TWI684656B - 電漿處理裝置及電漿處理方法 - Google Patents

電漿處理裝置及電漿處理方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI684656B
TWI684656B TW107138482A TW107138482A TWI684656B TW I684656 B TWI684656 B TW I684656B TW 107138482 A TW107138482 A TW 107138482A TW 107138482 A TW107138482 A TW 107138482A TW I684656 B TWI684656 B TW I684656B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
magnetic field
plasma
period
current
field generating
Prior art date
Application number
TW107138482A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201934784A (zh
Inventor
薬師神弘士
渡辺勇人
芝本雅弘
Original Assignee
日商佳能安內華股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商佳能安內華股份有限公司 filed Critical 日商佳能安內華股份有限公司
Publication of TW201934784A publication Critical patent/TW201934784A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI684656B publication Critical patent/TWI684656B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32055—Arc discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H01J37/3452—Magnet distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1471—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path for centering, aligning or positioning of ray or beam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1472—Deflecting along given lines
    • H01J37/1474—Scanning means
    • H01J37/1475—Scanning means magnetic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357—Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32366—Localised processing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32614—Consumable cathodes for arc discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266—Magnetic control means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266—Magnetic control means
    • H01J37/32669—Particular magnets or magnet arrangements for controlling the discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering
    • H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H01J37/3455—Movable magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/48—Generating plasma using an arc
    • H05H1/50—Generating plasma using an arc and using applied magnetic fields, e.g. for focusing or rotating the arc

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

提供有利於均勻地處理基板的技術。電漿處理裝置具備：處理室，其係對基板進行處理；電漿產生部，其係產生電漿；輸送部，其係將在上述電漿產生部產生的電漿輸送至上述處理室；及掃描磁場產生部，其係產生使上述電漿偏轉的磁場以使上述基板藉由上述電漿被掃描，上述掃描磁場產生部被構成能夠調整上述電漿之軌跡的中心。

Description

電漿處理裝置及電漿處理方法
本發明係關於電漿處理裝置及電漿處理方法。
有在將電漿產生部產生的電漿輸送至處理室，且在處理室藉由電漿處理基板的電漿處理裝置。如此之電漿處理裝置可以作為例如在基板形成膜之成膜裝置，及對基板注入離子之離子注入裝置而被應用。作為成膜裝置之一例，可以舉出在電漿產生部，將在陰極靶材和陽極之間藉由真空電弧放電產生的電漿輸送至處理室而在處理室於基板形成膜的之真空電弧成膜裝置。真空電弧成膜裝置有益於例如形成ta-C(四面體非晶碳)膜以作為硬碟驅動器之磁性記錄媒體之表面保護膜。再者，真空電弧成膜裝置有益於在機械零件或切削工具等之表面形成包含Ti、Cr等之金屬元素的硬質膜。
在專利文獻1揭示有藉由電弧放電使在陰極和陽極之間產生電弧電漿，生成藉由旋轉磁場在電漿前進方向之周圍旋轉的電漿流的電漿流生成方法。在該電漿流生成方法中，將電漿行進方向之周圍的電漿旋轉角區域分割成2以上，使各個的旋轉角區域中之電漿的旋轉速度不同。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開5606777號公報
[發明所欲解決之課題]
記載於專利文獻1的方法中，由於用以使電漿旋轉之旋轉磁場之強度分布不均等之主要原因，使得電漿流漂移，有電漿流之旋轉或軌跡之中心和基板之中心偏移的可能性。在此情況，要均勻地處理基板，例如在基板形成均勻厚度之膜變得困難。
本發明係以提供有利於均勻地處理基板的技術。 [用以解決課題之手段]
本發明之一觀點係關於電漿處理裝置，上述電漿處理裝置具備：處理室，其係對基板進行處理；電漿產生部，其係產生電漿；輸送部，其係將在上述電漿產生部產生的電漿輸送至上述處理室；及掃描磁場產生部，其係產生使上述電漿偏轉的磁場以使上述基板藉由上述電漿被掃描，上述掃描磁場產生部被構成能夠調整上述電漿之軌跡的中心。 [發明效果]
若藉由本發明時，提供有利於均勻地處理基板的技術。
以下，一面參照附件圖面一面透過其例示之實施型態進行說明。
在圖1中，示意性地表示本發明之一實施型態之真空處理裝置VP之構成。真空處理裝置VP能作為線內式之成膜裝置而構成。真空處理裝置VP具有複數處理室111～131經由閘閥被連結於矩形之無端狀的構成。處理室111～131係藉由專用或兼用之排氣系統而被排氣的真空容器。在處理室111～131被組入搬運保持基板1之載體10的搬運裝置CNV(參照圖3)。
搬運裝置CNV具有將載體10以藉由此而被保持的基板1之主面被維持成垂直於與水平面的姿勢予以搬運的搬運路徑。處理室111係用以進行在載體10安裝基板1之處理的裝載鎖定室。處理室116係用以進行從載體10拆卸基板1之處理的卸載鎖定室。基板1係適用於例如作為磁性記錄媒體使用，可以為例如在中心部分具有開口(內周孔部)之金屬製或是玻璃製之圓板狀構件。但是，基板1之形狀及材料不限定於特定者。
針對在真空處理裝置VP之基板的處理程序進行說明。首先，在處理室(裝載鎖定室)111內，第1基板1被安裝於第1載體10。第1載體10移動至處理室(密接層形成室)117，在第1基板1形成密接層。當第1載體10被配置在處理室(密接層形成室)117之時，在第2載體10安裝第2基板1。之後，第2載體10移動至處理室(密接層形成室)117，在第2基板1形成密接層，在處理室(裝載鎖定室)111內，於第3載體10安裝第3基板1。各載體10係一面將處理室117～131每次移動一個，一面在處理室117～131分別對基板1進行處理。
處理室117～131係對基板1進行處理的處理室。處理室117～128可以係例如形成密接層、軟磁性層、種子層、中間層、磁性層等之膜的成膜裝置之處理室。處理室129可以係例如形成由ta-C膜所構成之表面保護層的電漿處理裝置之處理室。處理室130可以係例如對在處理室129內形成的ta-C膜之表面進行處理的處理裝置腔室。處理室112～115係具備將基板1之搬運方向轉換90度之方向轉換裝置的處理室。處理室131係除去附著於載體10之堆積物的灰化處理室。藉由真空處理裝置VP可以取得依序在基板1上形成密接層、下部軟磁性層、種子層、中間層、磁性記錄層、ta-C膜的構造。
圖2示意性地表示載體10之構成例。載體10可以同時保持例如2片的基板1。載體10可以包圍例如分別保持基板1之兩個金屬製的保持器201，和支持兩個保持器201而在搬運路上移動的滑動器202。在滑動器202設置有搬運裝置CNV用以驅動滑動器202之永久磁鐵204。保持器201不覆蓋基板1之表背的成膜區域，藉由複數導電性之彈性構件(板彈簧)203把持基板1之外周部之數處。
在圖3中，示意性地表示具有處理室129之電漿處理裝置300之構成及搬運裝置CNV之構成。搬運裝置CNV包含沿著搬運路徑排列的多數之被動滾輪(無圖示)，和驅動載體10之磁螺303。藉由磁螺303被旋轉驅動，設置永久磁鐵204之滑動器202(載體10)沿著搬運路徑被驅動。在藉由載體10之保持器201被保持的基板1，隔著導電性之彈性構件203藉由電源302被施加電壓。或者，藉由保持器201被保持的基板1可以經由導電性之彈性構件203被接地。在保持器201可以被施加直流電壓、脈衝電壓或高頻電壓。
電漿處理裝置300雖然可以被構成藉由例如真空電弧成膜法(VacuumArc Deposition)在基板1形成ta-C膜，但是此僅不過係一例。電漿處理裝置300即使以其他方式產生電漿亦可。電漿處理裝置300可以具備處理基板的處理室129、產生電漿的電漿產生部320、將在電漿產生部320產生的電漿輸送至處理室129的輸送部310、產生使該電漿旋轉或偏轉之磁場，以使基板1藉由電漿被掃描之掃描磁場產生部360，和將處理室129排氣的渦輪分子泵等之真空泵301。在該例中，處理室129構成在基板1形成ta-C膜的成膜室。
輸送部310可以包含輸送管311、被配置成包圍輸送管311的輸送磁場產生部312。輸送管311雖然如圖3示意性地表示般係二次元性地彎曲的單灣型之輸送管，但是即使為直線型、雙灣型或三次元性彎曲的輸送管亦可。輸送磁場產生部312即使包含被配置在輸送管311之內側(真空側)的磁場產生部亦可。輸送磁場產生部312可以包含輸送磁場產生線圈。輸送磁場產生部312在輸送管311之中形成輸送電漿(電子及離子)的磁場。在輸送管311之中可以配置複數擋板。
掃描磁場產生部360係藉由使從輸送部310被供給至處理室129之電漿偏轉，作為藉由該電漿掃描基板1之偏轉器而發揮功能。更具體而言，掃描磁場產生部360係產生使該電漿旋轉或偏轉之磁場，以使基板1藉由從輸送部310被供給至處理室129之電漿被掃描，該掃描可以設為在基板1之膜形成區域被均勻地供給碳離子。
在該例中，電漿產生部320雖然藉由真空電弧放電而產生電漿，但是即使以其他方式產生電漿亦可。電漿產生部320可以具有陰極靶材340、陽極330、可動陽極331和穩定化線圈350。在該例中，陰極靶材340雖然為用以形成ta-C膜之石墨靶材，但是陰極靶材340可以由對應於應形成在基板1之膜的材料(例如，氮化鈦、氧化鈦、氮化鉻、氧化鉻、氮化鋁、氧化鋁、氮化鋅、氧化鋅、氮化銅或氧化銅)所構成。陽極330雖然可以具有例如筒形狀，但是陽極330之形狀只要非遮蔽電子及碳離子朝輸送部310輸出者，就不特別限定。陽極330雖然可以藉由石墨材料構成，但是陽極330之材料若為不被在電弧放電產生的電漿熔融，且具有導電性的材料即可。
可動陽極331係用以在陰極靶材340和陽極330之間誘導電弧放電的電極。藉由朝向陰極靶材340驅動退避至陽極330之外側的可動陽極331而機械地性接觸於陰極靶材340，且在使電弧電流從可動陽極331流入至陰極靶材340之狀態，使可動陽極331從陰極靶材340分離，而可以產生電弧放電。而且，藉由維持在陽極330和陰極靶材340之間的電子電流或離子電流，可以維持電弧放電。藉由電弧放電，碳離子及電子從陰極靶材340被釋放，生成包含碳離子及電子的電漿。
穩定化線圈350被配置在陰極靶材340之放電面側(輸送部310側)之逆側，形成用以使電弧放電穩定的磁場。穩定化線圈350產生的磁場和輸送磁場產生部312產生的輸送磁場成為會切磁場(彼此逆向)。藉由該會切磁場，控制電弧點之舉動，同時在陰極靶材340和陽極330之間確保低負載之電流路徑，可以使電弧放電穩定化。即使設置永久磁鐵取代穩定化線圈350亦可。
包含藉由電弧放電所生成的碳離子的電漿，沿著在輸送部310的輸送磁場被輸送至處理室129，在配置在處理室129之中的基板1形成ta-C膜。即使在電漿產生部320，被供給氬等之惰性氣體及/或氮氣之反應性氣體作為製程氣體亦可。
在圖4A、4B表示掃描磁場產生部360之構成例。掃描磁場產生部360包含產生平行於第1方向(在該例中，為X軸方向)之第1磁場Hx的第1磁場產生部360x，和產生平行於與第1方向交叉的第2方向(在該例中，為Y軸方向)之第2磁場Hy的第2磁場產生部360y。第1磁場產生部360x可以包含第1磁軛361x，和被捲在第1磁軛361x的第1線圈362x。同樣，第2磁場產生部360y可以包含第2磁軛361y，和被捲在第2磁軛361y的第2線圈362y。第1方向和第2方向可以為彼此正交的方向。藉由第1磁場Hx和第2磁場Hy，合成磁場H作為掃描磁場而被形成。掃描磁場產生部360產生第1磁場Hx和第2磁場Hy，以使合成磁場H旋轉(以使表示合成磁場H之向量旋轉)。掃描磁場產生部360可以包含對第1磁場產生部360x(之第1線圈362x)供給使第1直流成分重疊在第1正弦波之電流而作為第1電流的第1電源450x，和對第2磁場產生部360y(之第2線圈362y)供給使第2直流成分重疊在第2正弦波之電流而作為第2電流的第2電源450y。掃描磁場產生部360可以被構成能夠調整電漿之旋轉或電漿之軌跡的中心。
在圖5表示電漿處理裝置300之電源系統390。電源系統390可以包含控制部400、電弧電源410、輸送電源420、穩定化線圈電源430、函數產生器440、第1電源450x及第2電源450y。電弧電源410對陰極靶材340供給電流。輸送電源420對輸送磁場產生部312供給電流。穩定化線圈電源430係對穩定化線圈350供給電流。函數產生器440係將事先被編程的第1訊號波形、第2訊號波形分別供給至第1電源450x、第2電源450y。第1電源450x、第2電源450y係將具有從函數產生器440被供給之第1訊號波形、第2訊號波形的第1電流、第2電流分別供給至第1磁場產生部360x、第2磁場產生部360y。第1電源450x、第2電源450y可以分別為雙極電源。
第1電源450x係將使第1直流成分Bx重疊在第1正弦波Axsin(2πft+αx)之電流Axsin(2πft+αx)+Bx作為第1電流而供給至第1磁場產生部360x。第2電源450y係將使第2直流成分By重疊在第2正弦波Aysin(2πft+αy)之電流Aysin(2πft+αy)+By作為第2電流而供給至第2磁場產生部360y。在此，第1正弦波Axsin(2πft+αx)及第2正弦波Aysin(2πft+αy)能夠藉由函數產生器440而設定。再者，第1直流成分Bx及第2直流成分By能夠藉由函數產生器440而設定。Ax、Ay為振幅，f為頻率，αx、αy為相位。
第1磁場產生部360x產生的第1磁場Hx和第2磁場產生部360y產生的第2磁場Hy之合成磁場(掃描磁場)H係其方向以一定週期旋轉的磁場。在基板1上掃描的電漿也藉由磁場H以一定周期在基板1上旋轉。藉由調整第1直流成分Bx及第2直流成分By，可以調整合成磁場H之向量之旋轉之中心(合成磁場H之向量軌跡(李沙育圖形(Lissajou's figure)之中心)的位置。即是，藉由調整第1直流成分Bx及第2直流成分By，可以調整在基板1上掃描之電漿的旋轉或軌跡之中心。
於將合成磁場H之向量之軌跡(李沙育圖形)設為圓形之情況，若設為Ax=Ay、αy=αx+(1/2+n)π(n為自然數)即可。於將合成磁場H之向量之軌跡(李沙育圖形)設為橢圓形之情況，若設為Ax≠Ay及/或αy≠αx+(1/2+n)π即可。
在電漿產生部320藉由電弧放電被生成的電漿，藉由輸送部310被輸送至處理室129內之基板1。藉由輸送磁場產生部312被形成在輸送管311內之磁場的強度，可以具有在輸送管311之中心部附近弱且朝向輸送管311之管壁變強的分布。當將電漿在如此的磁場中被輸送時，電漿會漂移。將如此之漂移視為一個主要原因，基板1之中心和電漿之旋轉或軌跡之中心會偏移。並且，藉由輸送部310從電漿產生部320被輸送至基板1之電漿的密度具有偏差。因此，依據僅以正弦波電流形成的偏轉磁場而被掃描的電漿所形成的膜之厚度分布會成為不均勻。另外，如上述般，藉由使第1直流成分重疊至第1正弦波之第1電流和使第2直流成分重疊於第2正弦波之第2電流所形成的磁場而掃描電漿，依此可以調整電漿之旋轉或軌跡之中心。例如，可以使電漿之旋轉或軌跡之中心與基板之中心一致或接近。因此，可以將被形成在基板之膜之厚度分度調整成均勻。或是，藉由任意調整電漿之旋轉或軌跡之中心之位置，可以任意調整被形成在基板之膜之厚度分布。
在上述之例中，雖然第1磁場產生部360x及第2磁場產生部360y藉由電磁鐵被構成，但是即使掃描磁場產生部360藉由可動之永久磁鐵而被構成亦可。在此情況下，藉由控制產生第1方向之磁場的第1永久磁鐵和輸送管311之距離，及產生第2方向之磁場的第2永久磁鐵和輸送管311之距離，可以控制輸送管311內之合成磁場。
(第1實施型態) 如圖6A所示般，第1電源450x係將使固定的第1直流成分Bxc重疊在第1正弦波Axsin(2πft+αx)之電流Axsin(2πft+αx)+Bxc作為第1電流而供給至第1磁場產生部360x。再者，如圖6B所示般，第2電源450y係將使固定的第2直流成分Byc重疊在第2正弦波Aysin(2πft+αy)之電流Aysin(2πft+αy)+Byc作為第2電流而供給至第2磁場產生部360y。Bxc、Byc係對應於設為目標之電漿之旋轉或軌跡之中心之位置而被設定或調整。
藉由設為Ax=Ay、αy=αx+(1/2+n)π(n為自然數)，如圖7A所示般，可以使合成磁場H之向量之軌跡(李沙育圖形)成為圓形。再者，藉由設為Ax≠Ay及/或αy≠αx+(1/2+n)π，如圖7B所示般，可以使合成磁場H之向量之軌跡(李沙育圖形)成為橢圓形。
(第2實施型態)
如圖8A所示般，第1電源450x係將使第1直流成分Bx(t)重疊在第1正弦波Axsin(2πft+αx)之電流Axsin(2πft+αx)+Bx(t)作為第1電流而供給至第1磁場產生部360x。再者，如圖8B所示般，第2電源450y係將使固定的第2直流成分By(t)重疊在第2正弦波Aysin(2πft+αy)之電流Aysin(2πft+αy)+By(t)作為第2電流而供給至第2磁場產生部360y。Bx(t)為直流成分，並且可以為具有與第1正弦波Axsin(2πft+αx)相同之週期的第1週期訊號。By(t)為直流成分，並且可以為具有與第2正弦波Aysin(2πft+αy)相同之週期的第2週期訊號。Bx(t)、By(t)對應於電漿之旋轉或軌跡之中心之目標位置被設定。第1週期訊號之1週期可以包含具有第1電流值的至少一個第1期間，和具有與該第1電流值不同之第2電流值的至少一個第2期間。第2週期訊號之1週期可以包含具有第3電流值的至少一個第3期間，和具有與該第3電流值不同之第4電流值的至少一個第4期間。圖9係合成磁場H之向量之軌跡(李沙育圖形)之一例。
如上述般，藉由第1直流成分Bx(t)及第2直流成分By(t)之調整，將合成磁場H之向量之軌跡控制成任意形狀，依此可以將電漿之軌跡控制成任意形狀(例如，四角形等之多角形)。因此，例如，若對應於基板之形狀或設為目標之膜厚分布等而決定合成磁場H之向量之軌跡即可。
(第3實施型態)
真空處理裝置VP適合於製造磁性記錄媒體。本發明之第3實施型態與磁性記錄媒體之製造方法有關，該製造方法包含在基板1上分別形成密接層、下部軟磁性層、種子層、中間層、磁性記錄層及ta-C膜，形成ta-C膜之工程在具有處理室129之電漿處理裝置300中被進行。
VP‧‧‧真空處理裝置
300‧‧‧電漿處理裝置
129‧‧‧處理室
1‧‧‧基板
10‧‧‧載體
340‧‧‧陰極靶材
330‧‧‧陽極
331‧‧‧可動陽極
312‧‧‧輸送磁場產生部
350‧‧‧穩定化線圈
360‧‧‧掃描磁場產生部
360x‧‧‧第1磁場產生部
360y‧‧‧第2磁場產生部
361x‧‧‧第1磁軛
361y‧‧‧第2磁軛 362x‧‧‧第1線圈 362y‧‧‧第2線圈 400‧‧‧控制部 410‧‧‧電弧電源 420‧‧‧輸送電源 440‧‧‧函數產生器 450x‧‧‧雙極電源 450y‧‧‧雙極電源
圖1為表示本發明之一實施型態之真空處理裝置之構成的示意圖。 圖2為在圖1所示之真空處理裝置中被使用的載體之概略圖。 圖3為表示本發明之一實施型態之電漿處理裝置之構成的示意圖。 圖4A為表示圖3所示之電漿處理裝置之掃描磁場產生部之第1磁場產生部的示意圖。 圖4B為表示圖3所示之電漿處理裝置之掃描磁場產生部之第2磁場產生部的示意圖。 圖5為表示圖3所示之電漿處理裝置之電源系統之構成的圖示。 圖6A為例示被供給至掃描磁場產生部之第1磁場產生部的第1電流之波形的圖示。 圖6B為例示被供給至掃描磁場產生部之第2磁場產生部的第2電流之波形的圖示。 圖7A為表示掃描磁場產生部產生的掃描磁場之一例的圖示。 圖7B為表示掃描磁場產生部產生的掃描磁場之其他例的圖示。 圖8A為例示被供給至掃描磁場產生部之第1磁場產生部的第1電流之波形的圖示。 圖8B為例示被供給至掃描磁場產生部之第2磁場產生部的第2電流之波形的圖示。 圖9為表示掃描磁場產生部產生的掃描磁場之一例的圖示。
1‧‧‧基板
10‧‧‧載體
129‧‧‧處理室
204‧‧‧永久磁鐵
300‧‧‧電漿處理裝置
301‧‧‧真空泵
302‧‧‧電源
310‧‧‧輸送部
311‧‧‧輸送管
312‧‧‧輸送磁場產生部
320‧‧‧電漿產生部
330‧‧‧陽極
331‧‧‧可動陽極
340‧‧‧陰極靶材
350‧‧‧穩定化線圈
360‧‧‧掃描磁場產生部
360x‧‧‧第1磁場產生部
360y‧‧‧第2磁場產生部
CNV‧‧‧搬運裝置

Claims (4)

  1. 一種電漿處理裝置，其特徵在於，具備：處理室，其係對基板進行處理；電漿產生部，其係產生電漿；輸送部，其係將在上述電漿產生部產生的電漿輸送至上述處理室；及掃描磁場產生部，其係產生使上述電漿偏轉的磁場以使上述基板藉由上述電漿被掃描，上述掃描磁場產生部被構成能夠調整上述電漿之軌跡的中心，上述掃描磁場產生部包含：第1磁場產生部，其係產生平行於第1方向的第1磁場；第2磁場產生部，其係產生平行於與上述第1方向交叉之第2方向的第2磁場；第1電源，其係對上述第1磁場產生部供給第1電流；及第2電源，其係對上述第2磁場產生部，供給第2電流，上述第1電源係將使第1直流成分重疊在第1正弦波之電流作為上述第1電流而供給至上述第1磁場產生部，上述第2電源係將使第2直流成分重疊在第2正弦波之電流作為上述第2電流而供給至上述第2磁場產生部，上述第1直流成分及上述第2直流成分能夠調整，上述第1直流成分係具有與上述第1正弦波相同之週期的第1週期訊號，上述第2直流成分係具有與上述第2正弦波相同之週期的第2週期訊號， 上述第1週期訊號之1週期包含具有第1電流值的至少一個第1期間，和具有與上述第1電流值不同之第2電流值的至少一個第2期間，上述第2週期訊號之1週期包含具有第3電流值的至少一個第3期間，和具有與上述第3電流值不同之第4電流值的至少一個第4期間。
  2. 如請求項1記載之電漿處理裝置，其中上述第1電源及上述第2電源分別包含雙極電源，上述掃描磁場產生部進一步包含對上述第1電源及上述第2電源的各個上述雙極電源供給訊號波形的函數產生器。
  3. 如請求項1或2項記載之電漿處理裝置，其中上述電漿產生部藉由真空電弧放電而產生電漿。
  4. 一種電漿處理方法，將電漿產生部產生的電漿輸送至處理室，且在上述處理室藉由上述電漿處理基板，該電漿處理方法之特徵在於，包含產生使上述電漿偏轉之磁場，以使上述基板藉由被輸送至上述處理室的上述電漿被掃描的工程，在上述工程中，上述電漿之軌跡的中心被調整，在上述工程中，對產生平行於第1方向之第1磁場的第1磁場產生部，供給使第1直流成分重疊於第1正弦波之第1 電流，對產生平行於與上述第1方向交叉之第2方向之第2磁場的第2磁場產生部，供給使第2直流成分重疊於第2正弦波之第2電流，上述第1直流成分係具有與上述第1正弦波相同之週期的第1週期訊號，上述第2直流成分係具有與上述第2正弦波相同之週期的第2週期訊號，上述第1週期訊號之1週期包含具有第1電流值的至少一個第1期間，和具有與上述第1電流值不同之第2電流值的至少一個第2期間，上述第2週期訊號之1週期包含具有第3電流值的至少一個第3期間，和具有與上述第3電流值不同之第4電流值的至少一個第4期間。
TW107138482A 2017-11-13 2018-10-31 電漿處理裝置及電漿處理方法 TWI684656B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
WOPCT/JP2017/040725 2017-11-13
??PCT/JP2017/040725 2017-11-13
PCT/JP2017/040725 WO2019092879A1 (ja) 2017-11-13 2017-11-13 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201934784A TW201934784A (zh) 2019-09-01
TWI684656B true TWI684656B (zh) 2020-02-11

Family

ID=66438900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107138482A TWI684656B (zh) 2017-11-13 2018-10-31 電漿處理裝置及電漿處理方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10971332B2 (zh)
JP (1) JP6684973B2 (zh)
KR (1) KR102375601B1 (zh)
CN (1) CN111328469B (zh)
SG (1) SG11202004397YA (zh)
TW (1) TWI684656B (zh)
WO (1) WO2019092879A1 (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060019A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Fuji Electric Holdings Co Ltd 真空アーク蒸着装置、および、真空アーク蒸着方法
TW201715062A (zh) * 2015-06-24 2017-05-01 Canon Anelva Corp 真空電弧成膜裝置及成膜方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS514892A (en) 1974-06-29 1976-01-16 Yaesu Rehabili Co Ltd Hokofujuna kanjano nyuyokuyotanka
JPS63202896A (ja) * 1987-02-17 1988-08-22 日本原子力研究所 中性粒子入射装置
JPH0768619B2 (ja) * 1991-09-05 1995-07-26 中外炉工業株式会社 真空蒸着装置
JP3860954B2 (ja) * 2000-07-07 2006-12-20 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ リアルタイムパーティクルフィルタを具備したプラズマ処理装置
US6703628B2 (en) * 2000-07-25 2004-03-09 Axceliss Technologies, Inc Method and system for ion beam containment in an ion beam guide
JP2003301257A (ja) * 2002-04-12 2003-10-24 Hitachi Ltd 炭素質皮膜の形成方法及び磁気ディスクの製造方法
JP4045953B2 (ja) * 2002-12-27 2008-02-13 日新電機株式会社 真空アーク蒸着装置
JP2006279041A (ja) * 2005-03-22 2006-10-12 Applied Materials Inc イオンビームを使用する基板への注入
US20090109387A1 (en) * 2006-12-08 2009-04-30 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal optical device manufacturing process
JP5606777B2 (ja) 2010-04-22 2014-10-15 株式会社フェローテック プラズマ流生成方法、プラズマ処理方法、プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置
WO2014030725A1 (en) * 2012-08-21 2014-02-27 Canon Kabushiki Kaisha Plasma processing apparatus
WO2014136253A1 (ja) * 2013-03-08 2014-09-12 株式会社島津製作所 アークプラズマ成膜装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060019A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Fuji Electric Holdings Co Ltd 真空アーク蒸着装置、および、真空アーク蒸着方法
TW201715062A (zh) * 2015-06-24 2017-05-01 Canon Anelva Corp 真空電弧成膜裝置及成膜方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019092879A1 (ja) 2020-05-28
US20200273672A1 (en) 2020-08-27
KR102375601B1 (ko) 2022-03-16
KR20200081446A (ko) 2020-07-07
WO2019092879A1 (ja) 2019-05-16
TW201934784A (zh) 2019-09-01
JP6684973B2 (ja) 2020-04-22
SG11202004397YA (en) 2020-06-29
CN111328469B (zh) 2022-03-25
US10971332B2 (en) 2021-04-06
CN111328469A (zh) 2020-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100496464B1 (ko) 진공아크 증착장치 및 진공아크 증착방법
US10000844B2 (en) Magnetic field generator, magnetron cathode and spattering apparatus
JP4003448B2 (ja) 真空アーク蒸着方法及びその装置
KR101471269B1 (ko) 성막 속도가 빠른 아크식 증발원, 이 아크식 증발원을 사용한 피막의 제조 방법 및 성막 장치
TWI684656B (zh) 電漿處理裝置及電漿處理方法
TWI615490B (zh) 真空電弧成膜裝置及成膜方法
US20130206585A1 (en) Compact, filtered ion source
JP2021528815A (ja) 単一ビームプラズマ源
WO2013099059A1 (ja) 成膜装置
JP4977143B2 (ja) 真空処理装置
KR102709907B1 (ko) 증착장치 및 그를 이용한 증착방법
JPS6112866A (ja) プラズマ集中型高速スパツタ装置
JP5997417B1 (ja) 真空アーク成膜装置および成膜方法
KR101921139B1 (ko) 이온 빔 발생 장치
KR100963413B1 (ko) 마그네트론 스퍼터링 장치
JP4339562B2 (ja) イオンプレーティング方法およびその装置
JP2006022368A (ja) 表面処理装置および表面処理方法
JP3229251B2 (ja) Ｃｖｄ装置
WO2009142224A1 (ja) マグネトロンスパッタリング装置、薄膜の製造方法及び表示装置の製造方法
JPH03138363A (ja) プラズマビームスパッタ装置
JP2812249B2 (ja) イオン蒸着薄膜形成装置
JP4682371B2 (ja) 磁場制御を施した陽極を備えてなる単一電源型スパッタリング装置
JPH04370A (ja) 成膜装置
JP2011149043A (ja) スパッタ成膜装置およびこれを用いたスパッタ膜の製造方法
JPH0768610B2 (ja) 薄膜形成装置におけるプラズマビーム偏向方法