TWI461558B - 電漿處理裝置 - Google Patents

Description

電漿處理裝置 發明領域

本發明係有關一種電漿處理裝置。

背景技術

例如，如專利文獻1記載所示，進行形成電漿而促進蒸鍍的電漿輔助法之蒸鍍裝置為悉知。電漿雖然可以促進形成蒸鍍被膜之蒸鍍材料的化學反應，但是當與表面形成有蒸鍍被膜之被蒸鍍體接觸時，會引起將被蒸鍍體的表面物質彈開之被稱為撞擊效果(bombardment effect)的現象。為了清潔被蒸鍍體(被處理物)的表面，也會有積極利用根據電漿之撞擊效果的情況。

連同電漿氣體一起釋出電子而形成電漿之電漿槍，通常具有：形成用以將釋出的電子朝軸方向引導的磁束之收束線圈。收束線圈所形成的磁束係從收束線圈的出口側朝軸方向延伸後，在外側折返再回授到收束線圈的入口側。在外側折返的磁束之一部份係能夠貫穿被蒸鍍體或是通過被蒸鍍體的附近。因為電漿是以與磁束纒繞的方式進行移動，因此在習知的蒸鍍裝置中，雖然微量但還是會將電漿引導到被蒸鍍體的附近。因此，在習知的蒸鍍裝置 中，要將被蒸鍍體與電漿完全隔離為困難的，電漿會在被蒸鍍體的表面施予根據撞擊效果之損傷。

在專利文獻2中，其係記載了：在根據利用電漿槍而被彈飛的物質，將被處理物進行塗布之離子濺鍍裝置中，設置有：挾持被處理物並形成相互排斥的磁束之1對線圈，並藉由調整兩線圈的磁束相互抵消之會切面(cusp surface)、與被處理物的位置關係，控制離子濺渡(撞擊)的速度之發明。在該發明中，因為基本上電漿是朝被處理物進行引導，因此即使可以調整濺鍍的強度，也無法將被處理物從電漿隔離而完全防止濺鍍。

先前技術文獻 專利文獻

【專利文獻1】日本專利第4074370號公報

【專利文獻2】日本特開平4-329637號公報

發明概要

有鑑於前述問題點，本發明之課題係以提供一種可以使電漿接近或接觸被處理物，也可以使電漿與被處理物隔離之電漿處理裝置為課題。

為了解決前述課題，根據本發明之電漿處理裝置係具有：在內部有保持被處理物的保持空間、及可形成電漿的電漿空間之腔室；在前述電漿空間內釋出電子而形成 電漿之電漿槍；及在前述保持空間及電漿空間之間形成橫越前述腔室的磁束之至少1對對向磁石。

根據該構成，前述對向磁石的磁場係捕捉前述電漿槍的磁束，而使前述電漿槍的磁束無法靠近前述被處理物。換言之，因為前述對向磁石形成的直線磁場係捕集欲從前述電漿空間進入到前述保持空間的離子及帶電粒子，因此可以達到電漿不與被處理物接觸而造成損傷。又，因為因應前述對向磁石的捕集能力而決定朝保持空間之電漿洩漏量，因此也可以根據前述對向磁石的捕集能力而調整撞擊效果的程度。

又，在本發明之電漿處理裝置中，前述對向磁石能夠調整位置亦可。

根據該構成，可以實質變更局限電漿之電漿空間的界限位置。尤其是，藉由個別變更前述對向磁石的高度，可以配合前述電漿槍或前述腔室的非對稱性而調整電漿的遮蔽能力，使進入到前述保持空間的中性粒子量或洩漏的電漿量能夠均一。

又，本發明之電漿處理裝置，其係在包圍前述腔室的前述保持空間之部份設有遮蔽磁束的電磁屏蔽亦可。

根據該構成，前述電磁屏蔽係引導與前述對向磁石所形成的直線磁場相反方向的磁束，可以使磁束不會通過保持區域。

又，在本發明之電漿處理裝置中，前述對向磁石係由電磁石構成，並且能夠調整激磁電流亦可。

根據該構成，易於控制朝前述保持空間之電漿洩漏量。

又，在本發明之電漿處理裝置中，前述對向磁石係為多對的磁石亦可。

根據該構成，因為前述對向磁石係在側方平面性並列形成橫越前述腔室的直線磁場，因此能夠以面封住電漿。

如以上所示，根據本發明，在被處理物與電漿之間形成直線磁場，可以控制到達被處理物的電漿量，並且也可以防止撞擊。

1‧‧‧電漿蒸鍍裝置(電漿處理裝置)

2‧‧‧腔室

2a‧‧‧保持空間

2b‧‧‧電漿空間

3‧‧‧電漿槍

4‧‧‧對向磁石

5‧‧‧玻璃基板(被處理物)

6‧‧‧坩堝

7‧‧‧電磁屏蔽

8‧‧‧陰極

9‧‧‧第1電極

10‧‧‧第2電極

11‧‧‧回授電極

12‧‧‧收束線圈

13‧‧‧驅動電路

14‧‧‧激磁電路

15‧‧‧位置調整機構

圖1係為本發明之1實施形態之電漿蒸鍍裝置的概略構成圖。

圖2係為圖1之對向磁石的立體圖。

圖3係為圖2之對向磁石的替代案立體圖。

用以實施發明之形態

在圖1係顯示關於本發明之電漿處理裝置的1實施形態，即電漿蒸鍍裝置1的構成。電漿蒸鍍裝置1係具有：腔室2、電漿槍3、及對向磁石4。

腔室2係在內部形成有：保持被處理物，即玻璃基板5的保持空間2a；及利用電漿槍3而形成電漿的電漿空間2b。在電漿空間2b的底部係配設有：具備用以熔融蒸鍍材料的電加熱器6a之坩堝6。又，在腔室2的外側中以包圍 保持空間2a外周的方式而配設有由強磁性體構成的電磁屏蔽7。再者，腔室2係以能夠將內部真空排氣的方式而與未圖示之真空泵連接。

電漿槍3係配設為從設置在腔室2側壁的開口向著電漿空間2b。該電漿槍3係具有：釋出電子之陰極8；順著電子的軌道而形成電位梯度之第1電極9及第2電極10；回收陰極8所釋出的電子之回授電極11；及形成引導陰極8釋出的電子之利用1點虛線圖示的磁束之收束線圈12。再者，電漿槍3係具有用以對陰極8、第1電極9、第2電極10、及回授電極11施加放電電壓之驅動電路13。該電漿槍3係將進行了例如氬氣的電離而電漿化之放電氣體貫穿陰極8、第1電極9、第2電極10、回授電極11、及收束線圈12的中心而進行噴射。

對向磁石4係在腔室2的外側對向配置，並利用激磁電路14施加使對向的磁極成為反磁性的激磁電流。藉此，對向磁石4係如2點虛線圖示所示，使該磁束在保持空間2a與電漿空間2b之間呈直線延伸而形成橫越腔室2的直線磁場。又，對向磁石4係利用位置調整機構15加以支撐，並且能夠在圖1之上下方向及紙面的深度方向各自獨立調整位置。

又，本實施形態之對向磁石4係如圖2所示，由分別在圓柱形的磁芯4a捲繞電線4b而形成的電磁石構成，並在約略水平方向並列配置多對。藉此，對向磁石4係可以涵蓋腔室2之約略水平方向的整個剖面而形成大約均一的直 線磁場。又，利用位置調整機構15，藉由調整各個對向磁石4的位置，也可以使直線磁場傾斜或彎曲。

又，對向磁石4係分別如2點虛線圖示所示，雖然也從位於外側的磁極產生磁束，但是因為該磁束之中朝向保持空間2a的磁束係被捕捉到由強磁性體構成之電磁屏蔽7，而在電磁屏蔽7之中迀迴延伸，因此不會有通過腔室2的保持空間2a的情況。為此，電磁屏蔽7係根據對向磁石4形成的磁束而選擇不會磁飽和的材質及形狀。又，電磁屏蔽7係不只是形成為覆蓋腔室2的外周，連同上部也覆蓋亦可。

在電漿蒸鍍裝置1中，當不是在對向磁石4施加激磁電流，而是利用電漿槍3在電漿空間2b內形成電漿時，電漿係進入到保持空間2a而與玻璃基板5接觸。為此，藉由根據電漿的接觸之撞擊效果，可以除去(清潔)玻璃基板5表面的異物。

接著，當在對向磁石4施加激磁電流時，從單側的對向磁石4朝向對向的對向磁石4形成呈直線延伸的磁束。又，單側的對向磁石4係在沒有施加激磁電流時，引誘捕捉已通過保持空間2a之收束線圈12的磁束。

存在於電漿空間2b之電漿槍3釋出的電子、或電漿中的離子及帶電粒子除非切斷對向磁石4形成之直線磁場，否則無法進入保持空間2a。然而，帶有電荷或磁性者係與對向磁石4形成的直線磁場交纒，而使其朝向腔室2的側壁移動。藉此，不會有電漿進入保持空間2a的情形，在保持空間2a中也不會重新形成電漿。

在該情況下，藉由蒸發坩堝6的蒸鍍材料而使在電磁氣以中性粒子為主的蒸鍍材料進入到保持空間2a內，並在已清潔的玻璃基板5表面形成蒸鍍被膜。如此一來，因為在利用對向磁石4形成的直線磁場將電漿封閉在電漿空間2b的狀態下，使玻璃基板5表面的蒸鍍被膜成長，因此不會使電漿與蒸鍍被膜接觸而根據撞擊效果對於蒸鍍被膜造成損傷。

當然，在電漿蒸鍍裝置1中，在蒸鍍期間的任意時點，為了意圖性進行根據撞擊效果的清潔，而將對向磁石4的激磁電流遮斷或減低亦可。

又，在電漿蒸鍍裝置1中，利用位置調整機構15而調整對向磁石4的位置，使直線磁場傾斜或彎曲，或是藉由在電漿槍3的中心軸上、與側方使直線磁場的磁束密度不同，而可以補償根據電漿槍3的收束線圈12形成的磁場分布、及放電氣體或電子流向等而產生的電漿之非對稱性，提升蒸鍍被膜的均勻性。

又，在本發明中，使用圖3所示之在1對平板狀的磁芯4c周圍捲繞電線4d而構成的對向磁石4，形成直線磁場亦可。又，對向磁石4係利用永久磁石構成亦可。再者，在本發明中，對向磁石4形成的直線磁場的方向並不是與電漿槍3的軸並行亦可。除此之外，電漿槍3係由於在其中心軸附近可以發生高密度的電漿，因此只在電漿槍3中心軸的上方或其附近配置1對或少數對的對向磁石4亦可。

又，在圖1所示之實施形態中，雖然是利用電加 熱氣6a蒸發坩堝6內的蒸鍍材料，但是利用電漿槍3所產生的電漿將蒸鍍材料蒸發之構成亦可。

1‧‧‧電漿蒸鍍裝置

2‧‧‧腔室

2a‧‧‧保持空間

2b‧‧‧電漿空間

3‧‧‧電漿槍

4‧‧‧對向磁石

5‧‧‧玻璃基板

6‧‧‧坩堝

6a‧‧‧電加熱器

7‧‧‧電磁屏蔽

8‧‧‧陰極

9‧‧‧第1電極

10‧‧‧第2電極

11‧‧‧回授電極

12‧‧‧收束線圈

13‧‧‧驅動電路

14‧‧‧激磁電路

15‧‧‧位置調整機構

Claims (8)

1. 一種電漿處理裝置，其特徵為具有：在內部具有保持被處理物的保持空間、及可形成電漿的電漿空間之腔室；在前述電漿空間內釋出電子而形成電漿之電漿槍；及在前述保持空間及前述電漿空間之間形成橫越前述腔室的磁束之至少1對對向磁石。
2. 如請求項1之電漿處理裝置，其中，前述對向磁石是可以調整位置。
3. 如請求項1或2之電漿處理裝置，其中，在包圍前述腔室的前述保持空間之部份，具有遮蔽磁束之電磁屏蔽。
4. 如請求項1或2之電漿處理裝置，其中，前述對向磁石是由電磁石構成，並可以調整激磁電流。
5. 如請求項3之電漿處理裝置，其中，前述對向磁石是由電磁石構成，並可以調整激磁電流。
6. 如請求項1或2之電漿處理裝置，其中，前述對向磁石為多對磁石。
7. 如請求項3之電漿處理裝置，其中，前述對向磁石為多對磁石。
8. 如請求項4之電漿處理裝置，其中，前述對向磁石為多對磁石。