアキシャ
ル磁場により集束されるとともにフィルタ部2のトロイ
ダルダクト20へと導かれる。
As described above, an axial magnetic field is formed in the anode chamber 12 by the magnetic coil 16. Therefore, a plasma beam generated by the arc discharge, that is, a plasma beam containing carbon ions and electrons emitted from the target 11 is focused by the axial magnetic field and guided to the toroidal duct 20 of the filter unit 2.

【0020】トロイダルダクト20にはバイアス電源2
2によりバイアス電圧が印加されているため、トロイダ
ルダクト20内にはラジアル電場が形成されている。さ
らに、トロイダルダクト20の周囲に設けられた磁気コ
イル21によりトロイダルダクト20の軸に沿ったアキ
シャル磁場も形成されている。そのため、正のカーボン
イオンを含むプラズマビームは、これらの電場および磁
場によりトロイダルダクト20内を成膜チャンバ4へと
導かれる。
The toroidal duct 20 has a bias power supply 2
2, a radial electric field is formed in the toroidal duct 20. Further, an axial magnetic field along the axis of the toroidal duct 20 is also formed by the magnetic coil 21 provided around the toroidal duct 20. Therefore, the plasma beam containing positive carbon ions is guided to the film forming chamber 4 in the toroidal duct 20 by these electric and magnetic fields.

【0021】ところで、トロイダルダクト20は図4に
示したように屈曲しているため、プラズマ発生部1で発
生した中性のマクロパーティクルはフランジ206から
z軸方向に入射した後にダクト内壁に衝突する。このと
き、運動エネルギーの小さなマクロパーティクルはダク
ト内壁に付着し、運動エネルギーの大きなものは壁面で
反射される。図4のように屈曲しているトロイダルダク
ト20の場合には、反射されたマクロパーティクルは再
びトロイダルダクト20の内壁に衝突し、一回の反射で
フランジ207から出射されることがない。
By the way, since the toroidal duct 20 is bent as shown in FIG. 4, the neutral macroparticles generated in the plasma generating section 1 impinge on the duct inner wall from the flange 206 in the z-axis direction. . At this time, macro particles having small kinetic energy adhere to the inner wall of the duct, and macro particles having large kinetic energy are reflected on the wall. In the case of the toroidal duct 20 that is bent as shown in FIG. 4, the reflected macroparticle again collides with the inner wall of the toroidal duct 20, and is not emitted from the flange 207 by one reflection.

【0022】壁面に衝突した際に、マクロパーティクル
は運動エネルギーの一部が奪われるので、一回目の衝突
で反射されたマクロパーティクルは二回目の衝突の際に
ほとんどダクト内壁に付着してしまう。その結果、成膜
の際に汚染源となるマクロパーティクルを、フィルタ部
2によりほぼ完全に除去することができる。
When colliding with the wall surface, a part of the kinetic energy of the macro particles is taken away, so that the macro particles reflected in the first collision almost adhere to the inner wall of the duct in the second collision. As a result, macroparticles that become a source of contamination during film formation can be almost completely removed by the filter unit 2.

【0023】成膜チャンバ4に導かれたプラズマビーム
は、基板ステージ42に装着された基板41に照射され
る。このとき、ビームスキャン装置3を用いてプラズマ
ビームをその直交する方向に偏向走査することにより、
基板41の広い領域に均一にプラズマビームを照射する
ことができる。
The plasma beam guided to the film forming chamber 4 is applied to the substrate 41 mounted on the substrate stage 42. At this time, by deflecting and scanning the plasma beam in the direction orthogonal to the direction using the beam scanning device 3,
A large area of the substrate 41 can be uniformly irradiated with the plasma beam.

【0024】次いで、図2および図3を参照して検出コ
イル60a〜60dおよび位置制御コイル70a〜70
dを用いたアーク位置制御について説明する。ここで
は、図2の実線Aに示すようにターゲット11の中心O
からずれた位置に発生したアークを、二点鎖線A2のよ
うに中心Oへ移動させる場合を例に説明する。
Next, referring to FIGS. 2 and 3, detection coils 60a-60d and position control coils 70a-70 will be described.
The arc position control using d will be described. Here, as shown by a solid line A in FIG.
An example in which an arc generated at a position deviated from the center is moved to the center O as indicated by a two-dot chain line A2 will be described.

【0025】まず、アークAが発生したならば、その位
置を検出コイル60a〜60dにより検出する。アーク
Aが発生すると、アークAの周囲に磁場が生成されて各
検出コイル60a〜60dを貫く磁束が変化する。その
結果、各検出コイル60a〜60d内に誘導起電力が誘
起され、閉回路である各検出コイル60a〜60dに誘
導電流が流れる。検出回路61では各検出コイル60a
〜60dの誘導電流が検出され、その検出結果は制御装
置5に送られる。
First, when the arc A occurs, its position is detected by the detection coils 60a to 60d. When the arc A occurs, a magnetic field is generated around the arc A, and the magnetic flux passing through each of the detection coils 60a to 60d changes. As a result, induced electromotive force is induced in each of the detection coils 60a to 60d, and an induced current flows through each of the detection coils 60a to 60d which is a closed circuit. In the detection circuit 61, each detection coil 60a
誘導 60d of induced current is detected, and the detection result is sent to the control device 5.

【0026】例えば、図2および図3(a)のように、
ターゲット11の検出コイル60bに近い部分と陽極チ
ャンバ12との間にアークAが発生した場合には、アー
クAaに近い検出コイル60bの誘導電流ICbの方が
反対側の検出コイル60dに流れる誘導電流ICdより
も大きい。また、検出コイル60a,60cに流れる誘
導電流ICa,ICcは、ICdよりも大きくICbよ
り小さい。すなわち、ICb>ICa≒ICc>ICd
のような誘導電流が検出コイル60a〜60dにより検
出されたならば、図2(a)のようなアークAが発生し
たと推定できる。なお、アークAが連続的に発生してい
る場合であってもアークAの位置は刻々と変化するの
で、検出コイル60a〜60dに誘導電流ICa〜IC
dが誘起されることになる。
For example, as shown in FIG. 2 and FIG.
When an arc A is generated between the portion of the target 11 near the detection coil 60b and the anode chamber 12, the induction current ICb of the detection coil 60b near the arc Aa is the induced current flowing through the detection coil 60d on the opposite side. It is larger than ICd. Further, the induced currents ICa and ICc flowing through the detection coils 60a and 60c are larger than ICd and smaller than ICb. That is, ICb> ICa ≒ ICc> ICd
If the induced current is detected by the detection coils 60a to 60d, it can be estimated that the arc A as shown in FIG. Even if the arc A is continuously generated, the position of the arc A changes every moment, so that the induced currents ICa to ICa are applied to the detection coils 60a to 60d.
d will be induced.

【0027】このように、各検出コイル60a〜60d
に誘起される誘導電流を検出回路61で検出することに
より、ターゲット11のどの位置にアークAが発生した
かを推定することができる。そのため、この検出結果を
用いてターゲット11上におけるアーク発生分布を求め
ることができる。なお、陽極チャンバ12内にはコイル
16による磁場も形成されているが、この磁場は常に一
定な磁場であるため、これによって検出コイル60a〜
60dに誘導起電力が誘起されることは無い。
As described above, each of the detection coils 60a to 60d
By detecting the induced current induced in the target 11 by the detection circuit 61, it is possible to estimate at which position of the target 11 the arc A has occurred. Therefore, the arc generation distribution on the target 11 can be obtained using the detection result. Note that a magnetic field generated by the coil 16 is also formed in the anode chamber 12, but this magnetic field is always a constant magnetic field.
No induced electromotive force is induced in 60d.

【0028】次に、位置制御コイル70a〜70dを用
いたアーク位置移動について説明する。電源71により
各位置制御コイル70a〜70dに励磁電流が供給され
ると、ターゲット11付近に各位置制御コイル70a〜
70dによる磁場が形成される。前述したように、各位
置制御コイル70a〜70dの励磁電流Ia〜Idは独
立に制御することができるので、励磁電流Ia〜Idを
適当に調整することによってターゲット11付近に磁場
の強い領域や弱い領域を形成することができる。
Next, arc position movement using the position control coils 70a to 70d will be described. When the excitation current is supplied to each of the position control coils 70a to 70d by the power supply 71, the position control coils 70a to 70d
A magnetic field according to 70d is formed. As described above, the exciting currents Ia to Id of the position control coils 70a to 70d can be controlled independently. Regions can be formed.

【0029】ところで、アークAは磁場の強い方向に移
動する傾向があるので、励磁電流Ia〜Idを制御する
ことにより、ターゲット11上におけるアークAの位置
を変えることができる。すなわち、検出回路61により
アークAが検出されたならば、位置制御コイル70dに
励磁電流Idを供給する。その結果、図3(b)の位置
制御コイル70dが配設されている部分の磁場が強くな
り、アークAはターゲット11の中心O方向へと移動し
始める(図2参照)。そして、検出コイル60a〜60
dにより検出されるアーク位置がA2のようにターゲッ
ト11の中心Oとなったならば、位置制御コイル70d
の励磁電流Idをゼロとする。
Since the arc A tends to move in the direction of the strong magnetic field, the position of the arc A on the target 11 can be changed by controlling the exciting currents Ia to Id. That is, when the arc A is detected by the detection circuit 61, the exciting current Id is supplied to the position control coil 70d. As a result, the magnetic field in the portion where the position control coil 70d is arranged in FIG. 3B is increased, and the arc A starts moving toward the center O of the target 11 (see FIG. 2). Then, the detection coils 60a to 60
If the arc position detected by d becomes the center O of the target 11 as indicated by A2, the position control coil 70d
Is set to zero.

【0030】このように、本実施の形態の成膜装置で
は、図1のアーク位置検出部6およびアーク位置制御部
7により、ターゲット11上におけるアークAの位置を
自由自在に制御することができる。そのため、ターゲッ
ト11上におけるアークAの分布密度が一様になるよう
に制御することにより、ターゲット11の消費を均一に
することができる。
As described above, in the film forming apparatus of the present embodiment, the position of the arc A on the target 11 can be freely controlled by the arc position detector 6 and the arc position controller 7 shown in FIG. . Therefore, by controlling the distribution density of the arc A on the target 11 to be uniform, the consumption of the target 11 can be made uniform.

【0031】−第2の実施の形態− 図5および図6は、本発明による成膜装置の第2の実施
の形態を説明する図である。本実施の形態の成膜装置で
は、アーク位置制御部7(図1参照)の構造のみが上述
した第1の実施の形態の成膜装置と異なり、他の構成は
第1の実施の形態と同様である。
Second Embodiment FIGS. 5 and 6 are views for explaining a second embodiment of the film forming apparatus according to the present invention. In the film forming apparatus of the present embodiment, only the structure of the arc position control unit 7 (see FIG. 1) is different from the film forming apparatus of the above-described first embodiment, and other configurations are the same as those of the first embodiment. The same is true.

【0032】図5は、成膜装置のプラズマ成膜装置1に
設けられたアーク位置検出部6およびアーク位置制御部
7の詳細を示す図であり、図2と同様の部分を示す図で
ある。図5に示すように、本実施の形態では位置制御コ
イル80が一つだけ設けられており、この位置制御コイ
ル80は駆動装置81によってxy平面内を2次元的に
移動することができる。位置制御コイル80には電源8
2により励磁電流が供給される。
FIG. 5 is a diagram showing details of the arc position detecting unit 6 and the arc position control unit 7 provided in the plasma film forming apparatus 1 of the film forming apparatus, and is a diagram showing the same parts as in FIG. . As shown in FIG. 5, in the present embodiment, only one position control coil 80 is provided, and this position control coil 80 can be moved two-dimensionally in the xy plane by the driving device 81. The position control coil 80 has a power supply 8
2 supplies an exciting current.

【0033】図6は位置制御コイル80によるアーク位
置制御を説明する図であり、(a)は第1の制御例を示
し、(b)は第2の制御例を示している。図6の
(a),(b)は検出コイル60a〜60dおよび位置
制御コイル80をターゲット11側から見た図であり、
検出コイル60a〜60dは破線で示した。ここでは、
第1の実施の形態と同様に、ターゲット11の中心Oか
らずれた位置に発生したアークAをアークA2のように
中心Oに移動する場合を例に説明する。
FIGS. 6A and 6B are diagrams for explaining arc position control by the position control coil 80. FIG. 6A shows a first control example, and FIG. 6B shows a second control example. 6A and 6B are views of the detection coils 60a to 60d and the position control coil 80 as viewed from the target 11 side.
The detection coils 60a to 60d are indicated by broken lines. here,
As in the first embodiment, an example will be described in which the arc A generated at a position shifted from the center O of the target 11 is moved to the center O like the arc A2.

【0034】図6(a)に示す第1の制御例では、駆動
装置81により位置制御コイル80をアークAの位置ま
で移動する。次いで、電源82により位置制御コイル8
0に励磁電流を供給した後、位置制御コイル80をター
ゲット11の中心Oへ移動する。その結果、磁場の強い
領域が中心Oへ移動することにより、アークAも中心O
へと移動して二点鎖線A2のようなアークとなる。
In the first control example shown in FIG. 6A, the driving device 81 moves the position control coil 80 to the position of the arc A. Next, the position control coil 8 is
After supplying the exciting current to 0, the position control coil 80 is moved to the center O of the target 11. As a result, the region of the strong magnetic field moves to the center O, so that the arc A also moves to the center O
And the arc becomes like the two-dot chain line A2.

【0035】一方、図6(b)に示す第2の制御例で
は、まず、位置制御コイル80を、アークAを移動すべ
き位置であるターゲット11の中心Oに移動させる。そ
の後、位置制御コイル80に励磁電流を供給して磁場を
形成する。その結果、中心O付近の磁場が強くなってア
ークAがアークA2の位置に移動する。
On the other hand, in the second control example shown in FIG. 6B, first, the position control coil 80 is moved to the center O of the target 11 where the arc A is to be moved. Thereafter, an exciting current is supplied to the position control coil 80 to form a magnetic field. As a result, the magnetic field near the center O becomes stronger and the arc A moves to the position of the arc A2.

【0036】また、励磁電流が供給された位置制御コイ
ル80をターゲット11の全域にわたって移動させるこ
とによって、ターゲット10表面のアークAの発生分布
を均一にすることができる。そして、第2の実施の形態
の成膜装置では、第1の実施の形態の成膜装置に比較し
て位置制御コイルの数を減らすことができる。なお、位
置制御コイル80の代わりに永久磁石を配設し、その永
久磁石を駆動装置81で2次元的に移動させるようにし
ても良い。
By moving the position control coil 80 to which the exciting current is supplied over the entire area of the target 11, the distribution of the arc A generated on the surface of the target 10 can be made uniform. Further, in the film forming apparatus according to the second embodiment, the number of position control coils can be reduced as compared with the film forming apparatus according to the first embodiment. A permanent magnet may be provided instead of the position control coil 80, and the permanent magnet may be moved two-dimensionally by the driving device 81.

【0037】−第3の実施の形態− 図7は本発明による成膜装置の第3の実施の形態を説明
する図であり、第1の実施の形態の成膜装置と異なる部
分を示したものである。図7の(a)は成膜装置の一部
を示す図であり、図2と同様の部分を示したものであ
る。図7の(b)は、(a)のB−B断面図である。図
7において、90a〜90dはホール素子等で構成され
る磁気センサであり、アークAが発生したときの磁場を
磁気センサ90a〜90dで検出する。
Third Embodiment FIG. 7 is a view for explaining a third embodiment of the film forming apparatus according to the present invention, and shows parts different from the film forming apparatus of the first embodiment. Things. FIG. 7A is a view showing a part of the film forming apparatus, and shows a part similar to FIG. FIG. 7B is a sectional view taken along line BB of FIG. In FIG. 7, reference numerals 90a to 90d denote magnetic sensors constituted by Hall elements and the like, and the magnetic field when the arc A is generated is detected by the magnetic sensors 90a to 90d.

【0038】磁気センサ90a〜90dの検出信号Sa
〜Sdは検出回路94に入力され、検出回路94は各検
出信号Sa〜Sdの大きさを比較することによりアーク
Aの位置を算出する。例えば、図7に示すようなアーク
Aが発生した場合には、検出信号Sa〜Sdの大きさ
は、Sb>Sa≒Sc>Sdのようになる。
Detection signals Sa of the magnetic sensors 90a to 90d
To Sd are input to the detection circuit 94, and the detection circuit 94 calculates the position of the arc A by comparing the magnitudes of the detection signals Sa to Sd. For example, when the arc A as shown in FIG. 7 occurs, the magnitudes of the detection signals Sa to Sd are as follows: Sb> Sa ≒ Sc> Sd.

【0039】陽極チャンバ12の周囲を囲むように設け
られた位置制御コイル91には電源93から励磁電流が
供給され、陽極チャンバ12内のターゲット11付近に
z方向のアキシャル磁場を形成する。位置制御コイル9
1は、駆動装置92によりxy平面内を2次元的に移動
することができる。位置制御コイル91により形成され
る磁場の強さは位置制御コイル91の中心部分が最も強
く、位置制御コイル91をxy平面内で移動することに
より磁場の強い領域を2次元的に移動することができ
る。位置制御コイル91の中心がターゲット11の中心
Oとが一致するときには、中心O付近の磁場が最も強く
なる。
An excitation current is supplied from a power supply 93 to a position control coil 91 provided so as to surround the periphery of the anode chamber 12 to form an axial magnetic field in the z direction in the vicinity of the target 11 in the anode chamber 12. Position control coil 9
1 can be moved two-dimensionally in the xy plane by the driving device 92. The strength of the magnetic field formed by the position control coil 91 is the strongest at the center of the position control coil 91, and by moving the position control coil 91 in the xy plane, it is possible to two-dimensionally move the region with a strong magnetic field. it can. When the center of the position control coil 91 coincides with the center O of the target 11, the magnetic field near the center O becomes the strongest.

【0040】例えば、ターゲット11の中心Oからずれ
た位置に発生したアークAを中心方向に移動させる場合
には、図7(b)のように位置制御コイル91の中心を
ターゲット11の中心Oに一致させて励磁電流を供給す
る。その結果、中心O付近の磁場が強くなってアークA
が中心O方向に移動する。また、駆動装置92で位置制
御コイル91を駆動してその中心をxy平面内で2次元
的に移動させることにより、ターゲット10表面のアー
クAの発生分布を均一にすることができる。なお、第2
の実施の形態と同様に、位置制御コイル91の代わりに
永久磁石を配設し、その永久磁石を駆動装置92で2次
元的に移動させるようにしても良い。
For example, when the arc A generated at a position shifted from the center O of the target 11 is moved in the center direction, the center of the position control coil 91 is moved to the center O of the target 11 as shown in FIG. The excitation current is supplied in agreement. As a result, the magnetic field near the center O becomes stronger and the arc A
Moves in the center O direction. Further, by driving the position control coil 91 by the driving device 92 and moving the center thereof two-dimensionally in the xy plane, the distribution of the arc A on the surface of the target 10 can be made uniform. The second
Similarly to the embodiment, a permanent magnet may be provided instead of the position control coil 91, and the permanent magnet may be moved two-dimensionally by the driving device 92.

【0041】上述した実施の形態では、アーク位置制御
部7の位置制御コイル70a〜70d,80,91や、
アーク位置検出部6の検出コイル60a〜60dおよび
磁気センサ90a〜90dを陽極チャンバ12の外部に
設けたが、陽極チャンバ12内に設けるようにしても良
い。例えば、図8に示すように、陽極チャンバ12内の
ターゲット11の下側に検出コイル60a〜60dおよ
び位置制御コイル70a〜70dを配設する。その結
果、検出コイル60a〜60dおよび位置制御コイル7
0a〜70dをターゲット11に近接して設けることが
でき、アーク位置検出精度やアーク位置制御精度の向上
を図ることができる。
In the above-described embodiment, the position control coils 70a to 70d, 80, 91 of the arc position control unit 7,
Although the detection coils 60 a to 60 d and the magnetic sensors 90 a to 90 d of the arc position detection unit 6 are provided outside the anode chamber 12, they may be provided inside the anode chamber 12. For example, as shown in FIG. 8, detection coils 60a to 60d and position control coils 70a to 70d are provided below the target 11 in the anode chamber 12. As a result, the detection coils 60a to 60d and the position control coil 7
Since 0a to 70d can be provided close to the target 11, the accuracy of arc position detection and the accuracy of arc position control can be improved.

【0042】なお、陽極チャンバ12内は真空状態でチ
ャンバ外は大気圧であるため、陰極部10には真空−大
気圧間の配線を行うためのフィードスルー95が設けら
れている。検出コイル60a〜60dおよび位置制御コ
イル70a〜70dはフィードスルー95を介して検出
回路61および電源71にそれぞれ接続される。
Since the inside of the anode chamber 12 is in a vacuum state and the outside of the chamber is at atmospheric pressure, the cathode section 10 is provided with a feedthrough 95 for wiring between vacuum and atmospheric pressure. The detection coils 60a to 60d and the position control coils 70a to 70d are connected to a detection circuit 61 and a power supply 71 via a feedthrough 95, respectively.

【0043】また、検出コイル60a〜60dや磁気セ
ンサ90a〜90dの数は原理的には2つ以上設ければ
良いが、これらの数を多くすることにより、より精度良
くアーク位置を検出することができる。
In principle, the number of the detection coils 60a to 60d and the number of the magnetic sensors 90a to 90d may be two or more, but by increasing these numbers, the arc position can be detected more accurately. Can be.

【0044】さらに、第2および第3の実施の形態で
は、ターゲット11に対して位置制御コイル80および
91を2次元的に駆動したが、逆に、位置制御コイル8
0および91を固定してターゲット11の方を2次元的
に移動させるようにしても良い。また、検出と制御とを
電気回路で処理することで、検出コイル60a〜60d
と位置制御コイル70a〜70dとを兼ねても良い。
Further, in the second and third embodiments, the position control coils 80 and 91 are two-dimensionally driven with respect to the target 11.
The target 11 may be moved two-dimensionally with 0 and 91 fixed. In addition, by performing detection and control by an electric circuit, the detection coils 60a to 60d
And the position control coils 70a to 70d.

【0045】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、アーク位置検出部6はアーク
位置検出装置を、アーク位置制御部7はアーク位置制御
装置を、位置制御コイル80,91は磁場発生部を、駆
動装置81,92は位置変更装置を、制御装置5は励磁
電流コントロール部を、トロイダルダクト20はダクト
20を、フランジ206は入口を、フランジ207は出
口を、電源17,磁気コイル21およびバイアス電源2
2はプラズマ移送装置をそれぞれ構成する。
In the correspondence between the embodiment described above and the elements of the claims, the arc position detecting section 6 is an arc position detecting apparatus, the arc position controlling section 7 is an arc position controlling apparatus, and the position control coils 80 and Reference numeral 91 denotes a magnetic field generation unit, drive devices 81 and 92 each include a position changing device, control device 5 includes an excitation current control unit, toroidal duct 20 includes duct 20, flange 206 includes an inlet, flange 207 includes an outlet, and power supply 17. , Magnetic coil 21 and bias power supply 2
Reference numeral 2 denotes a plasma transfer device.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、 (1)請求項1の発明によれば、アーク位置検出装置に
よりアーク位置を検出することにより、ターゲット上の
アーク位置を正確に認識することができる。 (2)請求項2〜4の発明によれば、アーク位置制御装
置によりターゲット上のアーク位置を制御することがで
きるので、ターゲット上におけるアーク発生の分布を均
一にすることによりターゲット表面の消費を均一にする
ことができる。 (3)特に、請求項5の発明では、アーク放電時に発生
するマクロパーティクル等がダクトによって除去される
ため、汚染物質の少ない高純度な薄膜を成膜することが
できる。
As described above, (1) According to the first aspect of the present invention, the arc position on the target can be accurately recognized by detecting the arc position by the arc position detecting device. (2) According to the second to fourth aspects of the present invention, since the arc position on the target can be controlled by the arc position control device, the distribution of arc generation on the target is made uniform, thereby reducing the consumption of the target surface. It can be uniform. (3) In particular, in the invention of claim 5, since the macroparticles and the like generated at the time of arc discharge are removed by the duct, a high-purity thin film with little contaminants can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による成膜装置の第1の実施の形態を示
す図であり、陰極アーク放電を利用して成膜を行う成膜
装置の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of a film forming apparatus according to the present invention, and is a diagram illustrating a schematic configuration of a film forming apparatus that performs film formation using cathode arc discharge.

【図2】プラズマ成膜装置1に設けられたアーク位置検
出部6およびアーク位置制御部7の詳細を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing details of an arc position detector 6 and an arc position controller 7 provided in the plasma film forming apparatus 1.

【図3】検出コイル60a〜60dおよび位置制御コイ
ル70a〜70dの配置を示す図であり、(a)は検出
コイル60a〜60dをターゲット11側から見た平面
図で、(b)は位置制御コイル70a〜70dの平面図
である。
3A and 3B are diagrams showing the arrangement of detection coils 60a to 60d and position control coils 70a to 70d, where FIG. 3A is a plan view of the detection coils 60a to 60d as viewed from a target 11, and FIG. It is a top view of coils 70a-70d.

【図4】トロイダルダクト20の形状の一例を示す図で
あり、(a)はダクト上方から見た平面図、(b)は正
面図である。
4A and 4B are diagrams showing an example of the shape of the toroidal duct 20, wherein FIG. 4A is a plan view as viewed from above the duct, and FIG. 4B is a front view.

【図5】第2の実施の形態の成膜装置における、アーク
位置検出部6およびアーク位置制御部7の詳細を示す断
面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating details of an arc position detection unit 6 and an arc position control unit 7 in the film forming apparatus according to the second embodiment.

【図6】位置制御コイル80によるアーク位置制御を説
明する図であり、(a)は第1の制御例を示し、(b)
は第2の制御例を示している。
6A and 6B are diagrams for explaining arc position control by a position control coil 80, wherein FIG. 6A shows a first control example, and FIG.
Shows a second control example.

【図7】本発明による成膜装置の第3の実施の形態を示
す図であり、(a)は成膜装置の一部を示す断面図で、
(b)は(a)のB−B断面図である。
FIG. 7 is a view showing a third embodiment of the film forming apparatus according to the present invention, wherein (a) is a cross-sectional view showing a part of the film forming apparatus;
(B) is BB sectional drawing of (a).

【図8】検出コイル60a〜60dおよび位置制御コイ
ル70a〜70dを、陽極チャンバ12内に配設した場
合を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a case where detection coils 60a to 60d and position control coils 70a to 70d are arranged in an anode chamber 12.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プラズマ発生部 2 フィルタ部 3 ビームスキャン部 4 成膜チャンバ 5 制御装置 6 アーク位置検出部 7 アーク位置制御部 10 陽極部 11 ターゲット 12 陽極チャンバ 13 アーク電源 14 トリガ 20 トロイダルダクト 41 基板 60a〜60d 検出コイル 70a〜70d,80,91 位置制御コイル 81,92 駆動装置 90a〜90d 磁気センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma generation part 2 Filter part 3 Beam scanning part 4 Film-forming chamber 5 Control device 6 Arc position detection part 7 Arc position control part 10 Anode part 11 Target 12 Anode chamber 13 Arc power supply 14 Trigger 20 Toroidal duct 41 Substrate 60a-60d Detection Coil 70a to 70d, 80, 91 Position control coil 81, 92 Driving device 90a to 90d Magnetic sensor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陰極を構成するターゲットと陽極との間
にアーク放電を発生させて前記ターゲットのイオンを含
むプラズマビームを生成し、そのプラズマビームを基板
上に照射して成膜する成膜装置において、 アーク放電により発生する磁場を検出して、前記ターゲ
ット上におけるアークの位置を検出するアーク位置検出
装置を備えることを特徴とする成膜装置。
1. A film forming apparatus that generates an arc discharge between a target constituting a cathode and an anode to generate a plasma beam containing ions of the target, and irradiates the plasma beam onto a substrate to form a film. 3. The film forming apparatus according to claim 1, further comprising an arc position detecting device that detects a magnetic field generated by the arc discharge and detects a position of the arc on the target.
【請求項2】 請求項1に記載の成膜装置において、 前記アーク位置検出装置の検出情報に基づいて前記ター
ゲット上の磁場強度分布を変化させ、前記ターゲット上
における前記アークの位置を制御するアーク位置制御装
置を設けたことを特徴とする成膜装置。
2. The arc according to claim 1, wherein a magnetic field intensity distribution on the target is changed based on detection information of the arc position detection device to control a position of the arc on the target. A film forming apparatus provided with a position control device.
【請求項3】 請求項2に記載の成膜装置において、 前記アーク位置制御装置が、前記ターゲット上に磁場を
形成する磁場発生部と、前記ターゲットと前記磁場発生
部との相対位置を変更する位置変更装置とを備えたこと
を特徴とする成膜装置。
3. The film forming apparatus according to claim 2, wherein the arc position control device changes a relative position between the target and the magnetic field generating unit that forms a magnetic field on the target. A film forming apparatus comprising: a position changing device.
【請求項4】 請求項2に記載の成膜装置において、 前記アーク位置制御装置が、 少なくとも3つの磁気コイルと、 各磁気コイルに励磁電流をそれぞれ供給する電源と、 前記電源から各磁気コイルに供給される励磁電流を各々
調整して、ターゲット上の所定領域の磁場が他の領域の
磁場より大きくなるように制御する励磁電流コントロー
ル部とを備えることを特徴とする成膜装置。
4. The film forming apparatus according to claim 2, wherein the arc position control device comprises: at least three magnetic coils; a power supply for supplying an exciting current to each of the magnetic coils; A film forming apparatus comprising: an exciting current control unit that controls each of the supplied exciting currents so that a magnetic field in a predetermined area on the target is larger than a magnetic field in another area.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載
の成膜装置において、 アーク放電により生成されたプラズマが入射する入口お
よび前記基板へとプラズマを出射する出口を有する屈曲
したダクトと、 前記ダクトの周囲に巻かれた磁気コイルによる磁力によ
って、前記プラズマビームを前記ダクトに沿って前記入
口から前記出口へと移送するプラズマ移送装置とを備え
たことを特徴とする成膜装置。
5. The film forming apparatus according to claim 1, wherein a bent duct having an inlet through which plasma generated by arc discharge enters and an outlet through which plasma is emitted to the substrate is provided. And a plasma transfer device for transferring the plasma beam from the inlet to the outlet along the duct by a magnetic force generated by a magnetic coil wound around the duct.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014188634A1 (en) * 2013-05-23 2014-11-27 キヤノンアネルバ株式会社 Film formation device

Cited By (3)

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JP5965058B2 (en) * 2013-05-23 2016-08-03 キヤノンアネルバ株式会社 Deposition equipment
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