JP2016089233A - 成膜装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板に保護膜を成膜する成膜装置のフィルタ部のメンテナンス性を向上する。【解決手段】成膜装置は、アーク放電によってプラズマを発生させるソース部と、前記ソース部で発生した前記プラズマを照射するために被成膜材が配置される成膜部と、前記ソース部から前記成膜部に向けて前記プラズマを誘導する誘導部と、を有し、前記誘導部は、前記ソース部および前記成膜部のそれぞれに気密に接続され、内部を前記プラズマが通過する隔壁部と、前記隔壁部の内部に前記プラズマを誘導するための磁場を形成する複数の磁石部と、を備え、前記複数の磁石部は、連結角度が調整できるように接続され、前記隔壁部は、前記複数の磁石部の連結角度に応じて屈曲可能な管状部材を有する。【選択図】図１
Description
基板に保護膜を形成する成膜装置に関する。
従来、例えばｔａ−Ｃ（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌ Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｃａｒｂｏｎ／テトラヘドラル アモルファス カーボン）からなる保護膜を基板に形成する成膜装置が知られている。このような成膜装置は、円筒状の電磁石コイルの内壁が真空隔壁となるフィルタ部を備え、電磁石コイルの内壁に組立式のバッフルが固定されている（特許文献１参照）。
上記特許文献１のフィルタ部のは、複数のフランジを組み立てた構造であるため、バッフルの交換や清掃を行う際にフランジを取り外す必要がある。
しかしながら、フランジを取り外す作業はコストを要する。また、フランジを組み立てる際に電磁石コイルの位置関係が変化してしまうとイオンビームの経路まで変化し、成膜の再現性が損なわれるおそれがある。このため、電磁石コイルの位置決めに多くの工数を費やしていた。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、基板に保護膜を成膜する成膜装置のフィルタ部のメンテナンス性を向上することを目的とする。
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の成膜装置は、アーク放電によってプラズマを発生させるソース部と、前記ソース部で発生した前記プラズマを照射するために被成膜材が配置される成膜部と、前記ソース部から前記成膜部に向けて前記プラズマを誘導する誘導部と、を有し、前記誘導部は、前記ソース部および前記成膜部のそれぞれに気密に接続され、内部を前記プラズマが通過する隔壁部と、前記隔壁部の内部に前記プラズマを誘導するための磁場を形成する複数の磁石部と、を備え、前記複数の磁石部は、連結角度が調整できるように接続され、前記隔壁部は、前記複数の磁石部の連結角度に応じて屈曲可能な管状部材を有する。
本発明によれば、フィルタ部のメンテナンス性が向上する。具体的には、ソースチャンバを動かさずにバッフル交換が可能であること、リークリスクが減少すること、若しくは、組立時の再現性を確保できるなどの効果が得られる。
以下、図面を参照して本願発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
また、本実施形態では、図１に示すようにインライン式の連続処理装置に成膜装置１２８を接続した構成を説明するが、成膜装置１２８をインライン式の連続処理装置の一部に組み入れない構成としてもよい。また、本実施形態では、被成膜材としてハードディスクドライブの磁気ディスク（プラッタ）などの基板１に保護膜を形成する保護膜形成装置について説明しているが、これに限定されず、他の用途に適用してもよい。
［システム構成］まず、図１を参照して、本実施形態の真空処理装置について説明する。
図１は、本実施形態の真空処理装置を示す平面図である。本実施形態の真空処理装置はインライン式の連続処理装置である。インライン式とは、連結された複数のチャンバを経由して基板が搬送される形式の装置をいう。本実施形態の真空処理装置は、複数のチャンバ１１１〜１３０が矩形状に無端状に連結されている。各チャンバ１１１〜１３０は、専用又は兼用の排気系によって排気される真空容器である。
各チャンバ１１１〜１３０はゲートバルブＧＶを介して連結されている。各チャンバ１１１〜１３０にはゲートバルブＧＶを介してキャリア１０を搬送できる搬送装置が設けられている。搬送装置は、キャリア１０を垂直姿勢で搬送する搬送路を有している。基板１は、キャリア１０に搭載されて不図示の搬送路に沿って搬送される。チャンバ１１１は、キャリア１０への基板１の搭載を行うロードロック室である。チャンバ１３０は、キャリア１０からの基板１の回収を行うアンロードロック室である。なお、基板１は、中心部分に孔（内周孔部）を有する金属製若しくはガラス製の円板状部材である。
チャンバ１１３〜１２９は基板１の表面に各種成膜処理を行う処理室である。具体的には、基板１に密着層を形成する密着層形成室１１３と、密着層が形成された基板１に軟磁性層を形成する軟磁性層形成室１１４、１１５、１１７と、軟磁性層の形成された基板１にシード層を形成するシード層形成室１１９と、シード層が形成された基板１に中間層を形成する中間層形成室１２０、１２１と中間層が形成された基板１に磁性膜を形成する磁性膜形成室１２４、１２５と、磁性膜の上に保護膜を形成する成膜装置（保護膜形成装置）１２８とを含む。また、矩形の角部に位置するチャンバ１１２、１１６、１２３、１２７は、基板１の搬送方向を９０°転換する方向転換機構を備えた方向転換室である。
チャンバ１１３〜１１５、１１７、１１９〜１２１、１２４、１２５は、いずれもＤＣマグネトロンスパッタリングプロセスにより、基板１に密着層、軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層を成膜する。各形成室は、ターゲット材質が異なるが基本的には同じ構成である。以下では、磁性膜形成室１２４の構成を例に挙げて説明する。
磁性膜形成室１２４は、排気系と、プロセスガスを導入するガス導入系と、内部の空間に被スパッタ面を露出させて設けたターゲットと、放電用の電圧をカソード電極（ターゲット）に印加する電源と、ターゲットの背後に設けられた磁石装置とを有して構成されている。磁性膜形成室１２４は、キャリア１０（基板１）を基準として左右対称な構造であり、キャリア１０に保持された基板１の両面に同時に成膜できる。プロセスガスを導入しながら排気系によって磁性膜形成室１２４内を所定の圧力に保ち、この状態で電源部から電力を印加する。この結果、放電が生じてターゲットがスパッタされ、スパッタされたターゲット材料が基板１に達して基板１の表面に所定の磁性膜が形成される。なお、図１は、上記で説明しなかった処理室も描かれている。これらの処理室は、基板１を冷却する基板冷却室や、基板１を持ち替える基板持替室である。
キャリア１０は、２枚の基板１を同時に保持することができる。キャリア１０は、基板を保持するＮｉ合金製のホルダーと、ホルダーを支持して搬送路上を移動するスライダとを有している。キャリア１０は垂直姿勢で搬送路上を移動することができる。ホルダーに設けられた複数の部材（板ばね）で基板１の外周部の数カ所を支持できるため、基板１の成膜面を遮ることなくターゲットに対向した姿勢で基板１を保持できる。
不図示の搬送装置は搬送路に沿って並べられた複数の従動ローラと、磁気結合方式により動力を真空側に導入する磁気ネジとを備えている。キャリア１０のスライダは永久磁石を備えており、スライダの永久磁石と回転する磁気ネジとを磁気結合することで、スライダ（キャリア１０）を従動ローラに沿って移動させる。
ここで、真空処理装置内部での基板１の処理手順について説明する。
まず、ロードロック室１１１内で未処理の２枚の基板１が最初のキャリア１０に搭載される。このキャリア１０は密着層形成室１１３に移動して、基板１に密着層が形成される。この際、次のキャリア１０への２枚の未処理の基板１の搭載動作が行われる。１タクトタイムが経過すると、キャリア１０は軟磁性層形成室１１４に移動し、基板１に軟磁性層が形成される。この際、次のキャリア１０は密着層形成室１１３に移動し、基板１に密着層が形成され、ロードロック室１１１内でさらに次のキャリア１０への基板１の搭載動作が行われる。
このようにして、タクトタイム毎にキャリア１０が隣接するチャンバに搬送され、密着層、軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層、保護膜の形成が順次行われる。密着層は密着層形成室１１３、軟磁性層は軟磁性層形成室１１４、１１５、１１７、シード層はシード層形成室１１９、中間層は中間層形成室１２０、１２１、磁気記録層は磁気記録層形成室１２４、１２５でＤＣマグネトロンスパッタリングプロセスによって成膜される。保護膜は、例えばｔａ−Ｃ膜であり、成膜装置１２８でＣＶＤプロセスによって成膜される。そして、成膜処理の後、キャリア１０はアンロードロックチャンバ１３０に達し、このキャリア１０から処理済みの２枚の基板１の回収動作が行われる。
［装置構成］次に、図２を参照して、本実施形態の成膜装置１２８について説明する。
図２はキャリア１０の移動方向から見た成膜装置１２８の概略断面図である。成膜装置１２８は、アーク放電によってプラズマを発生させるソースチャンバ（ソース部）１４０と、ソースチャンバ１４０で発生したプラズマを照射するために基板１が配置される成膜チャンバ（成膜部）１５０と、ソースチャンバ１４０から成膜チャンバ１５０に向けてプラズマを誘導するフィルタ部（イオン誘導部）１６０と、を備えている。ソースチャンバ１４０とフィルタ部１６０は成膜チャンバ１５０の左右両側に設けられているが、図２では便宜上一方側のみを描画している。
フィルタ部１６０の内部には、真空の隔壁部１６２が挿通されている。成膜チャンバ（ソース部）１４０は、排気系に接続された真空容器であり、キャリア１０に保持された２つの基板１の両面に同時に成膜できる。基板１は、上述の搬送装置で成膜チャンバ１５０内を移動するキャリア１０に保持されている。成膜装置１２８は、所定位置にあるキャリア１０（基板１）を基準として水平方向に対称な構成を備えている。基板１に成膜される際には搬送装置により、成膜チャンバ１５０の中央にキャリア１０を介して基板１が所定位置に保持される。
フィルタ部１６０の両端部はソースチャンバ１４０と成膜チャンバ１５０に接続されている。なお、フィルタ部（イオン誘導部）１６０の詳細については図４で後述する。
図３はソースチャンバ１４０の構成を模式的に示している。ソースチャンバ１４０は、アーク放電によってプラズマを発生させるために、カーボンターゲット１４１、ストライカ１４２、アノード１４３を内部に備えている。アノード１４３との間でターゲット１４１に電圧を印加した状態で、ストライカ１４２をターゲット１４１の表面に接触させると、アノード１４３とターゲット１４１との間でアーク放電を生じる。アーク放電によりターゲット材料のイオンが発生する。本実施形態のターゲット１４１はカーボン製なので、発生するイオンはカーボンイオンである。イオンはフィルタ部１６０を通って基板１に誘導される。
図４及び図５はフィルタ部１６０の構成を模式的に示している。フィルタ部（イオン誘導部）１６０は、ソースチャンバ１４０で発生したカーボンイオンを成膜チャンバ１５０に設置された基板１まで誘導する誘導路の機能を有する。アーク放電により発生したカーボンイオンは電子に引寄せられる。磁石部１６１により発生させた磁力線に沿って電子が移動することで、カーボンイオンはフィルタ部１６０の内部を輸送される。フィルタ部１６０は、磁力を発生させる複数の磁石部１６１と、ソースチャンバ１４０と成膜チャンバ１５０とをつなぐ隔壁部（真空隔壁とバッフル）１６２を備えている。
隔壁部１６２は、誘導経路である真空隔壁とバッフルの機能を合わせた金属製の管状部材であり、真空隔壁の内壁にバッフルの役割を果たすヒダ状構造が等間隔に形成されている。バッフルは真空隔壁とは別部品として構成することも可能であり、真空隔壁内に装着して二重構造にすることもできる。隔壁部の真空隔壁はフレキシブルに変形できる構造であり、磁石部（電磁石コイル１６１ａと金属管１６１ｂ）１６１と別部材として構成されている。隔壁部１６２は、電磁石コイル１６１ａの導線が巻かれている金属管１６１ｂの内側を挿通するように配置することができる。
バッフルは、ソースチャンバ１４０で発生したプラズマ中のドロップレットの吸着と基板１へのパーティクルの流入を遮断するための構造を有する円板状の金属部材であり、ソースチャンバ１４０と成膜チャンバ１５０とを気密に連結する誘導経路である真空隔壁の内壁にヒダを形成するように蛇腹状に複数並べて配置されている。バッフルの内径は、管状の誘導経路内に設置されるため、成膜に必要な有効ビーム部を通過させつつ、ドロップレットやパーティクルを除去できる寸法に予め調整されている。また、ドロップレットは内壁に反射を繰り返して、基板１へ到達するため、溝形状あるいは傾斜のあるバッフルを用いればよい。
磁石部１６１はそれぞれ、金属管１６１ｂの外周に電磁石コイル１６１ａを巻回して構成されている。複数の金属管１６１ｂはそれぞれ、後述するヒンジ機構で接続されている。本実施形態では３つの磁石部１６１を有しており、長尺状に連結された複数の磁石を磁石群ともいう。
金属管１６１ｂは、電磁石コイル１６１ａの導線を巻回されている金属製の管状部材であり、ボビンとしての機能を有する。
電磁石コイル１６１ａは、カーボンイオンを輸送するための磁力線を発生させる構成である。コイルに電流を流し磁場を発生させることで、電磁石コイル１６１ａが巻回されている金属管１６１ｂ内の軸方向に磁力線を発生させる。発生させた磁力線に沿って電子が移動することで、ソースチャンバ１４０で発生させたカーボンイオンを基板１が設置された成膜チャンバ１５０へ輸送する。
図４は、組立時のフィルタ部１６０の状態を示しており、フィルタ部１６０は、フランジ部１６０ａ、１６０ｂによりソースチャンバ１４０と成膜チャンバ１５０に接続されている。具体的には、図４（Ｂ）のように、隔壁部１６２は、磁石部１６１の金属管１６１ｂ内部に配置され、磁石部１６１の形状に合わせて湾曲しており、両端部がフランジ部１６０ａ、１６０ｂによりソースチャンバ１４０と成膜チャンバ１５０とにそれぞれ気密に接続されている。
図５は、メンテナンス時のフィルタ部１６０の状態を示しており、フィルタ部１６０はソースチャンバ１４０から取り外されている。図５（Ａ）のように、複数の磁石部１６１がまっすぐに伸ばされた状態において、図５（Ｂ）のように磁石部１６１の内部の隔壁部１６２も直線状となる。この状態で、隔壁部１６２の成膜チャンバ１５０との締結を解除すれば、隔壁部１６２だけを取り外すことができる。
図６は、図５のようにまっすぐに伸ばされた磁石部１６１を拡大した上面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）を示している。また、図７は屈曲状態（Ａ）及び直線状態（Ｂ）におけるヒンジ機構の拡大図、図８は屈曲状態から直線状態または直線状態から屈曲状態へ変形する際のヒンジ機構の動作を示している。
磁石部１６１は、複数の電磁石コイル１６１ａがヒンジ機構１７０によって直列に連結されて構成されている。なお、図中では磁石群は３個の磁石部１６１を備えているが、磁石部の個数は３個に限定されず、２個以上であれば本発明を適用できる。
ヒンジ機構１７０は、一対のヒンジブロック１７１Ａ、１７１Ｂ、回転軸１７２、プランジャ１７３を備えている。
ヒンジ機構１７０は、一対のヒンジブロック１７１Ａ、１７１Ｂ、回転軸１７２、プランジャ１７３を備えている。
ヒンジブロック１７１Ａ、１７１Ｂは、隣接する電磁石コイル１６１ａを接続するために、各金属管１６１ｂの接続方向の両端部に設けられたベース部材である。ヒンジブロック１７１Ａ、１７１Ｂには、回転軸用の穴１７１ａ、プランジャ固定用のタップ１７１ｂ、回転角度を決める当て面１７１ｃが設けられている。ヒンジブロック１７１Ａ、１７０Ｂと当て面１７１ｃで磁石群が所定の角度になるように調整する第１のストッパーを構成している。
回転軸１７２は、隣接する磁石部１６１の金属管１６１ｂ同士を接続する。ヒンジブロック１７１Ａ、１７１Ｂの回転軸１７２を中心にして、フィルタ部１６０を９０°屈曲した第１の状態とまっすぐに伸ばされた第２の状態に変更可能である。
プランジャ１７３は、磁石群が所定の角度にて位置を保ち、フィルタ部１６０として９０°屈曲した第１の状態を保持するための機能を備えている。
当て面１７１ｃは、磁石部１６１同士が必要以上に回転しないようにヒンジブロック１７１Ａ、１７１Ｂに設けられた接触面であり、当て面１７１ｃの傾斜角度を調整することで、フィルタ部１６０を９０°屈曲した状態で、連結された各磁石部１６１の回転角度を決定できる。
プランジャピン１７３ａは、プランジャ１７３の先端部に設けられ、ヒンジブロック１７１Ａ、１７０Ｂが当て面１７１ｃに接触した際に、ヒンジブロック１７１Ｂの端面に形成された断面半円状のプランジャピン用の穴１７１ｂにプランジャピン１７３ａが係合することで、フィルタ部１６０が９０°屈曲した第１の状態を保持する。
一対のメカストッパー（第２のストッパー）１７１ｄは、隣接する磁石部１６１がまっすぐに伸ばされた第２の状態になったときに、磁石部１６１を水平状態に保持するために、各磁石部１６１の電磁石コイル１６１ａの接続方向の両端部に設けられている。
ここで、磁石部１６１と隔壁部１６２とを分離可能とした構造の利点について説明する。
フィルタ部１６０のメンテナンス作業では、フィルタ部１６０の内部に設置されたバッフル（隔壁部１６２の内壁のヒダ）表面に付着したパーティクル、バッフル間に溜まったドロップレットの清掃およびバッフルの交換を行う必要がある。すなわち、フィルタ部１６０のメンテナンス作業では、バッフルの清掃を行うためバッフルにアクセスする必要があり、そのためには磁石部１６１から隔壁部１６２を取り外すと作業が容易となる。
本実施形態の成膜装置１２８では、磁石部１６１（磁石群）と隔壁部１６２とを別体とし分離可能に構成した。具体的には、複数の磁石部１６１の互いの連結角度が調整できるようにヒンジ機構１７０により接続している。具体的には、図８（Ａ）の屈曲状態から図８（Ｄ）の直線状態にする際には、複数の磁石部１６１を成膜チャンバ１５０側（図８（Ｂ））から順に伸ばし、反対に図８（Ｄ）の直線状態から図８（Ａ）の屈曲状態にする際には、複数の磁石部１６１をソースチャンバ１４０側（図８（Ｃ））から順に屈曲可能である。このように、フィルタ部１６０の誘導経路が９０°屈曲した第１の状態（屈曲状態）とまっすぐに伸ばされた第２の状態（直線状態）の間で変形可能となる。
また、フレキシブルな管状部材（隔壁部１６２）に真空隔壁およびバッフルとしての機能を持たせて、管状の電磁石コイル１６１ａの中空内部に挿通させる構造とした。このように構成することで、フィルタ部１６０を直線状態にしたときに内部の隔壁部１６２も直線状態となり、組立時やメンテナンス時の隔壁部１６２の環状部材の挿抜が容易となる。
このように、隔壁部１６２をフレキシブルに変形可能な構造とするとともに、複数の磁石部１６１（磁石群）をヒンジ機構１７０により接続し、各電磁石コイルの位置関係を調整できる構造とした。これにより、複数の磁石部１６１の各電磁石コイル１６１ａを動かすことによって、ソースチャンバ１４０を動かすことなく隔壁部１６２の交換などのメンテナンス作業ができるようになる。
さらに、隔壁部１６２の両端部（２箇所）を取り外すだけで隔壁部１６２の取り外しが可能となるので、ガス漏れのリスクを低減できる。すなわち、本実施形態では、電磁石コイル１６１ａの連結個数にかかわらず、挿入した隔壁部１６２は、隔壁部１６２の両端部の２箇所で接続される構造とした。これにより、ガス漏れが発生する可能性のある箇所が２箇所に限定されるため、結果として、ガス漏れのリスクが低減される。
また、ヒンジブロック１７１Ａ、１７１Ｂに当て面１７１ｃとプランジャ１７３を準備して、組み立て毎に同じ位置で固定できるように構成したので、組立時の再現性を確保できる。
［メンテナンス手順］次に、図９（Ａ）〜（Ｉ）を参照して、フィルタ部１６０のメンテナンス手順について説明する。
図９（Ａ）は、隔壁部１６２の一端のフランジ部１６０ａをソースチャンバ１４０から取外す工程を示している。
図９（Ｂ）は、ヒンジ機構１７０により接続された、複数の磁石部１６１を成膜チャンバ１５０側から順に伸ばしていき、隔壁部１６２を直線状態に伸ばす工程を示している。フィルタ部１６０は、隔壁部１６２がフレキシブルであることと、成膜チャンバ１５０側から屈曲させることで、ソースチャンバ１４０を移動させずに、フランジ部１６０ａの着脱が可能である。
図９（Ｂ）は、ヒンジ機構１７０により接続された、複数の磁石部１６１を成膜チャンバ１５０側から順に伸ばしていき、隔壁部１６２を直線状態に伸ばす工程を示している。フィルタ部１６０は、隔壁部１６２がフレキシブルであることと、成膜チャンバ１５０側から屈曲させることで、ソースチャンバ１４０を移動させずに、フランジ部１６０ａの着脱が可能である。
図９（Ｃ）は、直線状態に伸ばされた磁石部１６１がメカストッパー（第２のストッパー）１７１ｄにより水平状態を保持している状態を示している。
図９（Ｄ）は、隔壁部１６２のバッフル内に溜まったドロップレットを清掃する工程を示している。隔壁部１６２の他端のフランジ部１６０ｂを成膜チャンバ１５０側から 取り外す。
図９（Ｅ）は、磁石部１６１（磁石群）から、隔壁部１６２を引き抜く工程を示している。隔壁部１６２の内部を清掃／再生処理する（内部に溜まったドロップレッドおよびパーティクルの除去） 。
図９（Ｆ）は、清掃／洗浄済みの隔壁部１６２、または、新品の隔壁部１６２に交換し、磁石部１６１に挿入する工程を示している。
図９（Ｇ）は、磁石部１６１に挿入した隔壁部１６２の他端のフランジ部部１６０ｂを成膜チャンバ１５０に接続する工程を示している。
図９（Ｈ１）、（Ｈ２）は、磁石部１６１をソースチャンバ１４０側から順に屈曲させる工程を示している。屈曲する角度はヒンジブロック１７１Ａ、１７１Ｂの当て面（第１のストッパー）１７１ｃの傾斜角度により予め決められており、プランジャ１７３によって固定される。
図９（Ｉ）は、隔壁部１６２の一端のフランジ部１６０ａとソースチャンバ１４０とを接続する工程を示し、これでメンテナンス作業が完了となる。
１…基板（被成膜材）、１２８…成膜装置、１４０…ソースチャンバ（ソース部）、１５０…成膜チャンバ（成膜部）、１６０…フィルタ部（イオン誘導部）、１６１…磁石部、１６２…隔壁部
Claims (5)
- アーク放電によってプラズマを発生させるソース部と、
前記ソース部で発生した前記プラズマを照射するために被成膜材が配置される成膜部と、
前記ソース部から前記成膜部に向けて前記プラズマを誘導する誘導部と、を有し、
前記誘導部は、
前記ソース部および前記成膜部のそれぞれに気密に接続され、内部を前記プラズマが通過する隔壁部と、
前記隔壁部の内部に前記プラズマを誘導するための磁場を形成する複数の磁石部と、を備え、
前記複数の磁石部は、連結角度が調整できるように接続され、
前記隔壁部は、前記複数の磁石部の連結角度に応じて屈曲可能な管状部材を有することを特徴とする成膜装置。 - 前記複数の磁石部は、前記連結角度を調整することで、前記ソース部から前記成膜部に前記プラズマを誘導できるように前記隔壁部を屈曲した第１の状態と、前記複数の磁石部から前記隔壁部を取り外せるように前記隔壁部を直線状にする第２の状態とに変形可能であることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
- 前記複数の磁石部を連結するヒンジブロック及び回転軸と、前記第１の状態に保持する第１のストッパーと、前記第２の状態に保持する第２のストッパーと、を含むヒンジ機構をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
- 前記磁石部のそれぞれは、金属管と、その外周に巻回された電磁石コイルとを有し、
前記複数の磁石部が連結されたイオン誘導部は、一端のフランジ部がソース部に接続され、他端のフランジ部が成膜部に接続されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の成膜装置。 - 前記隔壁部は、前記管状部材の内部に設けられ、前記プラズマ中のパーティクルを除去するバッフルをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成膜装置。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996026531A2 (en) * | 1995-02-20 | 1996-08-29 | Avimo Group Limited | Filtered cathodic arc source |
| JP2002105628A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-10 | Nissin Electric Co Ltd | 真空アーク蒸着装置 |
| JP2005023407A (ja) * | 2003-07-02 | 2005-01-27 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | 成膜装置及び成膜方法 |
| WO2007089216A1 (en) * | 2005-09-01 | 2007-08-09 | Gorokhovsky Vladimir I | Plasma vapor deposition method and apparatus utilizing bipolar bias controller |
| US20080105657A1 (en) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | Atomic Energy Council - Institute Of Nuclear Energy Research | Macroparticle-filtered coating plasma source device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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