DE69919675T2 - Vakuumbeschichtungsvorrichtung - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Erfindungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung zum Ausbilden einer Dünnfilmbeschichtung aus einem elektrisch isolierenden Material auf einem Substrat.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Als eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung zum Ausbilden einer Dünnfilmbeschichtung aus einem elektrisch leitfähigen Material oder einem elektrisch isolierenden Material auf einem Substrat ist herkömmlicherweise ein Ionenplattiergerät wie in der 20 gezeigt und ein Plasma verstärktes CVD-Gerät wie in der 21 gezeigt bekannt.
  • Bei dem in der 20 gezeigten Ionenplattiergerät wird das Plasma in einer Vakuumkammer 12 durch eine Plasmakanone der druckgradierten Bauart (im Nachfolgenden als Plasmakanone bezeichnet) 11 erzeugt, wodurch auf einem Substrat 13, das in der Vakuumkammer 12 platziert worden ist, durch Dampfabscheidung eine Dünnfilmbeschichtung ausgebildet wird.
  • Im einzelnen hat die Plasmakanone 11 eine ringförmige Kathode 15, die an die negative Seite der Entladungsenergieversorgung 14 angeschlossen ist, und eine ringförmige erste Zwischenelektrode 16 und eine zweite Zwischenelektrode 17, die jeweils über Widerstände an die Entladungsenergieversorgung 14 angeschlossen sind, und erhält die Versorgung mit Entladungsgas von der Seite der Kathode 15 her und bringt das Entladungsgas in den Plasmazustand, um das Entladungsgas im Plasmazustand von der zweiten Zwischenelektrode 17 in Richtung auf das Innere der Vakuumkammer 12 zu bringen. Die Vakuumkammer 12 ist an eine nicht gezeigte Vakuumpumpe angeschlossen und wird auf einem vorbestimmten Unterdruckzustand gehalten. Weiterhin ist außerhalb eines Kurzrohrteils 12A der Vakuumkammer 12 eine Konvergenzspule 18 vorgesehen, die sich bis zu der zweiten Zwischenelektrode 17 erstreckt, so dass sie den Kurzrohrteil 12A umgibt. An einem unteren Teil in der Vakuumkammer 12 ist ein Herd 19 angeordnet, der an die positive Seite der Entladungsenergieversorgung 14 angeschlossen ist und der aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht. In dem Herd 19 ist eine Aussparung ausgebildet, in welcher ein elektrisch leitfähiges oder isolierendes Abscheidungsmaterial 20, welches als das Material der Dünnfilmbeschichtung verwendet wird, enthalten ist. Zusätzlich ist innerhalb des Herdes 19 ein Magnet 21 für den Herd 19 vorgesehen.
  • Durch diese Anordnung wird ein Plasmastrahl 22 so ausgebildet, dass er von der zweiten Zwischenelektrode 17 auf das Abscheidungsmaterial 20 gerichtet ist und bewirkt, dass das Abscheidungsmaterial 20 verdampft wird und auf der unteren Oberfläche des Substrates 13 abgeschieden wird, wodurch eine Dünnfilmbeschichtung ausgebildet wird. Die Konvergenzspule 18 dient dabei dazu, den Querschnitt des Plasmastrahls 22 zu verringern, während der Magnet 21 für den Herd 19 dazu dient, den Plasmastrahl 22 auf den Herd 19 zu leiten.
  • Andererseits sind statt dem Herd 19, dem Abscheidungsmaterial 20 und dem Magneten 21 des vorstehenden Gerätes in dem in der 21 gezeigten plasmaverstärkten CVD-Gerät eine Anode 31, die an die positive Seite der Entladungsenergieversorgung 14 angeschlossen ist, ein Magnet 32 für die Anode 31, der hinter der Anode 31 angeordnet ist, d.h. an der Seite gegenüber der Seite der Plasmakanone 11, und eine Materialgaszuführleitung 33 vorgesehen. Andere Konstruktionen des plasmaverstärkten-CVD-Gerätes sind im Wesentlichen mit dem vorstehenden Gerät identisch.
  • Durch diese Anordnung werden Materialgas und Reaktionsgas durch die Materialgaszuführleitung 33 der Vakuumkammer 12 zugeführt, und diese Gase werden voneinander ge trennt und miteinander durch Plasma kombiniert, um auf dem Substrat 13 abgeschieden zu werden, wodurch auf dem Substrat 13 eine Dünnfilmbeschichtung ausgebildet wird.
  • Für den Fall der Ausbildung einer Dünnfilmbeschichtung bestehend aus einem elektrisch isolierenden Material unter Verwendung der in den 20 und 21 gezeigten herkömmlichen Geräte haftet das Isoliermaterial an der äußeren Oberfläche des Herdes 19 oder der Anode 31 oder der inneren Oberfläche der Vakuumkammer 12 oder dergleichen, und insbesondere wird die äußere Oberfläche des Herdes 19 oder der Anode 31 elektrisch isolierend. Als Ergebnis kann das Fließen von elektrischem Strom in der Vakuumkammer 12 nicht aufrechterhalten werden, so dass das Phänomen, dass die Elektroden an ihren verschiedenen Teilen aufgeladen werden, mit dem Ablauf der Zeit markant wird. Daher wird es unmöglich eine kontinuierliche und stabile Steuerung des Plasmastrahls 22 durchzuführen, was das Problem hervorruft, das die Stabilität der Beschichtungsausbildung ruiniert wird. Wenn ein derartiges Phänomen auftritt werden Elektronen, die auf einen Teil auftreffen, bei dem das Fließen von elektrischem Strom nicht aufrechterhalten werden kann, reflektiert, und die Reflexion der Elektronen wird solange wiederholt, bis die Elektronen durch die Kombination mit Ionen elektrisch neutralisiert sind oder bis die Elektronen schlussendlich an Stellen ankommen, wo die Elektronen elektrisch zurückkehren können.
  • Da ferner ein Magnetfeld zur Steuerung des Plasmastrahls 22 in der Vakuumkammer 12 vorhanden ist, sind die vorstehend genannten reflektierten Elektronen, d.h. die Bewegung der reflektierten Elektronen durch dieses Magnetfeld eingeschränkt. Demgemäß ist es zur kontinuierlichen und stabilen Ausbildung einer Dünnfilmbeschichtung bestehend aus isolierendem Material unter Verwendung der Plasmakanone 11 notwendig, eine exakte Rückführelektrode für die reflektierten Elektronen an einer Position vorzusehen, wo ein optimaler Zustand der Magnetfeldverteilung erhalten ist und wo es weniger wahrscheinlich ist, dass eine Isolierbeschichtung abgeschieden wird.
  • Sofern der Rückkehrweg für die reflektierten Elektronen nicht zwangsweise geändert ist, haben die meisten der reflektierten Elektronen die Tendenz, in den Weg des Plasmastrahls 22 entlang dieses Magnetfeldes unter der Einwirkung des Magnetfeldes, welches den Plasmastrahl 22 steuert, zurückzufließen. Anders ausgedrückt, der Plasmastrahl 22 und ein Strahl von reflektierten Elektronen gehen im allgemeinen im gleichen Weg hin und her, wobei die reflektierten Elektronen infolge ihrer Reflexion und ihrer Streuung verglichen mit den Elektronen des Plasmastrahls 22 eine schlechtere Konvergenz und eine geringere Beschleunigungsspannung haben.
  • Daher muss ein Elektronenstrahl, der auf die Rückkehrelektrode für die reflektierten Elektronen auftrifft, von dem Plasmastrahl 22, der von der Plasmakanone 11 geliefert wird, getrennt werden. Ohne diese Trennung würde ein Plasmastrahl auftreten, der direkt in die Rückkehrelektrode für die reflektierten Elektronen fließt, so dass der Plasmastrahl, welcher die Seite des Abscheidungsmaterials oder die Anodenseite erreicht, in seiner Größe vermindert wäre, woraus eine verminderte Effizienz der Beschichtungsbildung resultiert. Umso mehr, als die direkte Entladung ferner zwischen der Kathode 15 und der Rückkehrelektrode für die reflektierten Elektronen auftreten würde, wird die Entladung selbst anomal. Vom Standpunkt der Verhinderung des Abscheidens von Isoliermaterial aus betrachtet ist die Rückkehrelektrode für die reflektierten Elektronen vorzugsweise an einer Position soweit wie möglich von dem Teil der Vakuumkammer 12, wo das Beschichtungsmaterial erzeugt wird vorgesehen (Position des Abscheidungsmaterials 20 in 20 oder Position des Gasauslass von der Materialgasversorgungsleitung in 21) und vom Standpunkt der Reduzierung der Gerätegröße an einer Position so nah wie möglich zu der Konvergenzspule 18 vorgesehen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen.
  • Um diese Aufgabe zu lösen ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung zum Ausbilden einer Dünnfilmbeschichtung durch einen Plasmastrahl auf einem Substrat, das in einer Vakuumkammer angeordnet ist, geschaffen, wobei die Vakuumbeschichtungsvorrichtung aufweist: Eine Plasmakanone vom Druckgradiententyp zum Erzeugen eines Plasmastrahls in Richtung auf das Innere einer Vakuumkammer und eine Konvergierungsspule, die so vorgesehen ist, dass sie ein Kurzrohrteil der Vakuumkammer umgibt, der in Richtung auf einen Auslass der Plasmakanone vorsteht und der den Querschnitt des Plasmastrahls vermindert, gekennzeichnet ferner durch: Ein Isolierrohr, das innerhalb des Kurzrohrteils so vorgesehen ist, dass es den Plasmastrahl umgibt und in einem elektrischen Schwebezustand vorsteht, und eine Elektronenrückkehrelektrode, die den Plasmastrahl über das Isolierrohr innerhalb des Kurzrohrteils umgibt und je ein höheres elektrisches Potential als der Auslass aufweist.
  • Da die Elektronenrückkehrelektrode an einer Position im Abstand zu dem Abscheidungsmaterial oder dem Gasauslass wie vorstehend gezeigt vorgesehen ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass das isolierende Material auf der Elektronenrückkehrelektrode abgeschieden wird, so dass das Auftreten einer anomalen Entladung zwischen der Kathode und der Elektronenrückkehrelektrode verhindert ist. Daher erreicht ein reflektierter Elektronenstrom die Elektronenrückkehrelektrode entlang eines Weges, der von dem Plasmastrahl getrennt ist, welcher außerhalb des Plasmastrahls ausgebildet ist, so dass der Plasmastrahl kontinuierlich und stabil aufrechterhalten wird. Die Dauer dieser Aufrechterhaltung erhöht sich gegenüber dem Fall, bei dem das Isolierrohr und die Elektronenrückkehrelektrode nicht vorgesehen sind, bemerkenswert auf wenigstens das zweifache. Ferner ist das Isolierrohr dazu vorgesehen, das Auftreten von anomaler Entladung zu verhindern, so dass elektrischer Energieverlust infolge von Einfließen des Plasmastrahls in die Elektronenrückkehrelektrode vermindert ist. Als Ergebnis wird es auch möglich, die Beschichtungsausbildungsrate unter der gleichen Bedingung des Plasmastrahls, der von der Plasmakanone herrührt, zu verbessern. Da die Elektronenrückkehrelektrode an einer Position in der Nähe der Konvergierungsspule vorgesehen ist, wird es zusätzlich leichter, die Vorrichtung klein zu gestalten.
  • Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung zum Ausbilden einer Dünnfilmbeschichtung durch einen Plasmastrahl auf einem Substrat, das in einer Vakuumkammer angeordnet ist, vorgesehen, wobei die Vakuumbeschichtungsvorrichtung aufweist: Eine Plasmakanone vom Druckradienten Typ zum Erzeugen eines Plasmastrahls in Richtung auf das Innere einer Vakuumkammer und eine Konvergie rungsspule, die so vorgesehen ist, dass sie den Kurzrohrteil der Vakuumkammer umgibt, die auf einem Auslass der Plasmakanone vorsteht und die den Querschnitt des Plasmastrahls reduziert, gekennzeichnet dadurch, dass sie weiterhin aufweist: Ein Isolierrohr, das in dem Kurzrohrteil so vorgesehen ist, dass es den Plasmastrahl umgibt und im elektrisch schwebenden Zustand vorsteht; eine erste Elektronenrückkehrelektrode, die das Isolierrohr innerhalb des Kurzrohrteils umgibt und die auf einem höheren elektrischen Potential als der Auslass ist; und eine zweite Elektronenrückkehrelektrode, die in einem Abstand zu dem Plasmastrahl vorgesehen ist und die auf dem gleichen elektrischen Potential wie die erste Elektronenrückkehrelektrode ist.
  • Da die erste Elektronenrückkehrelektrode so vorgesehen ist, dass sie den Kurzrohrteil umgibt und die zweite Elektronenrückkehrelektrode in einem Abstand zu dem Plasmastrahl wie vorstehend angegeben vorgesehen ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Isoliermaterial auf dem Herd oder der Anode abgeschieden wird, wodurch das Auftreten einer anomalen Entladung zwischen den ersten und zweiten Elektronenrückkehrelektroden verhindert wird. Als Ergebnis werden die vorstehend beschriebenen Wirkungen der vorliegenden Erfindung markanter. Da ferner die Elektronen, welche aus dem reflektierten Elektronenstrom gestreut worden sind, durch die zweite Elektronenrückkehrelektrode eingefangen werden, wird das Verhältnis der Ströme, die sowohl zu der ersten Elektronenrückkehrelektrode als auch der zweiten Elektronenrückkehrelektrode zurückführen, zu dem effektiven Entladestrom zum Herd oder zur Anode auf einen Wert annähernd 100 % gemacht, wodurch eine Verbesserung der Beschichtungsausbildungsrate ermöglicht wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der begleitenden Zeichnungen hervor, in welchen zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung der Vakuumbeschichtungsvorrichtung, die ein Ionplattiersystem verwendet, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung, die ein Plasmaverstärktes CVD-System verwendet, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung, die ein Ionenplattiersystem verwendet, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 den Zustand eines Plasmastrahls in der Nähe der Plattenmagnete in der Vorrichtung gemäß 3;
  • 5 nur eine Plasmakanone und einen Kurzrohrteil einer Vakuumkammer sowie auch deren Umgebungen in einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine Ansicht der Elektronenrückkehrelektrode gemäß 5 in der Ansicht von vorne;
  • 7 nur eine Plasmakanone und einen Kurzrohrteil der Vakuumkammer sowie deren Umgebungen in einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 8 nur eine Plasmakanone und einen Kurzrohrteil einer Vakuumkammer sowie deren Umgebungen in einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 9 nur eine Plasmakanone und einen Kurzrohrteil einer Vakuumkammer sowie deren Umgebungen in einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 10 eine Elektronenrückkehrelektrode einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 11 eine Prallplatte einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 12 eine schematische Darstellung einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung, die ein Ionenplattiersystem verwendet, gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 13 eine Seitenansicht einer zweiten Elektronenrückkehrelektrode einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 14 eine Ansicht im Schnitt einer zweiten Elektronenrückkehrelektrode einer Prallplatte in einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 15 eine Seitenansicht einer zweiten Elektronenrückkehrelektrode und eines Wischers in einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 16 eine Ansicht der zweiten Elektronenrückkehrelektrode gemäß 15 in einer Ansicht von vorne;
  • 17 eine Seitenansicht einer zweiten Elektronenrückkehrelektrode einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 18 eine zweite Elektronenrückkehrelektrode und deren Halteteil in einer Vakuumbe schichtungsvorrichtung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 19 eine schematische Darstellung einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung, die ein Ionenplattiersystem verwendet, gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 20 eine schematische Darstellung einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung, die ein Ionenplattiersystem verwendet, gemäß dem Stand der Technik; und
  • 21 eine schematische Darstellung einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung, die ein plasmaverstärktes CVD-System verwendet, gemäß dem Stand der Technik.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung, die ein Ionenplattiersytem verwendet, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der 1 sind Teile, die im Wesentlichen identisch mit denen der Vorrichtung gemäß 20 sind, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und deren Beschreibung wird abgekürzt.
  • Diese Vakuumbeschichtungsvorrichtung ist mit einem Isolierrohr 1 und einer Elektronenrückkehrelektrode 2 versehen. Das Isolierrohr 1 ist am Auslass einer Plasmakanone 11 vom Druckgradienten-Typ vorgesehen, um einen Plasmastrahl 22 zu umgeben, und steht in einem elektrischen Schwebezustand vor. Die Elektronenrückkehrelektrode 2 umgibt das Isolierrohr 1 innerhalb eines Kurzrohrteils 12A der Vakuumkammer 12 und ist an die positive Seite der Entladungsenergieversorgung 14 angeschlossen, um ein höheres elektrisches Potential als der Auslass der Plasmakanone 11 zu erlangen. Ein Abscheidematerial 20 im Herd 19 ist ein Isoliermaterial. Zusätzlich kann beispielsweise ein Keramikkurzrohr als Isolierrohr 1 verwendet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben ist in dieser Vakuumbeschichtungsvorrichtung die Elektronenrückkehrelektrode 2 an einer Position im Abstand zu dem Abschaltungsmaterial 20 vorgesehen, so dass ein Anhaften von Isoliermaterial, das von dem isolierenden Abscheidungsmaterial 20 verdampft worden ist, an der Elektronenrückkehrelektrode 2 schwierig wird. Ferner ist das Isolierrohr 1 zwischen dem Plasmastrahl 22, der aus der Plasmakanone 11 emittiert wird, und der Elektronenrückkehrelektrode 2 vorgesehen, um diese voneinander zu isolieren, so dass das Auftreffen des Plasmastrahls 22 auf die Elektronenrückkehrelektrode 2 und das Auftreten einer anomalen Entladung zwischen der Kathode 15 und der Elektronenrückkehrelektrode 2 verhindert sind. Somit ist ein reflektierter Elektronenstrom 3, der die Elektronenrückkehrelektrode 2 erreicht, entlang eines Weges außerhalb des Plasmastrahls 22 und vom Plasmastrahl 22 getrennt ausgebildet, wodurch der Plasmastrahl 22 kontinuierlich und stabil aufrechterhalten wird. Es ist verifiziert worden, dass die Lebensdauer auf wenigstens das Zweifache der Lebensdauer für den Fall, bei dem das Isolierrohr 1 und die Elektronenrückkehrelektrode 2 nicht vorgesehen sind, markant erhöht ist. Ferner ist verifiziert worden, dass als Ergebnis des Vorsehens des Isolierrohrs 1 das Auftreten einer anomalen Entladung und dadurch Senken des elektrischen Energieverlustes infolge von Einfließen des Plasmastroms 22 in die Elektronenrückkehrelektrode 2 verhindert ist, es verifiziert worden ist, dass die Beschichtungsausbildungsrate (Materialverdampfungsmenge) unter den selben Bedingungen des von der Plasmakanone 11 abgestrahlten Plasmastrahls 22 um ungefähr 20 % verbessert ist. Da weiterhin die Elektronenrückkehrelektrode 2 in der Nähe der Konvergierungsspule 18 angeordnet ist, ist es einfach, die Vorrichtung mit einer kleinen Baugröße zu versehen.
  • 2 zeigt eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung, die ein plasmaverstärktes CVD-System verwendet, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der 2 sind Teile die im wesentlichen mit denen der Vorrichtung gemäß der 1 und 21 identisch sind, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und deren Beschreibung ist abgekürzt.
  • Diese Vakuumbeschichtungsvorrichtung ist wie die vorstehende, in 1 gezeigte Vakuumbeschichtungsvorrichtung mit einem Isolierrohr 1 und einer Elektronenrückkehrelektrode 2 versehen. Durch diese Anordnung ist wie bei der ersten Ausführungsform ein reflektierter Elektronenfluss 3, der die Elektronenrückkehrelektrode 2 entlang eines Wegs erreicht, der vom Plasmastrahl 22 getrennt ist und der außerhalb des Plasmastrahls 22 liegt, gebildet, so dass der Plasmastrahl 22 kontinuierlich stabil aufrechterhalten wird, und die Beschichtungsausbildungsrate ebenfalls erhöht. Da nebenbei gesagt die Elektronenrückkehrelektrode 2 an einer Position in der Nähe der Konvergierungsspule 18 angeordnet ist, wird es einfach, die Vorrichtung in einer kleinen Baugröße herzustellen.
  • Die 3 und 4 zeigen eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung, die ein Ionenplattiersystem verwendet, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den 3 und 4 sind Teile im Wesentlichen identisch mit denen der Vorrichtung gemäß 1 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet und deren Beschreibung ist abgekürzt.
  • In dieser Vakuumbeschichtungsvorrichtung sind vor dem Isolierrohr 1 und der Elektronenrückkehrelektrode 2, d.h. an einer Seite gegenüber der Plasmakanone 11, zwei plattenförmige Magnete 4, 4 so vorgesehen, dass die Pole (N-Pole oder S-Pole) der Magnete 4, 4, die identische Polarität haben, einander gegenüber liegen, wodurch der Querschnitt des Plasmastrahls 22 von beiden Seiten beschränkt wird.
  • Somit wird ein Plasmastrahl 22, der auf das Abscheidungsmaterial 22 auftrifft, in eine plattenartige Form gebracht, so dass eine breitere Verdampfungsquelle gebildet wird. Als Ergebnis erlaubt diese Vorrichtung die Verwendung von Substraten mit größeren Breiten.
  • Zusätzlich ist es möglich, diese plattenartigen Magnete 4, 4 auch in der in der 2 gezeigten Vakuumbeschichtungsvorrichtung anzuwenden, die das Plasma verstärkte CVD-System verwendet. Die Anwendung dieser plattenartigen Magnete 4, 4 ermöglicht, dass die gleichen Effekte wie vorstehend beschrieben erzielt werden.
  • Die 5 bis 11 zeigen lediglich eine Plasmakanone 11 und einen Kurzrohrteil 12A einer Vakuumkammer 12 sowie deren Umgebungen in den Vakuumbeschichtungsvorrichtungen gemäß der vierten bis neunten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In den 5 bis 11 sind Teile, die mit denen der vorstehenden Vorrichtungen gemeinsam sind, durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet und deren Beschreibung ist abgekürzt.
  • Die in den 5 bis 11 gezeigten Ausbildungen sind sowohl bei dem Ionenplattiersystem als auch bei dem plasmaverstärkten CVD-System anzuwenden, und die Ausbildungen der anderen, nicht gezeigten Teile sind im wesentlichen identisch mit denen der in den 1 oder 2 gezeigten Vakuumbeschichtungsvorrichtung.
  • In den 5 und 6 ist an der Elektronenrückkehrelektrode 2 ein Rotationswischer 5 vorgesehen, der von der Oberfläche der Elektronenrückkehrelektrode Abscheidungen, insbesondere Isoliermaterial, abwischt und entfernt. Als ein Ergebnis kann die Oberfläche der Elektronenrückkehrelektrode 2 für eine lange Zeitdauer in einem guten Zustand für das Rückkehren der reflektierten Elektronen gehalten werden.
  • In der 7 ist eine Oberfläche 6 der Elektronenrückkehrelektrode 2 an einer Seite, die auf die Vorderseite der Plasmakanone 11 gerichtet ist, in gewellter Form ausgebildet. Somit ist die Oberflächenfläche für die rückkehrenden reflektierten Elektroden vergrößert.
  • In der 8 sind eine Anzahl von Durchgangslochteilen 7a gleichmäßig verteilt über einen gesamten Öffnungsteil des Kurzrohrteils 12A der Vakuumkammer 12 innerhalb der Vakuumkammer 12 vorgesehen, beispielsweise in Form eines Gittermusters, wobei eine Prallplatte 7 mit einer Öffnung 7b für den Plasmastrahl 22 im mittleren Teil angeordnet ist. Somit ist die Menge des gasförmigen Isoliermaterials, welche die Oberfläche der Elektronenrückkehrelektrode 2 erreicht, vermindert. Diese Prallplatte 7 kann auch zusammen mit dem Wischer 5 verwendet werden oder ist bei einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung mit der gewellten Oberfläche 6 anzuwenden.
  • Durch diese in den 5 bis 8 gezeigten Anordnungen können die gleichen Effekte wie bei der vorstehenden ersten Ausführungsform erzielt werden und nebenbei gesagt kann eine noch kontinuierlichere und stabilere Entladung erzielt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen bezüglich der Position und der Querschnittsform der Elektronenrückkehrelektrode 2 oder des Isolierrohres 1 beschränkt. Jedes derselben kann an irgendeiner Position vorgesehen sein, die in dem Kurzrohrteil 12A liegt, um den Plasmastrahl 22 zu umgeben. Beispielsweise können, wie in der 9 gezeigt, die Elektronenrückkehrelektrode 2 und das Isolierrohr 1 so angeordnet sein, dass sie bis zu einer Grenze innerhalb des Kurzrohrteils 12A in Richtung auf das Innere der Vakuumkammer 12 vorgespannt sind. Weiterhin hat bei diesen in der 9 gezeigtem Beispiel mit Bezug auf die Querschnittsform die Elektronenrückkehrelektrode 2 vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt, und das Isolierrohr 1 ist mit einer zylindrischen Form ausgebildet, die einen Flansch an der Seite der Plasmakanone 11 hat.
  • Durch diese Anordnungen können reflektierte Elektronen noch effizienter eingefangen werden.
  • 10 zeigt eine Elektronenrückkehrelektrode 2 mit Wasserkühlungskonstruktion. In diesem Fall ist die Wasserkühlhülle 23 innerhalb der Elektronenrückkehrelektrode 2 ausgebildet, wobei ein Kühlwassereingangrohr 24 an einen Einlass der Wasserkühlhülle 23 angeschlossen ist und ein Kühlwasserausgangsrohr 25 an einen Auslass der Wasserkühlhülle 23 angeschlossen ist.
  • 11 zeigt eine Prallplatte 7 mit Wasserkühlkonstruktion. In diesem Fall ist in der Prallplatte 7 eine Wasserkühlhülle 26 ausgebildet, wobei ein Kühlwassereingangsrohr 27 an einen Einlass der Wasserkühlhülle 26 angeschlossen ist und ein Kühlwasserausgangsrohr 28 an einen Auslass der Wasserkühlhülle 26 angeschlossen ist.
  • Durch eine derartige Anordnung können die gleichen Wirkungen wie bei den vorstehenden Ausführungsformen erzielt werden und nebenbei gesagt wird es möglich, die Temperatur erhöhungen in der Elektronenrückkehrelektrode 2 bzw. der Prallplatte 7 zu unterdrücken, so dass es möglich ist, die Eingangsentladungsleistung zu erhöhen, woraus eine Verbesserung der Beschichtungsausbildungsrate resultiert.
  • In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann das Isolierrohr 1 entweder aus einem elektrisch leitfähigen Material oder einem isolierenden Material bestehen, wenn es in einem elektrisch schwebenden Zustand gehalten wird.
  • Ferner kann, obwohl bei der vorstehenden Beschreibung das Abscheidungsmaterial 20 ein Isoliermaterial ist, dieses Abscheidungsmaterial 20 auch ein elektrisch leitfähiges Material sein, wenn dieses Abscheidungsmaterial 20 durch Kombinieren mit Reaktionsgas in ein Isoliermaterial geändert wird. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, für das Zuführen von Reaktionsgas in die Vakuumkammer 12 eine Reaktionsgaszuführleitung vorzusehen, wie dies in den 1, 2 und 3 durch die Zwei-Punkt-Strich-Linie A gezeigt ist, um den Herd 19 oder die Anode 31 gegenüber der Entladungsenergieversorgung 14 elektrisch abzuschirmen. Wenn das Abscheidungsmaterial 20 ein Isoliermaterial ist, ist die elektrische Abschirmung des Herdes 19 oder der Anode 31 gegenüber der Entladungsenergieversorgung 14 nicht notwendigerweise erforderlich.
  • 12 zeigt eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung, die ein Ionenplattiersystem verwendet, gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der 12 sind Teile, die im Wesentlichen identisch mit denen der Vorrichtung gemäß der 1 sind, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und deren Beschreibung ist abgekürzt.
  • In dieser Vakuumbeschichtungsvorrichtung ist eine erste Elektronenrückkehrelektrode 2A auf einem höheren Potentialzustand als ein Auslassteil der Plasmakanone 11 so vorgesehen, dass diese das Isolierrohr 1 innerhalb des Kurzrohrteils 12A der Vakuumkammer 12 umgibt, und sie ist an die positive Seite der Entladungsenergieversorgung 14 angeschlossen. Andererseits ist eine zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B mit gleichem Potential wie die erste Elektronenrückkehrelektrode 2A in einem Raum nicht nur an einer Seite einer Vertikalen, die sich durch das Abscheidungsmaterial 20 erstreckt, entfernt zu der Plasma kanone 11, jedoch näher am Substrat 13 als das Abscheidungsmaterial 20 zwischen dem Abscheidungsmaterial 20 und dem Substrat 13 vorgesehen.
  • Somit ist es bei dieser Vakuumbeschichtungsvorrichtung schwierig, dass Isoliermaterial, welches von dem isolierenden Abscheidungsmaterial 20 verdampft ist, sich auf der ersten Elektronenrückkehrelektrode 2A und der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B abscheidet, da die erste Elektronenrückkehrelektrode 2A und die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B an Positionen im Abstand zu dem Abscheidungsmaterial 20 angeordnet sind. Zusätzlich ist das Isolierrohr 1 zwischen dem Plasmastrahl 22, der von der Plasmakanone 11 emittiert wird, und der ersten Elektronenrückkehrelektrode 2A vorgesehen, um diese gegeneinander abzuschirmen, wodurch verhindert wird, das der Plasmastrahl 22 auf die erste Elektronenrückkehrelektrode 2A auftrifft, was ein Auftreten einer anomalen Entladung zwischen der Kathode 15 und der ersten Elektronenrückkehrelektrode 2A verursachen würde. Als Ergebnis wird ein reflektierter Elektronenfluss 3, der die erste Elektronenrückkehrelektrode 2A erreicht, entlang dem Weg, welcher von dem Plasmastrahl 22 entfernt ist, außerhalb des Plasmastrahls 22 gebildet, so dass der Plasmastrahl 22 kontinuierlich und stabil aufrechterhalten wird. Es ist verifiziert worden, das diese Lebensdauerperiode gegenüber dem Fall, bei dem das Isolierrohr 1 und die Elektronenrückkehrelektrode 2A nicht vorgesehen sind, markant auf mehr als das zweifache erhöht worden ist.
  • Wenn die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B nicht vorgesehen ist, ist es ein idealer Zustand, dass das Verhältnis eines Stroms, der durch die erste Elektronenrückkehrelektrode 2A fließt, d.h. der reflektierte Elektronenfluss 3, zu einem effektiven Entladungsstrom, der durch den Plasmastrahl 22 durch das Abscheidungsmaterial 20 fließt, 100 % wird. Für den Fall, dass nur die erste Elektronenrückkehrelektrode 2A vorgesehen ist, wird jedoch dieses aktuelle Verhältnis nicht notwendigerweise ein ausreichender Wert und das Fehlverhältnis gegenüber 100 %, d.h. die Differenz zwischen dem tatsächlichen Verhältnis und 100 %, bildet ein Hindernis bezüglich der Verbesserung der Beschichtungsausbildungsrate auf dem Substrat 13. Im Hinblick auf die Erzielung eines Verhältnisses mit einer Annäherung an 100 % soweit als möglich, wurde daher das Verhalten der Rückkehrelektronen untersucht, wenn nur die erste Elektronenrückkehrelektrode 2A vorgesehen war. Als Ergebnis hat sich herausgestellt, dass ein Teil der Elektronen, die an der Seite des Herdes 19 reflektiert werden, mit dem Plasmastrahl 22 und verdampften Teilchen auf dem Weg zum Zurückkehren zur ersten Elektronenrückkehrelektrode 2A kollidieren, und diese werden in der Vakuumkammer 12 entlang des Magnetfeldes, das durch die Konvergierungsspule 18 gebildet ist, gestreut, ohne dass sie zu der ersten Elektronenrückkehrelektrode 2A zurückkehren. Es wurde auch herausgefunden, dass die gestreuten Elektronen nicht nur in einen Raumteil auf der Seite einer Vertikalen, die sich durch das Abscheidungsmaterial 20 erstreckt, entfernt von der Plasmakanone 11, sondern auch näher dem Substrat 13 als dem Abscheidungsmaterial 20 zwischen dem Abscheidungsmaterial 20 und dem Substrat 13 streuen. Unter Berücksichtigung dieser Ergebnisse ist in der vorstehend beschriebenen Vakuumbeschichtungsvorrichtung die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B zusätzlich zu der ersten Elektronenrückkehrelektrode 2A vorgesehen. Als Ergebnis ist das Verhältnis eines Stroms, der zu den beiden Elektronenrückkehrelektroden der ersten Rückkehrelektrode 2A und der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B zurückkehrt, zu dem effektiven Entladungsstrom ein Wert über 90 % und nahe 100 % geworden, so dass die Beschichtungsausbildungsrate sich ebenfalls verbessert hat.
  • 13 zeigt eine zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Andere Teile dieser Vakuumbeschichtungsvorrichtung mit Ausnahme dieser zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B sind im Wesentlichen identisch mit denen der in der 12 gezeigten Vorrichtungen.
  • In dieser Ausführungsform ist die Oberfläche der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B an der Seite des Plasmastrahls 22 zu einer gewellten Form ausgebildet, so dass die Oberflächenfläche der Oberfläche, welche vom Herd 19 reflektierte Elektronen zurückführt, vergrößert ist.
  • Durch eine derartige Anordnung ist das Verhältnis des Stroms durch die Rückkehrelektronen vom Plasmastrahl 22, der auf das Abscheidungsmaterial 20 gestrahlt ist, erhöht.
  • 14 zeigt eine zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme dieses Teils sind andere Teile dieser Vakuumbeschichtungsvorrichtung im Wesentlichen identisch mit denen der in der 12 gezeigten Vorrichtungen.
  • In dieser Ausführungsform ist an der Seite des Plasmastrahls 22 der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B eine Prallplatte 7 mit einer Anzahl von Durchgangslöchern 4a in einem Abstand zu der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 4A angeordnet.
  • Durch eine derartige Anordnung ist die Menge des Isoliermaterials, welches von dem isolierenden Abscheidungsmaterial 20 verdampft wird und die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B erreicht, vermindert, wodurch die Ausbildung einer isolierenden Beschichtung auf der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B verhindert wird. Dadurch wird es möglich, das vorstehend beschriebene Verhältnis zu verbessern.
  • Die 15 und 16 zeigen eine zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B und deren Umgebung in einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme dieses Teils sind andere Teile dieser Vakuumbeschichtungsvorrichtungen im Wesentlichen identisch mit denen der in der 12 gezeigten Vorrichtungen.
  • In dieser Ausführungsform ist ein Wischer 5 vorgesehen, der entlang der Oberfläche der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B, die dem Plasmastrahl 22 gegenübersteht, gleitet, wodurch Rückstände auf der Oberfläche zwangsweise abgestreift werden können.
  • Als ein Ergebnis kann die Ausbildung einer isolierenden Beschichtung auf der Oberfläche der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B verhindert werden, so dass das vorstehend genannte Verhältnis verbessert werden kann.
  • 17 zeigt eine zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer vierzehnten Ausführungsform einer vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme dieses Teils sind die anderen Teile dieser Vakuumbeschichtungsvorrichtung im Wesentlichen identisch mit denen der in der 12 gezeigten Vakuumbeschichtungsvorrichtungen.
  • Bei dieser Ausführungsform ist die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B, die ein kreisförmiger, zylindrischer Körper ist, so ausgebildet, dass sie drehbar ist und einstückig mit einer Rotationswelle 10 versehen, die sich in Längsrichtung erstreckt, so dass die gesamte Oberfläche der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B wirksam verwendet werden kann.
  • Als Ergebnis kann das Verhältnis des Stroms durch die Rückkehr von Elektronen vom Plasmastrahl 22, der auf das Abscheidungsmaterial 20 gestrahlt wird, verbessert werden.
  • Eine Oberfläche dieser zylinderförmigen zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B an einer Seite im Abstand sowohl zum Plasmastrahl 22 als auch dem Substrat 13 und ein nicht gezeigter feststehender Wischer, der sich parallel zu der Rotationswelle 10 erstreckt, werden miteinander so in Berührung gebraucht, dass sie relativ zueinander gleiten, so dass Rückstände auf der Oberfläche beseitigt werden. Somit kann das vorstehend genannte Verhältnis weiter verbessert werden.
  • 18 zeigt eine zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B der Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme dieses Teils sind die anderen Teile dieser Vakuumbeschichtungsvorrichtung im Wesentlichen identisch mit denen der in der 12 gezeigten Vakuumbeschichtungsvorrichtung.
  • Bei dieser Ausführungsform ist die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B in seitlicher Richtung und Längsrichtung durch eine Kugelspindel 8 bewegbar gehalten. Diese Kugelspindel 8 hat einen Gewindeaufnahmeteil F und zwei Außengewindeteile M. Der Gewindeaufnahmeteil F ist an einer Oberfläche der Kugelspindel 8 an einer Seite gegenüber derjenigen Seite befestigt, die dem Plasmastrahl 22 gegenübersteht. Jeder der zwei Gewindeaußenteile M ist in jede der zwei Gewindebohrungen, die rechtwinkelig zueinander in zwei Richtungen ausgebildet sind und die sich seitlich und in Längsrichtung erstrecken, eingeschraubt, um durch Motoren m1, m2 normal und umgekehrt gedreht zu werden.
  • Als Ergebnis wird, wenn der Zustand des Magnetfeldes, welches den Plasmastrahl 22 steuert, geändert wird oder wenn die Prozessbedingungen geändert werden, die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B in eine Position entsprechend dieser Änderung oder dieser Abänderung geschoben, wodurch es möglich wird, das vorstehende Verhältnis zu verbessern.
  • 19 zeigt eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung gemäß einer sechzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der 19 sind Teile gemeinsam denen der 12 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und deren Beschreibung ist verkürzt.
  • In dieser Ausführungsform ist die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B durch die vorstehend genannte Kugelspindel 8 so gehalten, dass sie seitlich und in Längsrichtung bewegbar ist.
  • Weiterhin sind ein erster Stromdetektor D1 zum Detektieren des ersten Elektronenrückkehrstroms durch Elektronen, welche zu der ersten Elektronenrückkehrelektrode 2A zurückgekehrt sind, und ein zweiter Stromdetektor D2 zum Detektieren eines zweiten Elektronenrückkehrstroms durch Elektronen, die die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B erreicht haben, vorgesehen. In diesem Fall ist die Vakuumkammer 12 an Masse gelegt. Es ist ferner eine Steuerung 9 vorgesehen, die die Motoren m betätigt, um die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B zu bewegen, so dass bei Empfang von Stromsignalen vom ersten Stromdetektor D1 und vom zweiten Stromdetektor D2 die Summe der Ströme, die durch die erste Elektronenrückkehrelektrode 2A und die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B fließen, ein Maximum wird und dass der Strom, welcher an der Masseseite fließt, Null wird.
  • Diese Steuerung 9 steuert die Motoren m1, m2 über Bewegungsschritte der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B in den Zustand, in welchem die der Plasmastrahl 22 unter vorbestimmten Prozessbedingungen erzeugt worden ist, speichert Daten, die die Beziehung zwischen einer Position der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B und der Summe der Ströme, welche durch jede der zwei Elektroden fließen, repräsentieren, bestimmt basierend auf den gespeicherten Daten eine Position, in welcher die Summe der Ströme, welche durch jede dieser zwei Elektroden fließen, ein Maximum wird und bewegt die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B in die bestimmte Position.
  • Alternativ ist es auch möglich, die Motoren m1, m2 durch die Schritte ständig Berechnen einer Position, in welcher die Summe der Ströme, welche durch jede der zwei Elektroden fließen, ein Maximum wird oder durch Bestimmen der Position durch einen Fuzzy-Schluss oder dergleichen und Bewegen der zweiten Elektronenrückkehrelektrode 2B in die resultierende Position zu steuern.
  • Durch eine derartige Anordnung ist es in dieser Vorrichtung, bei der Stromdetektoren vorgesehen sind, wobei die Position, in welcher die Summe der Ströme durch die Rückkehrelektronen leicht und in kurzer Zeit bestimmt werden können, somit möglich, ständig einen optimalen Zustand mit Bezug auf die Verbesserung des vorstehenden Verhältnisses aufrechtzuerhalten.
  • Obwohl das Abscheidungsmaterial 20 im allgemeinen ein elektrisch isolierendes Material ist, kann es zusätzlich auch eine elektrisch leitfähige Substanz sein, wenn das Material mit dem Reaktionsgas kombiniert wird, um in ein elektrisch isolierendes Material umgewandelt zu werden. Wenn jedoch das Abscheidungsmaterial 20 ein elektrisch isolierendes Material ist, ist es notwendig, den Herd 19 und die Entladungsenergieversorgung 14 solange voneinander abzuschirmen, bis das Abscheidungsmaterial 20 in das elektrisch isolierende Material umgewandelt worden ist. Im Gegensatz hierzu ist es, wenn das Abscheidungsmaterial 20 von Natur aus ein elektrisch isolierendes Material ist, nicht notwendig, den Herd 19 und die Entladungsenergieversorgung 14 voneinander abzuschirmen.
  • Das Substrat 13 kann während des Beschichtungsausbildungsvorgangs stationär bleiben oder rotieren oder horizontal bewegt werden. Wenn zusätzlich das Substrat 13 in einem Zustand einer flachen Platte in der Vakuumkammer 12 gehalten wird, kann das Substrat 13 als ein Film vorgesehen sein, der um Rollen gewickelt ist, um durch eine Rolle abgewickelt und durch eine andere Rolle aufgewickelt zu werden.
  • Es ist unnötig zu sagen, dass die zweite Elektronenrückkehrelektrode 2B nicht nur bei dem Vakuumbeschichtungsvorrichtungen mit dem Ionenplattiersystem sondern auch bei Vakuumbeschichtungsvorrichtungen mit dem Plasma-verstärkten-CVD-System verwendet werden kann.

Claims (8)

  1. Vakuumbeschichtungsvorrichtung zum Ausbilden einer Dünnfilmbeschichtung durch einen Plasmastrahl (22) auf einem Substrat (13), das in einer Vakuumkammer (12) angeordnet ist, wobei die Vakuumbeschichtungsvorrichtung aufweist: eine Plasmakanone (11) vom Druckgradiententyp zum Erzeugen eines Plasmastrahls in Richtung auf das Innere einer Vakuumkammer und eine Konvergierungsspule, die so vorgesehen ist, dass sie einen Kurzrohrteil (12A) der Vakuumkammer umgibt, der in Richtung auf einen Auslass der Plasmakanone vorsteht und der den Querschnitt des Plasmastrahls vermindert, gekennzeichnet durch ferner: ein Isolierrohr (1), das in dem Kurzrohrteil so vorgesehen ist, dass es den Plasmastrahl umgibt und in einem elektrischen Schwebezustand vorsteht, und eine Elektronenrückkehrelektrode (2), die den Plasmastrahl über das Isolierrohr innerhalb des Kurzrohrteils umgibt und die ein höheres elektrisches Potential als der Auslass aufweist.
  2. Vakkumbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektronenrückkehrelektrode mit einem Wischer versehen ist, der entlang einer Oberfläche der Elektronenrückkehrelektrode auf einer Seite entgegengesetzt zu einer Plasmakanonenseite gleitet, um so Rückstände von der Oberfläche zu entfernen.
  3. Vakuumbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche der Elektronenrückkehrelektrode auf einer Seite gegenüber der Plasmakanonenseite in einer gewellten Form ausgebildet ist.
  4. Vakuumbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Anzahl von Durchgangslöcherteilen gleichmäßig über dem gesamten Öffnungsteil des Kurzrohrteils verteilt sind und eine Prallplatte mit einer Öffnung für den Plasmastrahl in ihrem Mittenbereich vorgesehen ist, um den Plasmastrahl zu kreuzen.
  5. Vakuumbeschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Elektronenrückkehrelektrode eine Wasserkühlungsstruktur aufweist.
  6. Vakuumbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Prallplatte eine Wasserkühlungsstruktur aufweist.
  7. Vakuumbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit ferner eine zweiten Elektronenrückkehrelektrode, die in einem Abstand von dem Plasmastrahl vorgesehen ist und die das gleiche elektrische Potential wie die erste Elektronenrückkehrelektrode aufweist.
  8. Vakuumbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, mit ferner: einem Antriebsabschnitt zum Bewegen der zweiten Elektronenrückkehrelektrode zumindest seitlich, einem Effektiventladungsstromdetektor zum Erfassen eines Stroms, der zur Erzeugung des Plasmastrahls fließt, einem ersten Stromdetektor und einem zweiten Stromdetektor zum Erfassen von Strömen, die durch die Elektronenrückkehrelektrode bzw. die zweite Elektronenrückkehrelektrode fließen, und einer Steuerung zum Betreiben des Antriebsabschnittes bei Empfang von Stromsignalen von den Detektoren derart, um die zweite Elektronenrückkehrelektrode in eine Position zu bewegen, in der die Summe der Ströme, die durch die Elektronenrückkehrelektrode bzw. die zweite Elektronenrückkehrelektrode fließen, maximal werden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009037197A2 (de) * 2007-09-14 2009-03-26 Thales Electron Devices Gmbh Vorrichtung zur verminderung der beaufschlagung eines flächenabschnitts durch positiv geladene ionen und ionenbeschleunigeranordnung

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2836158B1 (fr) * 2002-02-19 2005-01-07 Usinor Procede de nettoyage par plasma de la surface d'un materiau enduit d'une substance organique, et installation de mise en oeuvre
JP4601379B2 (ja) * 2004-10-08 2010-12-22 大日本印刷株式会社 圧力勾配型イオンプレーティング式成膜装置
JP4601385B2 (ja) * 2004-10-15 2010-12-22 大日本印刷株式会社 圧力勾配型イオンプレーティング式成膜装置
JP4734889B2 (ja) * 2004-10-25 2011-07-27 大日本印刷株式会社 圧力勾配型イオンプレーティング式成膜装置
JP4734894B2 (ja) * 2004-11-04 2011-07-27 大日本印刷株式会社 圧力勾配型イオンプレーティング式成膜装置
KR100852114B1 (ko) 2007-02-22 2008-08-13 삼성에스디아이 주식회사 플라즈마 건
TW200930158A (en) * 2007-12-25 2009-07-01 Ind Tech Res Inst Jet plasma gun and plasma device using the same
CN101483968B (zh) * 2008-01-08 2012-01-11 财团法人工业技术研究院 喷射式等离子枪与应用其的等离子处理设备
JP5350911B2 (ja) * 2008-07-31 2013-11-27 キヤノンアネルバ株式会社 プラズマ発生装置及び成膜装置並びに成膜方法及び表示素子の製造方法
JP5968666B2 (ja) * 2012-04-09 2016-08-10 中外炉工業株式会社 プラズマ発生装置および蒸着装置
JP5700695B2 (ja) * 2012-04-12 2015-04-15 中外炉工業株式会社 プラズマ発生装置および蒸着装置並びにプラズマ発生方法
RU2521939C1 (ru) * 2013-04-24 2014-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро КАСКАД" Устройство для получения электродного материала
CN111120235B (zh) * 2019-12-24 2022-03-18 兰州空间技术物理研究所 一种基于涡轮增压的吸气式电推进装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3562141A (en) * 1968-02-23 1971-02-09 John R Morley Vacuum vapor deposition utilizing low voltage electron beam
JPS62103362A (ja) * 1985-10-31 1987-05-13 Fumiko Uramoto 絶縁膜のためのイオンプレ−テング装置
EP0385475A3 (de) * 1989-03-02 1991-04-03 Asahi Glass Company Ltd. Verfahren zur Herstellung eines durchsichtigen leitenden Films
JPH04326725A (ja) * 1991-04-26 1992-11-16 Tokyo Electron Ltd プラズマ装置
US5413663A (en) * 1992-06-11 1995-05-09 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JPH062120A (ja) * 1992-06-23 1994-01-11 Jeol Ltd イオンプレーティング装置
JP2916972B2 (ja) * 1993-02-24 1999-07-05 住友重機械工業株式会社 プラズマ発生方法及びその装置
US5677012A (en) * 1994-12-28 1997-10-14 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Plasma processing method and plasma processing apparatus
JPH08246138A (ja) * 1995-03-03 1996-09-24 Jeol Ltd イオンプレーティング装置
JP3401365B2 (ja) * 1995-05-25 2003-04-28 日本電子株式会社 プラズマ発生装置およびイオンプレーティング装置
JPH0978230A (ja) * 1995-09-19 1997-03-25 Chugai Ro Co Ltd シート状プラズマ発生装置
JP4074370B2 (ja) * 1998-03-26 2008-04-09 中外炉工業株式会社 真空成膜装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009037197A2 (de) * 2007-09-14 2009-03-26 Thales Electron Devices Gmbh Vorrichtung zur verminderung der beaufschlagung eines flächenabschnitts durch positiv geladene ionen und ionenbeschleunigeranordnung
WO2009037197A3 (de) * 2007-09-14 2009-08-13 Thales Electron Devices Gmbh Vorrichtung zur verminderung der beaufschlagung eines flächenabschnitts durch positiv geladene ionen und ionenbeschleunigeranordnung
RU2472965C2 (ru) * 2007-09-14 2013-01-20 Тейлз Электрон Дивайсез Гмбх Ионный ускоритель с устройством для уменьшения воздействия положительно заряженных ионов на участок поверхности
US8944385B2 (en) 2007-09-14 2015-02-03 Thales Electronic Systems Gmbh Device for reducing the impact on a surface section by positively charged ions, and ion accelelerator arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000056960A (ko) 2000-09-15
JP2000219961A (ja) 2000-08-08
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EP1026723B1 (de) 2004-08-25
CN1200133C (zh) 2005-05-04

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