專利名稱：等離子生成裝置及等離子處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由在設(shè)定在真空環(huán)境下的電弧放電部進(jìn)行真空電弧放電，從目標(biāo) 表面產(chǎn)生等離子，具備在產(chǎn)生等離子時(shí)將從陰極作為副產(chǎn)品產(chǎn)生的陰極材料粒子(下稱 “微滴(droplet)”)除去的微滴除去部的等離子生成裝置及使用由該等離子生成裝置生成 的等離子進(jìn)行等離子處理的等離子處理裝置。
背景技術(shù)：
一般地，通過在等離子中在固體材料的表面形成薄膜或注入離子來改善固體的表 面特性的情況已被公知。利用包括金屬離子、非金屬離子在內(nèi)的等離子形成的膜強(qiáng)化固體 表面的耐磨損性、耐腐蝕性，作為保護(hù)膜、光學(xué)薄膜、透明導(dǎo)電性膜等是有用的物質(zhì)。特別是 利用了碳等離子的碳素膜作為由金剛石構(gòu)造和石墨構(gòu)造的無定形混晶構(gòu)成的類金剛石膜 (稱為DLC膜)，利用價(jià)值高。作為產(chǎn)生包括金屬離子、非金屬離子在內(nèi)的等離子的方法，有真空電弧等離子法。 真空電弧等離子是從通過在陰極和陽極之間發(fā)生的電弧放電形成的，并且是陰極材料從存 在于陰極表面上的陰極點(diǎn)蒸發(fā)，由此陰極蒸發(fā)物質(zhì)形成的等離子。另外，在作為環(huán)境氣體導(dǎo) 入了反應(yīng)性氣體的情況下，反應(yīng)性氣體也同時(shí)被離子化。既可以將惰性氣體(稱為稀有氣 體)與上述反應(yīng)性氣體一起導(dǎo)入，也可以替代上述反應(yīng)性氣體而導(dǎo)入上述惰性氣體。使用 這樣的等離子，能夠進(jìn)行向固體表面的薄膜形成、離子的注入而進(jìn)行表面處理。一般地，在真空電弧放電中，在從陰極點(diǎn)放出陰極材料離子、電子、陰極材料中性 粒子(原子及分子)這樣的真空電弧等離子構(gòu)成粒子的同時(shí)，還放出從亞微米以下到數(shù)百 微米(0.01 1000 μ m)的大小的被稱為微滴的陰極材料微粒子。但是，在成膜等的表面處 理中，成為問題的是微滴的產(chǎn)生。若此微滴附著在被處理物表面，則形成在被處理物表面上 的薄膜的均勻性喪失，成為薄膜的次品。作為解決微滴的問題的一個(gè)方法，有磁過濾法(P. J. Martin, R. P. Netterfield and Τ. J. Kinder, Thin Solid Films 193/194 (1990) 77)(非專利文獻(xiàn) 1)。此磁過濾法是 使真空電弧等離子通過彎曲的微滴捕集管道向處理部輸送的方法。根據(jù)此方法，產(chǎn)生的微 滴被附著捕獲(捕集)在管道內(nèi)周壁上，能夠在管道出口得到基本不含微滴的等離子流。 另外，以如下的方式構(gòu)成由沿管道配置的磁鐵形成彎曲磁場(chǎng)，由此彎曲磁場(chǎng)使等離子流彎 曲，將等離子有效地向等離子加工部引導(dǎo)。日本特開2002-8893號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)公開了具有微滴捕集部的等離子加工 裝置。圖12是以往的等離子加工裝置的結(jié)構(gòu)概略圖。在等離子發(fā)生部102中，在陰極104 和觸發(fā)電極106之間產(chǎn)生電氣火花，使陰極104和陽極108之間產(chǎn)生真空電弧，生成等離子 109。在等離子發(fā)生部102上連接了用于產(chǎn)生電氣火花及真空電弧放電的電源110，并配置 了使等離子109穩(wěn)定化的等離子穩(wěn)定化磁場(chǎng)發(fā)生器116a、116b。等離子109從等離子發(fā)生 部102被引導(dǎo)至等離子加工部112，配置在等離子加工部112的被處理物114由上述等離子 109進(jìn)行表面處理。另外，由與等離子加工部112連接的氣體導(dǎo)入系統(tǒng)Gt與需要相應(yīng)地導(dǎo)入反應(yīng)性氣體，由氣體排出系統(tǒng)Gh對(duì)反應(yīng)氣體、等離子流進(jìn)行排氣。
從等離子發(fā)生部102放出的等離子109由磁場(chǎng)在不與等離子發(fā)生部102面對(duì)的方 向彎曲成τ字狀，流入到等離子加工部112。在與等離子發(fā)生部102面對(duì)的位置，配設(shè)了捕 集在產(chǎn)生等離子109時(shí)從陰極作為副產(chǎn)品產(chǎn)生的陰極材料微粒子(微滴)118的微滴捕集 部120。因此，不受磁場(chǎng)的影響的微滴118向微滴捕集部120行進(jìn)并被捕集，防止微滴118 進(jìn)入等離子加工部112內(nèi)。作為具體的微滴捕集組件，例如，日本特開2002-105628號(hào)公報(bào) (專利文獻(xiàn)2)公開了由設(shè)置在等離子管道內(nèi)壁的擋板附著、捕集不到達(dá)等離子加工部的微 滴的情況。專利文獻(xiàn)1 日本特開2002-8893號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2002-105628號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1 :P. J. Martin, R. P. Netterfield and Τ. J. Kinder,ThinSolid Films 193/194(1990)7
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題如圖12所示，在以往的等離子加工裝置中，雖然不受到上述磁場(chǎng)的影響的微滴 118被微滴捕集部120捕集，但是，存在由于與等離子109的相互作用等而被賦予了電荷的 帶電微滴被磁場(chǎng)向等離子加工部112引導(dǎo)的情況。進(jìn)而，存在不被微滴捕集部120捕集的 粒徑小的微滴一面在壁面反射，一面被向等離子加工部112引導(dǎo)的情況。這樣，因?yàn)槿粑⒌?向等離子加工部112入射，則微滴附著在被處理物表面，所以，相對(duì)于被處理物表面而言的 薄膜形成、表面改性的均勻性喪失，產(chǎn)生了使被處理物的表面特性降低這樣的問題。另外，在非專利文獻(xiàn)1記載的磁過濾法中，如上所述，因?yàn)橐彩怯蓮澢艌?chǎng)使等離 子流彎曲，使等離子有效地向等離子加工部移動(dòng)，所以，混入到等離子流中的帶電微滴、微 小的微滴未被除去地被引導(dǎo)到等離子加工部，不能防止與被處理物表面碰撞或附著在被處 理物表面上。在最近的等離子成膜技術(shù)中，進(jìn)行使用了各種材料的成膜，但是，要求提高基于成 膜裝置的平滑性等的成膜精度。如上所述，因?yàn)槲⒌胃街鴮?duì)成膜精度影響大，所以，需要提 高等離子生成裝置中的微滴除去效率。因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠更有效地除去混入到在等離子生成裝置中生 成的等離子中的微滴，能夠謀求提高由高純度等離子進(jìn)行的成膜等的表面處理精度的等離 子生成裝置及使用由該等離子生成裝置生成的等離子進(jìn)行等離子處理的等離子處理裝置。為了解決課題的手段本發(fā)明者為了解決上述課題，不僅在等離子行進(jìn)路上配置將在產(chǎn)生等離子時(shí)從陰 極作為副產(chǎn)品產(chǎn)生的微滴除去的微滴除去部，而且驗(yàn)證了等離子行進(jìn)路的形態(tài)和等離子處 理?xiàng)l件(成膜速率)的關(guān)系。在此驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，求出了相對(duì)于一張基板進(jìn)行4秒鐘等離 子照射的成膜處理中的成膜速率(nm/sec)。使用了寬度dl為2. 5in (英寸)，長(zhǎng)度D2為 2.5in(英寸)、厚度t為任意的尺寸的基板。圖11表示等離子輸送距離相對(duì)于成膜速率的 關(guān)系。在本說明書中，所述的等離子輸送距離被定義為從等離子發(fā)生部(目標(biāo)面)放出的 等離子到達(dá)等離子加工部?jī)?nèi)的被處理物(基板)的合計(jì)距離。
圖11的Al、A2分別表示基于由圖12所示的彎曲成T字狀的等離子行進(jìn)路的情 況、基于由非專利文獻(xiàn)1所示的使用了彎曲的等離子行進(jìn)路的情況，各等離子輸送距離為 1440mm、1380mm。Al的T字型等離子行進(jìn)路中的成膜速率為約0. 3nm/sec,A2的彎曲等離子 行進(jìn)路中的成膜速率為約0. 6nm/sec0從上述的驗(yàn)證可知，等離子輸送距離影響成膜速率。 這里，使用lnm/sec = 10A/sec的換算式來理解圖11。
作為用于半導(dǎo)體基板等的通常的成膜條件，需要超過約0. 8nm/sec的成膜速率。 微滴的附著量最好也在上述的2. 5in(英寸)X2. 5in(英寸)尺寸的基板中為50個(gè)以下， 但是，在上述的驗(yàn)證的情況下，附著了約1000個(gè)微滴。若考慮等離子輸送距離影響成膜速 率的情況，則只要縮短基于等離子行進(jìn)路的等離子輸送距離，就能夠改善成膜速率，但是， 僅通過簡(jiǎn)單地使直行路徑短縮化，與其相伴，微滴的侵入量增加，這已為人所知。本發(fā)明者鉆心研究了上述驗(yàn)證結(jié)果，得到了通過在等離子行進(jìn)路途中形成傾斜型 等離子行進(jìn)路，呈三級(jí)地彎曲形成等離子行進(jìn)路，即使縮短等離子行進(jìn)路整體，也能夠更有 效地防止微滴的侵入，由合適的成膜速率進(jìn)行等離子處理這樣的見解。本發(fā)明的第一方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置具有在真空環(huán)境 下進(jìn)行真空電弧放電、從目標(biāo)表面產(chǎn)生等離子的等離子發(fā)生部，和使由上述等離子發(fā)生部 產(chǎn)生的等離子行進(jìn)的等離子行進(jìn)路，在上述等離子行進(jìn)路上配置將產(chǎn)生等離子時(shí)從陰極作 為副產(chǎn)品產(chǎn)生的陰極材料粒子(下面稱為“微滴”)除去的微滴除去部，此微滴除去部，由與 上述等離子發(fā)生部連接的等離子直行管；與上述等離子直行管呈彎曲狀地連接的第一等離 子行進(jìn)管；與上述第一等離子行進(jìn)管的終端相對(duì)于其管軸以規(guī)定彎曲角傾斜配置地連接的 第二等離子行進(jìn)管；與上述第二等離子行進(jìn)管的終端呈彎曲狀地連接并從等離子出口排出 等離子的第三等離子行進(jìn)管構(gòu)成，上述等離子從上述目標(biāo)表面到達(dá)被處理物的合計(jì)長(zhǎng)度L 被設(shè)定成滿足900mm ^ L ^ 1350mm。本發(fā)明的第二方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置是在上述第一方 式中，在從上述第三等離子行進(jìn)管的等離子出口不呈直線狀地透視上述第一等離子行進(jìn)管 的等離子出口側(cè)的位置，呈幾何學(xué)地配置了上述第二等離子行進(jìn)管。本發(fā)明的第三方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置是在上述第二方 式中，在設(shè)相對(duì)于從上述第三等離子行進(jìn)管的等離子入口側(cè)的管截面上端到上述第一等離 子行進(jìn)管的等離子出口側(cè)的管截面下端而言的仰角為θ，設(shè)相對(duì)于從上述第三等離子行進(jìn) 管的等離子出口側(cè)的管截面下端到上述第二等離子行進(jìn)管的等離子出口側(cè)的管截面上端 而言的仰角為θ ^時(shí)，滿足θ彡Θ。。本發(fā)明的第四方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置是在上述第一、 第二或第三方式中，在上述等離子直行管、上述第一等離子行進(jìn)管、上述第二等離子行進(jìn)管 及上述第三等離子行進(jìn)管的每一個(gè)上設(shè)置產(chǎn)生等離子輸送用磁場(chǎng)的等離子輸送用磁場(chǎng)發(fā) 生組件，在上述第一等離子行進(jìn)管及/或上述第二等離子行進(jìn)管上附設(shè)使上述等離子輸送 用磁場(chǎng)偏向的偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件，通過由上述偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件產(chǎn)生的偏向磁場(chǎng)，使等離 子流偏向管中心側(cè)。本發(fā)明的第五方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置是在上述第四方 式中，上述偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件由配置在上述第一等離子行進(jìn)管及/或上述第二等離子行進(jìn) 管的外周的磁軛和纏繞在該磁軛上的磁場(chǎng)線圈構(gòu)成，上述磁軛在管軸方向被進(jìn)行滑動(dòng)調(diào)整，在周方向被進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整，及/或在管軸方向被進(jìn)行擺動(dòng)調(diào)整。 本發(fā)明的第六方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置是在上述第四方 式中，上述等離子輸送用磁場(chǎng)發(fā)生組件由纏繞在上述等離子直行管、上述第一等離子行進(jìn) 管、上述第二等離子行進(jìn)管及上述第三等離子行進(jìn)管的各個(gè)管外周的磁場(chǎng)線圈構(gòu)成。本發(fā)明的第七方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置是在上述第六方 式中，纏繞在上述第二等離子行進(jìn)管的管外周的磁場(chǎng)線圈由相對(duì)于其管外周沿傾斜軸纏繞 成橢圓狀的磁場(chǎng)線圈構(gòu)成。本發(fā)明的第八方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置是在上述第一 第七的任意一個(gè)方式中，在上述等離子直行管、上述第一等離子行進(jìn)管、上述第二等離子行 進(jìn)管及上述第三等離子行進(jìn)管的各個(gè)管內(nèi)壁面上植設(shè)微滴捕集板，上述植設(shè)區(qū)域在管內(nèi)壁 面積的70%以上。本發(fā)明的第九方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置是在上述第一 第八任意的一個(gè)方式中，將上述第二等離子行進(jìn)管做成擴(kuò)徑管，將上述第一等離子行進(jìn)管 做成與上述擴(kuò)徑管的等離子導(dǎo)入側(cè)始端連接的導(dǎo)入側(cè)縮徑管，將上述第三等離子行進(jìn)管做 成與上述擴(kuò)徑管的等離子排出側(cè)終端連接的排出側(cè)縮徑管。本發(fā)明的第十方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置是在上述第一 第九的任意一個(gè)方式中，在上述第二等離子行進(jìn)管和上述第三等離子行進(jìn)管的連接部，設(shè) 置了將從上述第二等離子行進(jìn)管向上述第三等離子行進(jìn)管供給的等離子流在行進(jìn)方向進(jìn) 行集束整流的整流磁場(chǎng)發(fā)生組件及/或使上述等離子流向其截面方向進(jìn)行偏向振動(dòng)的偏 向振動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生組件。本發(fā)明的第十一方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置是在上述第八 方式中，植設(shè)在上述第二等離子行進(jìn)管內(nèi)的微滴捕集板與上述第二等離子行進(jìn)管的管壁被 電氣性地隔斷；設(shè)置了對(duì)上述微滴捕集板施加偏壓電壓的偏壓電壓施加組件。本發(fā)明的第十二方式是一種等離子生成裝置，所述等離子生成裝置是在上述第 一 第十一的任意一個(gè)方式中，在上述第二等離子行進(jìn)管內(nèi)配設(shè)能夠沿管軸方向變更設(shè)置 位置的一個(gè)以上的窗孔，上述窗孔具有規(guī)定面積的開口部。本發(fā)明的第十三方式是一種等離子處理裝置，所述等離子處理裝置具備上述第 一 第十二的任意一個(gè)方式的等離子生成裝置和設(shè)置了被處理物的等離子處理部，將上述 第三等離子行進(jìn)管的等離子出口與上述等離子處理部的等離子導(dǎo)入口連接。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的第一方式，能夠提供下述的等離子生成裝置，配置在上述等離子行 進(jìn)路上的微滴除去部，由與上述等離子發(fā)生部連接的等離子直行管；與上述等離子直行管 呈彎曲狀地連接的第一等離子行進(jìn)管；與上述第一等離子行進(jìn)管的終端相對(duì)于其管軸以 規(guī)定彎曲角傾斜配置地連接的第二等離子行進(jìn)管；與上述第二等離子行進(jìn)管的終端呈彎 曲狀地連接并從等離子出口排出等離子的第三等離子行進(jìn)管呈三級(jí)地彎曲構(gòu)成，從目標(biāo)面 到被處理物的合計(jì)長(zhǎng)度L被設(shè)定成滿足900mm彡L彡1350mm。更詳細(xì)地說，上述合計(jì)長(zhǎng) 度L是將從目標(biāo)面到上述等離子直行管的出口的長(zhǎng)度L0、上述第一等離子行進(jìn)管的長(zhǎng)度 Li、上述第二等離子行進(jìn)管的長(zhǎng)度L2、上述第三等離子行進(jìn)管的長(zhǎng)度L3及等離子從上述 第三等離子行進(jìn)管的等離子出口到達(dá)被處理物的有效距離L4相加的合計(jì)長(zhǎng)度，即，由L =L0+L1+L2+L3+L4定義，圖1表示了其詳細(xì)情況。這樣，由于上述合計(jì)長(zhǎng)度L被設(shè)定成滿足 900mm< 1350mm，所以，如圖11所示，能夠使由等離子行進(jìn)路形成的等離子輸送距離與 以往的T型等離子行進(jìn)路、彎曲等離子行進(jìn)路相比縮短，提高成膜速率，而且，不僅簡(jiǎn)單使 直行路徑短縮化，而且通過上述三級(jí)的彎曲路徑化，能夠高效地除去微滴，生成能夠?qū)崿F(xiàn)提 高成膜等的表面處理精度的高純度等離子。 上述第二等離子行進(jìn)管以上述彎曲角(傾斜角)傾斜，在傾斜角大的情況下，能夠 隔斷微滴，但是，因?yàn)榈入x子密度降低，所以，向被處理物表面的成膜速度降低。反之，在傾 斜角小的情況下，微滴進(jìn)入到處理室內(nèi)，但是，因?yàn)榈入x子密度的降低小，所以，向被處理物 表面的成膜速度不降低。因此，能夠按照成膜速度和微滴的容許度的關(guān)系適當(dāng)選擇上述傾 斜角。本發(fā)明中的由上述等離子直行管、上述第一等離子行進(jìn)管、上述第二等離子行進(jìn) 管及上述第三等離子行進(jìn)管形成的上述三級(jí)的彎曲路徑是將各管連結(jié)在同一平面上而構(gòu) 成，或空間性地進(jìn)行三維配置而構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的第二方式，由于在從上述第三等離子行進(jìn)管的等離子出口不呈直線 狀地透視上述第一等離子行進(jìn)管的等離子出口側(cè)的位置，呈幾何學(xué)地配置了上述第二等離 子行進(jìn)管，所以，從上述第一等離子行進(jìn)管導(dǎo)出的微滴不直接從上述第三等離子行進(jìn)管的 等離子出口排出，而是在上述三級(jí)的彎曲路徑過程中與路徑內(nèi)壁碰撞，被附著除去，因此， 能夠大幅降低附著在被處理物上的微滴，能夠進(jìn)行由高效地除去了微滴的高純度的等離子 進(jìn)行的等離子處理。上述第三等離子行進(jìn)管的出口既可以與后述的等離子處理部的外壁面直接連結(jié)， 也可以沒入到上述外壁面的內(nèi)部地配置。進(jìn)而，也可以一面保持上述第三等離子行進(jìn)管的 出口和上述外壁面的位置關(guān)系，一面像后述的第十方式的那樣，使整流管、偏向振動(dòng)管處于 第二等離子行進(jìn)管和第三等離子行進(jìn)管之間。根據(jù)本發(fā)明的第三方式，由于在設(shè)相對(duì)于從上述第三等離子行進(jìn)管的等離子入口 側(cè)的管截面上端到上述第一等離子行進(jìn)管的等離子出口側(cè)的管截面下端而言的仰角為θ， 設(shè)相對(duì)于從上述第三等離子行進(jìn)管的等離子出口側(cè)的管截面下端到上述第二等離子行進(jìn) 管的等離子出口側(cè)的管截面上端而言的仰角為θ ^時(shí)，滿足θ ^ θ ^，所以，能夠在從上述 第三等離子行進(jìn)管的等離子出口不呈直線狀地透視上述第一等離子行進(jìn)管的等離子出口 側(cè)的位置配置上述第二等離子行進(jìn)管。因此，例如，在將上述三級(jí)的彎曲路徑連結(jié)在同一平 面上而構(gòu)成的情況下等，能夠?qū)崿F(xiàn)從上述第一等離子行進(jìn)管導(dǎo)出的微滴不直接從上述第三 等離子行進(jìn)管的等離子出口排出的管路結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行使用高效地除去了微滴的高純度等 離子的等離子處理。如上所述，上述第三等離子行進(jìn)管的出口當(dāng)然既可以與后述的等離子處理部的外 壁面直接連結(jié)，也可以沒入到上述外壁面的內(nèi)部地配置。另外，當(dāng)然也可以使整流管、偏向 振動(dòng)管處于第二等離子行進(jìn)管和第三等離子行進(jìn)管之間。根據(jù)本發(fā)明的第四方式，由于在上述等離子直行管、上述第一等離子行進(jìn)管、上述 第二等離子行進(jìn)管及上述第三等離子行進(jìn)管的每一個(gè)上設(shè)置產(chǎn)生等離子輸送用磁場(chǎng)的等 離子輸送用磁場(chǎng)發(fā)生組件，在上述第一等離子行進(jìn)管及/或上述第二等離子行進(jìn)管上附設(shè) 使上述等離子輸送用磁場(chǎng)偏向的偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件，通過由上述偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件產(chǎn)生的偏向磁場(chǎng)使等離子流偏向管中心側(cè)，所以，能夠由上述偏向磁場(chǎng)對(duì)上述第一等離子行進(jìn)管 及/或上述第二等離子行進(jìn)管的連接部分中的上述等離子輸送用磁場(chǎng)的不均勻，即起因于 上述等離子輸送用磁場(chǎng)發(fā)生用磁場(chǎng)線圈的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致在彎曲部的內(nèi)側(cè)附加磁場(chǎng)變強(qiáng)這樣的 不良狀況進(jìn)行偏向調(diào)整，將等離子流向管路中心引導(dǎo)，將等離子密度維持在高密度，進(jìn)行使 用了高密度且高純度等離子的等離子處理。 根據(jù)本發(fā)明的第五方式，由于上述偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件由配置在上述第一等離子行 進(jìn)管及/或上述第二等離子行進(jìn)管的外周的磁軛和纏繞在該磁軛上的磁場(chǎng)線圈構(gòu)成，上述 磁軛在管軸方向被進(jìn)行滑動(dòng)調(diào)整，在周方向被進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整，及/或在管軸方向被進(jìn)行擺 動(dòng)調(diào)整，所以，能夠通過上述磁軛的可動(dòng)進(jìn)行由上述偏向磁場(chǎng)進(jìn)行的微調(diào)整，謀求消除上述 等離子輸送用磁場(chǎng)的不均勻，能夠?qū)崿F(xiàn)由上述三級(jí)的彎曲路徑的幾何學(xué)的配置構(gòu)成的最適 當(dāng)?shù)牡入x子行進(jìn)路。根據(jù)本發(fā)明的第六方式，由于上述等離子輸送用磁場(chǎng)發(fā)生組件由纏繞在上述等離 子直行管、上述第一等離子行進(jìn)管、上述第二等離子行進(jìn)管及上述第三等離子行進(jìn)管的各 個(gè)管外周的磁場(chǎng)線圈構(gòu)成，所以，能夠使上述三級(jí)的彎曲路徑整體產(chǎn)生上述等離子輸送用 磁場(chǎng)，提高等離子輸送效率，進(jìn)行使用了高密度且高純度等離子的等離子處理。若將上述等離子輸送用磁場(chǎng)發(fā)生用磁場(chǎng)線圈沿傾斜軸呈圓形狀地纏繞設(shè)置在傾 斜配置的上述第二等離子行進(jìn)管上，則在與其它的管的連接部附近產(chǎn)生不纏繞線圈的空 隙，產(chǎn)生不均勻磁場(chǎng)，等離子輸送效率降低。因此，根據(jù)本發(fā)明的第七方式，因?yàn)槔p繞在上述 第二等離子行進(jìn)管的管外周的磁場(chǎng)線圈由相對(duì)于其管外周沿傾斜軸纏繞成橢圓狀的磁場(chǎng) 線圈構(gòu)成，所以，能夠不會(huì)產(chǎn)生該空隙地將磁場(chǎng)線圈緊密地纏繞在上述第二等離子行進(jìn)管 的傾斜面上，不產(chǎn)生不均勻磁場(chǎng)，使等離子輸送效率提高，進(jìn)行使用了高密度且高純度等離 子的等離子處理。根據(jù)本發(fā)明的第八方式，由于在上述等離子直行管、上述第一等離子行進(jìn)管、上述 第二等離子行進(jìn)管及上述第三等離子行進(jìn)管的各個(gè)管內(nèi)壁面上植設(shè)微滴捕集板，上述植設(shè) 區(qū)域在管內(nèi)壁面積的70%以上，所以，能夠增大在等離子行進(jìn)路用管內(nèi)的微滴附著表面積， 能夠大量且可靠地附著、回收飛散微滴，能夠?qū)崿F(xiàn)等離子流的高純度化。根據(jù)本發(fā)明的第九方式，由于將上述第二等離子行進(jìn)管做成擴(kuò)徑管，將上述第一 等離子行進(jìn)管做成與上述擴(kuò)徑管的等離子導(dǎo)入側(cè)始端連接的導(dǎo)入側(cè)縮徑管，將上述第三等 離子行進(jìn)管做成與上述擴(kuò)徑管的等離子排出側(cè)終端連接的排出側(cè)縮徑管，所以，從上述導(dǎo) 入側(cè)縮徑管導(dǎo)入到上述擴(kuò)徑管內(nèi)的等離子流因?yàn)橛缮鲜鰯U(kuò)徑管產(chǎn)生的上述等離子行進(jìn)路 的擴(kuò)徑作用而擴(kuò)散。由于該等離子流的擴(kuò)散，所以混入到等離子中的微滴也在上述擴(kuò)徑管 內(nèi)擴(kuò)散，與上述擴(kuò)徑管的內(nèi)側(cè)壁碰撞而被附著、回收。另外，在上述擴(kuò)徑管內(nèi)的等離子流被 排出時(shí)，由于從上述擴(kuò)徑管向上述排出側(cè)縮徑管的縮徑作用，飛散到上述擴(kuò)徑管內(nèi)壁面?zhèn)?的微滴與階梯部碰撞而被附著、回收，不會(huì)與等離子流合流，能夠防止微滴的再混入。因此， 能夠使微滴附著在上述擴(kuò)徑管的內(nèi)側(cè)壁上地充分地回收，能夠在上述第一等離子行進(jìn)管、 上述第二等離子行進(jìn)管及上述第三等離子行進(jìn)管的管路中有效地除去微滴。另外，若預(yù)先 使擴(kuò)徑管和導(dǎo)入側(cè)縮徑管及/或排出側(cè)縮徑管的中心軸不一致地偏心，則微滴容易從等離 子流分離，微滴的捕集效果進(jìn)一步提高。而且，僅通過在上述等離子行進(jìn)路上形成上述擴(kuò)徑 管，即可簡(jiǎn)易且廉價(jià)地構(gòu)成微滴除去部，進(jìn)而，使用通過微滴除去效率的提高而得到的高純度等離子，能夠提高成膜等的表面處理精度，顯著提高被處理物表面的表面改性、形成膜的 均勻性。 由于在傾斜配置的上述第二等離子行進(jìn)管的終端的與上述第三等離子行進(jìn)管的 連接部中存在等離子流彎曲行進(jìn)或擴(kuò)散的情況，所以，也可以在上述第二等離子行進(jìn)管的 出口配置等離子整流管，在此等離子整流管的外周設(shè)置使等離子流強(qiáng)制地在行進(jìn)方向集束 整流的整流磁場(chǎng)發(fā)生組件。若在等離子行進(jìn)方向施加集束磁場(chǎng)，則能夠一面將彎曲行進(jìn)或 擴(kuò)散的等離子流強(qiáng)制地集束一面使之前進(jìn)。另外，可以在上述等離子整流管的出口配置喇 叭管狀的偏向振動(dòng)管，在上述偏向振動(dòng)管的外周配置偏向振動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生裝置(即磁軛線 圈)，在偏向振動(dòng)管的內(nèi)部形成在其截面方向使等離子流左右或上下地?cái)[動(dòng)的偏向振動(dòng)磁 場(chǎng)。若在左右方向(截面X軸方向)和上下方向(截面Y軸方向)的兩方向進(jìn)行偏向振動(dòng)， 則能夠大范圍地掃描等離子流。這樣，通過偏向掃描等離子流，在向非處理物的照射面積比 等離子流截面積大的情況下，能夠自由增減等離子照射面積。當(dāng)然既可以將上述等離子整 流管和上述偏向振動(dòng)管組合配置，也可以單獨(dú)配置。根據(jù)本發(fā)明的第十一方式，由于植設(shè)在上述第二等離子行進(jìn)管內(nèi)的微滴捕集板與 上述第二等離子行進(jìn)管的管壁被電氣性地隔斷，設(shè)置了對(duì)上述微滴捕集板施加偏壓電壓的 偏壓電壓施加組件，所以，對(duì)上述微滴捕集板施加上述偏壓電壓，因此，通過調(diào)整其偏壓電 位，能夠抑制等離子的衰減，能夠增加等離子輸送效率。施加電壓有+的情況和_的情況。 施加形式可以適當(dāng)?shù)剡x擇。在+電位的情況下，+離子被排斥而向輸送方向被推出，在-電 位的情況下，電子被排斥而向輸送方向被推出。施加+_哪個(gè)電位，是以使等離子輸送效率 增加的方式選擇。另外，電位的大小可以調(diào)節(jié)成各種各樣，可以選擇使等離子輸送效率增加 的電位強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的第十二方式，由于在上述第二等離子行進(jìn)管內(nèi)配設(shè)沿管軸方向可動(dòng) 的窗孔，上述窗孔具有規(guī)定面積的開口部，所以，能夠通過上述窗孔使上述第二等離子行進(jìn) 管內(nèi)縮徑來捕集微滴，而且能夠變更其設(shè)置位置，將捕集量調(diào)整到最適當(dāng)，有助于微滴除去 效率的提高。另外，上述開口部不僅可以設(shè)置在上述窗孔的中心，還可以使之偏心地賦予使 管內(nèi)等離子流彎曲行進(jìn)的功能。根據(jù)本發(fā)明的第十三方式，由于具備上述第一 第十二的任意一個(gè)方式的等離子 生成裝置和設(shè)置了被處理物的等離子處理部，將上述第三等離子行進(jìn)管的等離子出口與上 述等離子處理部的等離子導(dǎo)入口連接，所以，能夠提供從上述等離子導(dǎo)入口將由具備由上 述三級(jí)的彎曲路徑構(gòu)成的等離子行進(jìn)路的上述等離子生成裝置生成的高純度的等離子導(dǎo) 入而向被處理物照射，提高成膜等的表面處理精度，顯著提高被處理物表面的表面改性、形 成膜的均勻性的等離子處理裝置。上述第三等離子行進(jìn)管的等離子出口既可以與上述等離 子處理部的外壁面連結(jié)，也可以沒入到上述外壁面的內(nèi)部等，而自由地進(jìn)行連結(jié)設(shè)計(jì)的情 況如上所述。


圖1是有關(guān)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的等離子生成裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是有關(guān)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的等離子處理裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示有關(guān)第二實(shí)施方式的可動(dòng)磁軛29的配置狀態(tài)的圖。
圖4是表示可動(dòng)磁軛29的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)5是表示可動(dòng)磁軛29的滑動(dòng)調(diào)整及擺動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖6是有關(guān)第二實(shí)施方式的等離子輸送用磁場(chǎng)發(fā)生用磁場(chǎng)線圈的模式結(jié)構(gòu)圖。圖7是有關(guān)第二實(shí)施方式的內(nèi)周管61的局部放大剖視圖。圖8是有關(guān)第二實(shí)施方式的可動(dòng)窗孔70的俯視圖和窗孔70的安裝狀態(tài)圖。圖9是作為第三實(shí)施方式的等離子處理裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖10是有關(guān)第三實(shí)施方式的形成在圓錐臺(tái)形管(偏向振動(dòng)管)1108上的掃描用 磁場(chǎng)的說明圖。圖11是表示等離子輸送距離相對(duì)于成膜比率的關(guān)系的圖。圖12是以往的等離子加工裝置的結(jié)構(gòu)概略圖。符號(hào)說明1 等離子處理部；2 等離子發(fā)生部；3 等離子直行管；4 第一等離子行進(jìn)管；5 第二等離子行進(jìn)管；6 第三等離子行進(jìn)管；7 等離子出口 ；8 箭頭；9 箭頭；10 陰極；11 觸發(fā)電極；12 陽極；13 電弧電源；14 陰極保護(hù)器；15 等離子穩(wěn)定化磁場(chǎng)發(fā)生器；16 絕 緣板；17 磁場(chǎng)線圈；18 磁場(chǎng)線圈；19 磁場(chǎng)線圈；20 磁場(chǎng)線圈；21 磁場(chǎng)線圈；22 偏向磁 場(chǎng)發(fā)生組件；23 磁場(chǎng)線圈；24 偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件；24a 氣體流入口 ；25 排氣口 ；27 磁 極；28 磁極；29 可動(dòng)磁軛；30 偏向磁場(chǎng)發(fā)生線圈；31 引導(dǎo)體；32 引導(dǎo)槽；33 銷；34 連結(jié)螺母；35 滑動(dòng)部件；36 隔離片；37 調(diào)整部主體；38 滑動(dòng)槽；39 銷；40 連結(jié)螺母； 41 微滴捕集板(擋板)；42 微滴捕集板(擋板)；43 微滴捕集板(擋板)；44 微滴捕 集板(擋板)；60 微滴捕集板(擋板的一部分)；61 內(nèi)周管；62 開口部；63 偏壓電源； 70 窗孔；71 開口部；72 擋塊；73 螺釘；74 突出部分；75 管；76 卡定凹部；77 箭頭； 108a =X方向振動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生器；108b :Y方向振動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生器；1109 出口管；102 等離子發(fā) 生部；104 陰極；106 觸發(fā)電極；108 陽極；109 等離子1 ； 110 電源；112 等離子加工部； 114 被處理物；116a 等離子穩(wěn)定化磁場(chǎng)發(fā)生器；116b 等離子穩(wěn)定化磁場(chǎng)發(fā)生器；1100 等離子直行管；1101 第一等離子行進(jìn)管；1102 第二等離子行進(jìn)管；1103 第三等離子行 進(jìn)管；1104 連接口 ；1105 等離子出口 ；1106 等離子出口 ；1107 整流管；1108 圓錐臺(tái)形 管；1110 等離子出口 ；1111 箭頭；1112 箭頭；1113 掃描用磁場(chǎng)線圈；1114 整流磁場(chǎng)線 圈；A 等離子發(fā)生部；C 等離子處理部；Cl 設(shè)置位置；C2 目標(biāo)位置；PO 等離子直行管； Pl 第一等離子行進(jìn)管；P2 第二等離子行進(jìn)管；P3 第三等離子行進(jìn)管；P4 擴(kuò)徑管；Sl 等 離子出口 ；S2 等離子入口 ；S3 等離子出口 ；W 工件。
具體實(shí)施例方式為了實(shí)施發(fā)明的優(yōu)選方式下面，基于附圖，詳細(xì)說明有關(guān)本發(fā)明的等離子生成裝置的實(shí)施方式。圖1是有關(guān)本發(fā)明的等離子生成裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖中所示的等離子生成裝置 由產(chǎn)生向等離子處理部(腔)C供給的等離子的等離子發(fā)生部A及等離子行進(jìn)路構(gòu)成。在 等離子處理部C，設(shè)置工件(等離子被處理物)W，由與腔內(nèi)連接的氣體導(dǎo)入系統(tǒng)與需要相應(yīng) 地從氣體流入口 24a導(dǎo)入反應(yīng)性氣體，由氣體排氣系統(tǒng)將反應(yīng)氣體、等離子流從排氣口 25 排出。等離子發(fā)生部A具有在真空環(huán)境下進(jìn)行真空電弧放電而產(chǎn)生等離子的陰極(目標(biāo))。等離子行進(jìn)路由使等離子流通的管路構(gòu)成，在等離子行進(jìn)路上配置了將從陰極作為副產(chǎn)品 產(chǎn)生的微滴除去的微滴除去部。此微滴除去部也是等離子流通管路，由與等離子發(fā)生部A 連接的等離子直行管P0、與等離子直行管PO呈彎曲狀地連接的第一等離子行進(jìn)管P1、與第 一等離子行進(jìn)管Pl的終端相對(duì)于其管軸以規(guī)定彎曲角傾斜配置地連接的第二等離子行進(jìn) 管P2、與第二等離子行進(jìn)管P2的終端呈彎曲狀地連接并從等離子出口排出等離子的第三 等離子行進(jìn)管P3構(gòu)成。上述第三等離子行進(jìn)管P3的出口 S3沒入到上述等離子處理部C的外壁面的內(nèi)部 地延伸設(shè)置，但如后述的圖2所示，也可以將上述出口 S3經(jīng)凸緣(未圖示)與上述外壁面 直接連結(jié)等，連接形式可以自由調(diào)整等離子直行管PO使從等離子發(fā)生部A直行的微滴與和等離子發(fā)生部A相向的終 端部E或管內(nèi)壁碰撞而附著、除去。設(shè)從等離子發(fā)生部A的上述目標(biāo)位置C2到等離子直行 管PO的出口即等離子直行管PO和第一等離子行進(jìn)管Pl的連接點(diǎn)的等離子行進(jìn)長(zhǎng)度為L(zhǎng)0。 第一等離子行進(jìn)管Pl由等離子直行管PO的終端側(cè)側(cè)壁在正交的方向連通地連接。設(shè)第一 等離子行進(jìn)管Pl的等離子行進(jìn)長(zhǎng)度為L(zhǎng)i。第二等離子行進(jìn)管P2被傾斜配置在第一等離 子行進(jìn)管Pl及第三等離子行進(jìn)管P3之間，設(shè)其等離子行進(jìn)長(zhǎng)度為L(zhǎng)2。第三等離子行進(jìn)管 P3被配置在與第一等離子行進(jìn)管Pl平行的方向，設(shè)其等離子行進(jìn)長(zhǎng)度為L(zhǎng)3。第三等離子 行進(jìn)管P3的等離子出口一直延伸設(shè)置到等離子處理部C內(nèi)部。設(shè)從第三等離子行進(jìn)管P3 的等離子出口被排出的等離子到達(dá)等離子處理部C內(nèi)的被處理物的設(shè)置位置Cl為止的等 離子有效距離為L(zhǎng)4。由等離子直行管P0、第一等離子行進(jìn)管P1、第二等離子行進(jìn)管P2及第 三等離子行進(jìn)管P3形成了呈三級(jí)地彎曲形成的等離子行進(jìn)路。在各等離子行進(jìn)管的外周纏繞了產(chǎn)生用于沿管路輸送等離子流P的等離子輸送 用磁場(chǎng)的磁場(chǎng)線圈(未圖示)。通過由磁場(chǎng)線圈構(gòu)成的等離子輸送用磁場(chǎng)發(fā)生組件使上述 三級(jí)的彎曲路徑整體產(chǎn)生等離子輸送用磁場(chǎng)，提高了等離子輸送效率。另外，在管內(nèi)壁上設(shè) 置了微滴除去用擋板(未圖示)。在有關(guān)上述結(jié)構(gòu)的等離子行進(jìn)路中，將等離子有效距離L4與從目標(biāo)面到等離 子直行管PO的出口面之間、第一等離子行進(jìn)管P1、第二等離子行進(jìn)管P2及第三等離子 行進(jìn)管P3的各自的等離子行進(jìn)長(zhǎng)度LO L3相加的合計(jì)長(zhǎng)度(等離子輸送距離)L(= L0+L1+L2+L3+L4)設(shè)定成滿足900mm < L < 1350mm。在本實(shí)施方式中，如圖11的A3所示， 使L為1190mm。在此等離子輸送距離的設(shè)定下，與Al及A2的上述驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)同樣，在相對(duì)于 一張基板進(jìn)行等離子照射，實(shí)施了 3nm厚度的成膜時(shí)，得到了約1. 5nm/sec的成膜速率。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠使基于上述等離子行進(jìn)路的等離子輸送距離比以往的T字 等離子行進(jìn)路、彎曲等離子行進(jìn)路縮短，提高成膜速率，而且，不僅能夠簡(jiǎn)單地使直行路徑 短縮化，還能夠通過上述三級(jí)的彎曲路徑化高效地除去微滴，生成能夠?qū)崿F(xiàn)成膜等的表面 處理精度的提高的高純度等離子。即，與基于彎曲成T字狀的等離子行進(jìn)路的情況(Al)、使 用了彎曲的等離子行進(jìn)路的情況(A2)相比，等離子輸送距離被縮短，而且，能夠得到作為 在半導(dǎo)體基板等中使用的良好的成膜條件高的成膜速率(約1. 5nm/sec)。在本實(shí)施方式中，等離子行進(jìn)路由上述三級(jí)的彎曲路徑構(gòu)成，進(jìn)而，通過圖1所 示的管路配置，起到極其良好的微滴除去效果。由于此微滴除去效果，相對(duì)于寬度dl為 2. 5in (英寸)、長(zhǎng)度D2為2. 5in (英寸)、厚度t為任意的尺寸的基板(工件W)照射了 4秒鐘等離子時(shí)的微滴的附著量為10個(gè) 100個(gè)。 在從第三等離子行進(jìn)管P3的等離子出口 S3不呈直線狀地透視第一等離子行進(jìn)管 Pl的等離子出口 Sl側(cè)的位置，呈幾何學(xué)地配置了第二等離子行進(jìn)管P2。S卩，在設(shè)相對(duì)于從 第三等離子行進(jìn)管P3的等離子入口 S2側(cè)的管截面上端到第一等離子行進(jìn)管Pl的等離子 出口 Sl側(cè)的管截面下端而言的仰角為θ，設(shè)相對(duì)于從第三等離子行進(jìn)管Ρ3的等離子出口 S3側(cè)的管截面下端到第二等離子行進(jìn)管Ρ2的等離子出口 S2側(cè)的管截面上端而言的仰角為 θ Q時(shí)，滿足θ彡Θ。。通過上述的幾何學(xué)的管路配置，能夠避免從第一等離子行進(jìn)管Pl導(dǎo)出的直行微 滴直接侵入第三等離子行進(jìn)管Ρ3，不從第三等離子行進(jìn)管Ρ3的等離子出口 S3被排出。因 此，能夠在上述三級(jí)的彎曲路徑過程中使微滴與路徑內(nèi)壁碰撞而附著除去，能夠像上述的 那樣大幅降低微滴相對(duì)于被處理物的附著量，能夠進(jìn)行由高效地除去了微滴的高純度等離 子進(jìn)行的等離子處理。在本實(shí)施方式中，雖然將上述三級(jí)的彎曲路徑連結(jié)在同一平面上地構(gòu)成，但是，在 做成呈空間性地彎曲成三級(jí)的管路結(jié)構(gòu)的情況下，通過與上述同樣的幾何學(xué)的配置，也能 夠?qū)崿F(xiàn)直行等離子不直接從第三等離子行進(jìn)管的等離子出口排出的管路結(jié)構(gòu)。第二等離子行進(jìn)管Ρ2也可以如虛線所示，做成與第一等離子行進(jìn)管Pl及第三等 離子行進(jìn)管Ρ3相比內(nèi)徑大的擴(kuò)徑管Ρ4。即，將第二等離子行進(jìn)管Ρ2做成擴(kuò)徑管Ρ4，將第 一等離子行進(jìn)管Pl做成與擴(kuò)徑管Ρ4的等離子導(dǎo)入側(cè)始端連接的導(dǎo)入側(cè)縮徑管，將第三等 離子行進(jìn)管Ρ3做成與擴(kuò)徑管Ρ4的等離子排出側(cè)終端連接的排出側(cè)縮徑管。若將擴(kuò)徑管Ρ4 配置在中間，則從導(dǎo)入側(cè)縮徑管導(dǎo)入到擴(kuò)徑管內(nèi)的等離子流因?yàn)橛蓴U(kuò)徑管Ρ4產(chǎn)生的等離 子行進(jìn)路的擴(kuò)徑作用而擴(kuò)散。由于該等離子流的擴(kuò)散，混入到等離子中的微滴也在擴(kuò)徑管 Ρ4內(nèi)擴(kuò)散，與擴(kuò)徑管Ρ4的內(nèi)側(cè)壁碰撞而被附著、回收。另外，在擴(kuò)徑管Ρ4內(nèi)的等離子流被 排出時(shí)，由于從擴(kuò)徑管Ρ4到排出側(cè)縮徑管的縮徑作用，飛散到擴(kuò)徑管內(nèi)壁面?zhèn)鹊奈⒌闻c階 梯部碰撞而被附著、回收，不會(huì)與等離子流合流，能夠防止微滴的再混入。因此，能夠使微滴 附著在擴(kuò)徑管Ρ4的內(nèi)側(cè)壁上而充分地回收，能夠在第一等離子行進(jìn)管Pl、第二等離子行進(jìn) 管Ρ2及第三等離子行進(jìn)管Ρ3的管路中有效地除去微滴。另外，若預(yù)先使擴(kuò)徑管Ρ4和導(dǎo)入 側(cè)縮徑管及/或排出側(cè)縮徑管的中心軸不一致地偏心，則微滴容易從等離子流分離，微滴 的捕集效果進(jìn)一步提高。而且，僅通過在等離子行進(jìn)路上形成擴(kuò)徑管Ρ4，能夠簡(jiǎn)易且廉價(jià)地 構(gòu)成微滴除去部。接著，說明適合于使用了本發(fā)明中的等離子生成裝置的等離子處理裝置的磁場(chǎng)線 圈的設(shè)置例及微滴除去用擋板(捕集板)的設(shè)置例。圖2表示將產(chǎn)生等離子輸送用磁場(chǎng)的磁場(chǎng)線圈設(shè)置在管外周，另外將微滴除去用 擋板配置在管內(nèi)壁上的等離子處理裝置的實(shí)施方式。在此實(shí)施方式中，采用了將第三等離 子行進(jìn)管的出口與等離子處理部1的外壁面直接連結(jié)的連接形式。圖2的等離子處理裝置由等離子處理部(腔)1和由產(chǎn)生向等離子處理部1供給 的等離子的等離子發(fā)生部2及等離子行進(jìn)路構(gòu)成的等離子生成裝置構(gòu)成。等離子行進(jìn)路與 圖1的情況同樣，由配置了除去微滴的微滴除去部的等離子流通管路構(gòu)成。微滴除去部，由 與等離子發(fā)生部2連接的等離子直行管3 ；與等離子直行管3呈彎曲狀地連接的第一等離 子行進(jìn)管4 ；與第一等離子行進(jìn)管4的終端，相對(duì)于其管軸以規(guī)定彎曲角傾斜配置而連接的第二等離子行進(jìn)管5 ；與第二等離子行進(jìn)管5的終端呈彎曲狀地連接，從等離子出口 7排出 等離子的第三等離子行進(jìn)管6構(gòu)成。由等離子直行管3、第一等離子行進(jìn)管4、第二等離子行進(jìn)管5及第三等離子行進(jìn) 管6構(gòu)成的等離子行進(jìn)路，與圖1的等離子行進(jìn)路同樣，呈三級(jí)地彎曲形成。第三等離子行 進(jìn)管6的等離子出口 7與等離子處理部1的等離子導(dǎo)入口連接另外，在從第三等離子行進(jìn)管6的等離子出口 7不呈直線狀地透視第一等離子行 進(jìn)管4的等離子出口側(cè)的位置，與圖1同樣，呈幾何學(xué)地配置了第二等離子行進(jìn)管5。S卩，如 箭頭9所示，相對(duì)于從第三等離子行進(jìn)管6的等離子入口側(cè)的管截面上端到第一等離子行 進(jìn)管4的等離子出口側(cè)的管截面下端而言的仰角θ，如箭頭8所示，在設(shè)相對(duì)于從第三等離 子行進(jìn)管6的等離子出口 7側(cè)的管截面下端到第二等離子行進(jìn)管5的等離子出口側(cè)的管截 面上端而言的仰角為θ ^時(shí)，滿足θ > Θ —通過與圖1同樣的幾何學(xué)的管路配置，能夠避 免從第一等離子行進(jìn)管4導(dǎo)出的直行微滴直接地侵入第三等離子行進(jìn)管6，不從第三等離 子行進(jìn)管6的等離子出口 7被排出。等離子發(fā)生部2具備陰極(負(fù)極)10、觸發(fā)電極11、陽極(正極)12、電弧電源13、 陰極保護(hù)器14、等離子穩(wěn)定化磁場(chǎng)發(fā)生器(電磁線圈或磁鐵)15。陰極10是等離子構(gòu)成 物質(zhì)的供給源，其形成材料只要是具有導(dǎo)電性的固體即可，沒有特別地限定，可以將金屬單 體、合金、無機(jī)單體、無機(jī)化合物(金屬氧化物、氮化物)等單獨(dú)或混合兩種以上使用。陰極 保護(hù)器14對(duì)蒸發(fā)的陰極表面以外部分進(jìn)行電氣絕緣，防止在陰極10和陽極12之間產(chǎn)生 的等離子向后方擴(kuò)散。陽極12的形成材料只要是在等離子溫度下也不蒸發(fā)的非磁性的材 料并具有導(dǎo)電性的固體即可，沒有特別地限定。另外，陽極12的形狀只要不是屏蔽電弧等 離子的整體的行進(jìn)的形狀即可，沒有特別地限定。進(jìn)而，等離子穩(wěn)定化磁場(chǎng)發(fā)生器15配置 在等離子發(fā)生部2的外周，使等離子穩(wěn)定化。在以相對(duì)于等離子而言的外加磁場(chǎng)成為相反 方向(尖點(diǎn)形)的方式配置了電弧穩(wěn)定化磁場(chǎng)發(fā)生器15的情況下，等離子更加穩(wěn)定化。另 夕卜，在以相對(duì)于等離子而言的外加磁場(chǎng)成為相同方向(反射鏡形)的方式配置了電弧穩(wěn)定 化磁場(chǎng)發(fā)生器15的情況下，能夠使基于等離子的成膜速度進(jìn)一步提高。進(jìn)而，等離子發(fā)生 部2和各等離子管路由等離子發(fā)生部側(cè)絕緣板16電氣性絕緣，即使對(duì)等離子發(fā)生部2外加 了高電壓，前方部也從等離子直行管3電氣性地處于浮動(dòng)狀態(tài)，被構(gòu)成為等離子在等離子 行進(jìn)路內(nèi)不受電氣性的影響。另外，在第三等離子行進(jìn)管6和等離子處理部1之間也夾裝 了加工部側(cè)絕緣板(未圖示)，從等離子直行管3到第三等離子行進(jìn)管6的等離子輸送用的 管道部整體被電氣性地設(shè)定為浮動(dòng)狀態(tài)，被構(gòu)成為在被輸送的等離子中沒有外部電源(高 電壓、GND)的影響。在等離子發(fā)生部2中，在陰極10和觸發(fā)電極11之間產(chǎn)生電氣火花，使陰極10和 陽極12之間產(chǎn)生真空電弧，生成等離子。此等離子的構(gòu)成粒子與來自陰極10的蒸發(fā)物 質(zhì)、以蒸發(fā)物質(zhì)和反應(yīng)氣體為起源的荷電粒子(離子、電子)一起，包括等離子前狀態(tài)的分 子、原子的中性粒子。另外，在放出等離子構(gòu)成粒子的同時(shí)，放出從亞微米以下到數(shù)百微米 (0. 01 1000 μ m)尺寸的微滴。此微滴形成與等離子流26的混合狀態(tài)，作為微滴混合等離 子在等離子行進(jìn)路內(nèi)移動(dòng)。在由等離子直行管3、第一等離子行進(jìn)管4、第二等離子行進(jìn)管5及第三等離子行 進(jìn)管6構(gòu)成的等離子行進(jìn)路上，設(shè)置了由纏繞在各管外周的磁場(chǎng)線圈17、18、19、20構(gòu)成的等離子輸送用磁場(chǎng)發(fā)生組件。通過使上述三級(jí)的彎曲路徑整體產(chǎn)生等離子輸送用磁場(chǎng)，能夠提高等離子輸送效率。由于等離子行進(jìn)路呈三級(jí)地彎曲形成，所以，在第一等離子行進(jìn)管4及第二等離 子行進(jìn)管5的管連接部附設(shè)了產(chǎn)生彎曲磁場(chǎng)的磁場(chǎng)線圈21、23，由彎曲磁場(chǎng)對(duì)等離子流進(jìn) 行彎曲引導(dǎo)。在第一等離子行進(jìn)管4及第二等離子行進(jìn)管5的連接部分中，因?yàn)椴荒芫鶆?地纏繞彎曲磁場(chǎng)用線圈，所以，在彎曲部的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生彎曲磁場(chǎng)變強(qiáng)的磁場(chǎng)的不均勻。為了消 除此不均勻磁場(chǎng)，在第一等離子行進(jìn)管4及第二等離子行進(jìn)管5上附設(shè)了偏向磁場(chǎng)發(fā)生組 件 22、24。偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件22、24由偏向磁場(chǎng)發(fā)生線圈30和可動(dòng)磁軛29構(gòu)成。圖3表示 將可動(dòng)磁軛29配置在第二等離子行進(jìn)管5外周的狀態(tài)?？蓜?dòng)磁軛29纏繞了偏向磁場(chǎng)發(fā)生 線圈30，具有一對(duì)磁極27、28。在磁極27、28之間產(chǎn)生偏向磁場(chǎng)，被賦予給第二等離子行進(jìn) 管5內(nèi)的等離子。偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件22、24包括對(duì)可動(dòng)磁軛29在管軸方向進(jìn)行滑動(dòng)調(diào)整，在周方向 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整及在管軸方向進(jìn)行擺動(dòng)調(diào)整的調(diào)整機(jī)構(gòu)。圖4表示配置在第一等離子行進(jìn)管4外周的可動(dòng)磁軛29的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)動(dòng) 調(diào)整機(jī)構(gòu)由在四個(gè)部位設(shè)置了在周方向轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整可動(dòng)磁軛29的圓弧狀引導(dǎo)槽32的引導(dǎo)體 31構(gòu)成。設(shè)置在可動(dòng)磁軛29上的銷33被插入在引導(dǎo)槽32內(nèi)，通過使銷33在管圓周方向 滑動(dòng)，能夠在90度以下的角度調(diào)整范圍θ 1內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整可動(dòng)磁軛29。調(diào)整后通過用連結(jié)螺 母34將銷33緊固在引導(dǎo)體31上，能夠保持其調(diào)整角度。圖5表示對(duì)配置在第二等離子行進(jìn)管5外周的可動(dòng)磁軛29在管軸方向進(jìn)行滑動(dòng) 調(diào)整及在管軸方向進(jìn)行擺動(dòng)調(diào)整的調(diào)整機(jī)構(gòu)。引導(dǎo)體31在經(jīng)隔離片36固定保持了可動(dòng)磁 軛29的狀態(tài)下被支承在滑動(dòng)部件35上?；瑒?dòng)部件35具有沿著第二等離子行進(jìn)管5的管 軸方向的直線狀滑動(dòng)槽38，被固定在調(diào)整部主體37上。滑動(dòng)槽38與第二等離子行進(jìn)管5 的傾斜中心線平行地形成。設(shè)置在第一等離子行進(jìn)管4上的滑動(dòng)槽沿第一等離子行進(jìn)管4 的中心線水平地形成。設(shè)置在引導(dǎo)體31上的銷39被插入在引導(dǎo)槽38內(nèi)，通過使銷39在 管軸方向滑動(dòng)，能夠遍及第二等離子行進(jìn)管的大致管長(zhǎng)地對(duì)引導(dǎo)體31的可動(dòng)磁軛29進(jìn)行 滑動(dòng)調(diào)整。調(diào)整后，通過用連結(jié)螺母40將銷39緊固在滑動(dòng)部件35上，能夠保持其調(diào)整位 置。另外，引導(dǎo)體31在固定保持了可動(dòng)磁軛29的狀態(tài)下繞銷39的軸旋轉(zhuǎn)自由地被支承在 滑動(dòng)部件35上。通過繞銷39的軸旋轉(zhuǎn)，能夠在管軸方向?qū)蓜?dòng)磁軛29進(jìn)行擺動(dòng)調(diào)整(傾 斜角調(diào)整)。調(diào)整后，通過用連結(jié)螺母40將銷39緊固在滑動(dòng)部件35上，能夠保持其調(diào)整傾 斜角?？烧{(diào)整的傾斜角在第一等離子行進(jìn)管4側(cè)為5°，在其相反側(cè)為30°。由于偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件22、24能夠?qū)蓜?dòng)磁軛29在管軸方向進(jìn)行滑動(dòng)調(diào)整，在周 方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整及在管軸方向進(jìn)行擺動(dòng)調(diào)整，所以，通過可動(dòng)磁軛29的位置乃至角度的 調(diào)整，進(jìn)行由上述偏向磁場(chǎng)進(jìn)行的微調(diào)整，能夠謀求消除等離子輸送用磁場(chǎng)的不均勻，能夠 實(shí)現(xiàn)由上述三級(jí)的彎曲路徑的幾何學(xué)的配置構(gòu)成的最適當(dāng)?shù)牡入x子行進(jìn)路。圖6的(6Α)模式地表示將等離子輸送用磁場(chǎng)發(fā)生用磁場(chǎng)線圈沿傾斜軸呈圓形狀 Ml地纏繞在傾斜配置的第二等離子行進(jìn)管5上的狀態(tài)19Α。在此情況下，如圖中的斜線所 示，在與其它的管(4或6)的連接部附近產(chǎn)生沒有纏繞線圈的空隙，產(chǎn)生不均勻磁場(chǎng)，等離 子輸送效率降低了。
在本實(shí)施方式中，纏繞在第二等離子行進(jìn)管5的管外周的磁場(chǎng)線圈19由相對(duì)于其 管外周沿傾斜軸纏繞成橢圓狀的磁場(chǎng)線圈構(gòu)成。圖6的(6B)模式地表示將等離子輸送用 磁場(chǎng)發(fā)生用磁場(chǎng)線圈19沿傾斜軸呈橢圓形狀M2地纏繞在傾斜配置的第二等離子行進(jìn)管5 上的狀態(tài)19B。通過將纏繞成橢圓形狀M2的磁場(chǎng)線圈19設(shè)置在第二等離子行進(jìn)管5上，由 于不產(chǎn)生(6A)的斜線區(qū)域的那樣的空隙，所以，能夠?qū)⒋艌?chǎng)線圈緊密地纏繞在第二等離子 行進(jìn)管5的傾斜面上，不產(chǎn)生不均勻磁場(chǎng)，提高等離子輸送效率，進(jìn)行使用高密度且高純度 等離子的等離子處理。在由等離子直行管3、第一等離子行進(jìn)管4、第二等離子行進(jìn)管5及第三等離子行 進(jìn)管6構(gòu)成的等離子行進(jìn)路上，在各個(gè)管內(nèi)壁面上植設(shè)了微滴捕集板 (擋板)41、42、43、44。 以下詳述各捕集板的構(gòu)造。圖7是具有微滴捕集板60的內(nèi)周管61的局部放大剖視圖。內(nèi)周管61被收容設(shè)置 在各等離子管路(3 6)內(nèi)，在其內(nèi)壁上植設(shè)了多張微滴捕集板60。在微滴捕集板60的中 央形成了等離子流通用開口部62。等離子從圖的上方流入，通過開口部62。雖然在15 90°的范圍內(nèi)設(shè)定微滴捕集板60的傾斜角α，但是，按照經(jīng)驗(yàn)30 60°最適當(dāng)，在此實(shí)施 例中設(shè)定為α =60°。在此傾斜角的情況下，從等離子流分離的微滴能夠一面在微滴捕集 板60上進(jìn)行多重反射，一面可靠地附著回收。由多張微滴捕集板60增大了在內(nèi)周管61內(nèi)的微滴附著表面積，能夠大量且可靠 地附著、回收飛散微滴。在等離子行進(jìn)路中，由于由內(nèi)周管61的管長(zhǎng)產(chǎn)生的限制，微滴捕集 板60的設(shè)置張數(shù)受到制約，因此，為了增大微滴除去面積，最好對(duì)微滴捕集板60的表面進(jìn) 行糙面加工，形成具有無數(shù)的凹凸的糙面。即，通過使微滴捕集板60的表面糙面化，微滴捕 集板60的捕集面積增大，能夠提高捕集效率。另外，與凹部碰撞的微滴在凹部中被可靠地 固定，微滴捕集效率顯著增加。作為糙面加工可以使用刻痕加工、梨皮面加工。作為刻痕加 工方法，例如使用由研磨紙進(jìn)行的研磨處理。梨皮面加工方法例如使用基于氧化鉛、散粒、 柵格、玻璃珠等的噴砂處理，特別是通過壓縮空氣等使幾微米粒子加速進(jìn)行噴嘴噴射的微 噴砂加工能夠?qū)ξ⒌尾都?0的狹窄的表面實(shí)施細(xì)微凹凸加工。微滴捕集板60的植設(shè)區(qū)域最好在管內(nèi)壁面積的70%以上。在圖2的情況下，使植 設(shè)區(qū)域?yàn)楣軆?nèi)壁面積的約90%，增大在等離子行進(jìn)路用管內(nèi)的微滴附著表面積，能夠大量 且可靠地附著回收飛散微滴，能夠?qū)崿F(xiàn)等離子流的高純度化。微滴捕集板60與各等離子行進(jìn)管的管壁電氣性地隔斷。作為偏壓電壓施加組件 的偏壓電源63與內(nèi)周管61連接，能夠?qū)?nèi)周管61設(shè)定成+電位或設(shè)定成-電位。在內(nèi) 周管61的偏壓電位為+電位的情況下，具有將等離子中的+離子在輸送方向推出的效果， 在-電位的情況下，具有將等離子中的電子在輸送方向推出的效果。選擇+_中的哪個(gè)是向 不降低等離子輸送效率的方向選擇，根據(jù)等離子的狀態(tài)判斷。電位強(qiáng)度也是可變的，通常從 輸送效率的觀點(diǎn)選擇將內(nèi)周管61設(shè)定為+15V。通過對(duì)各微滴捕集板施加上述偏壓電壓，能 夠調(diào)整其偏壓電位，抑制等離子的衰減，能夠增加等離子輸送效率。在第二等離子行進(jìn)管5內(nèi)也可以配設(shè)一個(gè)以上沿管軸方向可動(dòng)的窗孔70。上述窗 孔70具有能夠沿第二等離子行進(jìn)管5內(nèi)的管軸方向變更設(shè)置位置的構(gòu)造，既可以是能夠前 后移動(dòng)的構(gòu)造，也可以是僅向一方向移動(dòng)的構(gòu)造。因?yàn)槟軌蛞苿?dòng)，所以，能夠調(diào)整窗孔的設(shè) 置位置，還能夠取出進(jìn)行清洗。此窗孔70在中央具有規(guī)定面積的開口部，在此開口部的周圍壁面中碰撞捕捉微滴，通過了上述開口部的等離子行進(jìn)下去。上述開口部既可以設(shè)置在 中心，也可以設(shè)置在偏心位置等，可以設(shè)計(jì)成各種各樣。因此，若在第二等離子行進(jìn)管5內(nèi) 可移動(dòng)地設(shè)置多個(gè)窗孔70，則微滴的除去效率增加，能夠提高等離子純度。下面，表示利用 了板簧的一方向移動(dòng)的窗孔。
圖8的(8A)是可動(dòng)窗孔70的俯視圖，該圖(8B)表示窗孔70的安裝狀態(tài)。窗孔 70具有在中央具有規(guī)定面積的開口部71的環(huán)形狀。此時(shí)，上述開口部的形狀可根據(jù)配置形 態(tài)設(shè)計(jì)成圓形、橢圓形等各種各樣。在窗孔70面的三個(gè)部位由螺釘73固定連接了由向外 側(cè)突出的彈性片(例如板簧)構(gòu)成的擋塊72，但是，固定方式也可以采用焊接等任意的方 式。彈性片的突出部分74向下方彎曲。如圖8的(8B)所示，在第二等離子行進(jìn)管5的管 75內(nèi)壁上，預(yù)先呈圓狀地刻設(shè)了窗孔70保持用的卡定凹部76?？ǘò疾?6沿管75的長(zhǎng) 度方向設(shè)置了多個(gè)。若在使彈性片的突出部分74向下方的狀態(tài)下將窗孔70在箭頭77的 方向插入到管75內(nèi)，則擋塊72—面被推彎一面沿管內(nèi)周面移動(dòng)。等離子流的方向?yàn)榧^ 77的反方向。進(jìn)而，若將窗孔70在箭頭77的方向推入，則在卡定凹部76中，擋塊72的突 出部分74因彈性加載力而擴(kuò)開，嵌入并卡定于卡定凹部76。在此卡定狀態(tài)下，不能使擋塊 72逆向返回，能夠在其卡定位置設(shè)定窗孔70。在改變?cè)O(shè)定位置的情況下，若在箭頭77的方 向?qū)⒋翱?0進(jìn)一步推入，則擋塊72的卡定被解除，能夠使突出部分74再次嵌入卡定于下 一個(gè)卡定凹部76。由于窗孔70是可動(dòng)到第二等離子行進(jìn)管5內(nèi)的任意的設(shè)定位置的構(gòu)造，所以，能 夠由窗孔70對(duì)第二等離子行進(jìn)管5內(nèi)進(jìn)行縮徑，捕集微滴，而且能夠適當(dāng)變更其設(shè)定位置， 將捕集量調(diào)整為最適當(dāng)，有助于微滴除去效率的提高。窗孔70的設(shè)定數(shù)量為一個(gè)或兩個(gè)以 上。另外，開口部71不僅可以設(shè)置在窗孔70的中心，也可以偏心地賦予使管內(nèi)等離子流彎 曲行進(jìn)的功能。在由等離子直行管3、第一等離子行進(jìn)管4、第二等離子行進(jìn)管5及第三等離子行 進(jìn)管6構(gòu)成的等離子行進(jìn)路中的連接部，也可以配設(shè)環(huán)形狀的窗孔。與窗孔70同樣，通過 該連接部用窗孔的配設(shè)，能夠使等離子行進(jìn)路的管徑縮小或偏心，或使之縮小和偏心，能夠 更多地捕集等離子流中所含的微滴，提高微滴除去效率。在圖1及圖2的等離子生成裝置中，以同樣的管徑構(gòu)成最終級(jí)的第三等離子行進(jìn) 管6，但是，最好使經(jīng)彎曲路徑從第二等離子行進(jìn)管5排出的等離子流在第三等離子行進(jìn)管 6中進(jìn)一步高密度化。以下表示在第三等離子行進(jìn)管6中進(jìn)一步賦予高密度化功能的實(shí)施 方式。圖9表示作為第三實(shí)施方式的等離子處理裝置的概略結(jié)構(gòu)。圖9的等離子處理裝 置與圖2同樣，具有由產(chǎn)生向等離子處理部1供給的等離子的等離子發(fā)生部(未圖示)及 等離子行進(jìn)路構(gòu)成的等離子生成裝置。設(shè)置在等離子行進(jìn)路上的微滴除去部，與圖2同樣， 由與等離子發(fā)生部連接的等離子直行管1100 ；由連接口 1104與等離子直行管1100呈彎曲 狀地連接的第一等離子行進(jìn)管1101 ；與第一等離子行進(jìn)管1101的終端相對(duì)于其管軸以規(guī) 定彎曲角傾斜配置地連接的第二等離子行進(jìn)管1102 ；與第二等離子行進(jìn)管1102的終端呈 彎曲狀地連接并從等離子出口 1106排出等離子的第三等離子行進(jìn)管1103構(gòu)成。另外，雖 然未圖示，但在等離子行進(jìn)路上配設(shè)了微滴捕集板及等離子輸送磁場(chǎng)形成用磁場(chǎng)線圈。由等離子直行管1100、第一等離子行進(jìn)管1101、第二等離子行進(jìn)管1102及第三等離子行進(jìn)管1103構(gòu)成的等離子行進(jìn)路，與圖1及圖2的等離子行進(jìn)路同樣，呈三級(jí)地彎曲形成。第三等離子行進(jìn)管1103由與第二等離子行進(jìn)管1102的終端連接的整流管1107、成 為與整流管1107連接的偏向振動(dòng)管的圓錐臺(tái)形管1108及出口管1109構(gòu)成。圓錐臺(tái)形管 (偏向振動(dòng)管)1108向出口管1109側(cè)擴(kuò)徑。出口管1109的等離子出口 1110與等離子處理 部1的等離子導(dǎo)入口連接。出口管1109具有同樣的管徑。在有關(guān)本實(shí)施方式的等離子行進(jìn) 路中，第一等離子行進(jìn)管1101、第二等離子行進(jìn)管1102及第三等離子行進(jìn)管1103的各自的 等離子行進(jìn)長(zhǎng)度Ll L3與圖1的各等離子行進(jìn)管同樣地被設(shè)定。另外，在從出口管1109 的等離子出口 1110不呈直線狀地透視第一等離子行進(jìn)管1101的等離子出口 1105側(cè)的位 置，與圖1及圖2同樣地呈幾何學(xué)地配置了第二等離子行進(jìn)管1102。S卩，如箭頭1111所示， 相對(duì)于從整流管1107的等離子入口側(cè)的管截面上端到第一等離子行進(jìn)管1101的等離子出 口 1105側(cè)的管截面下端而言的仰角θ，如箭頭1112所示，在設(shè)相對(duì)于從出口管1109的等 離子出口 1110側(cè)的管截面下端到第二等離子行進(jìn)管1102的等離子出口 1106側(cè)的管截面 上端而言的仰角為θ ^時(shí)，與圖1同樣，滿足θ > Θ —通過與圖1及圖2同樣的幾何學(xué)的 管路配置，能夠避免從第一等離子行進(jìn)管1101導(dǎo)出的直行微滴直接侵入第三等離子行進(jìn) 管1103，不從第三等離子行進(jìn)管1103的等離子出口 1110被排出。在傾斜配置的第二等離子行進(jìn)管1102的終端的與第三等離子行進(jìn)管1103的連接 部中，為了防止等離子流彎曲行進(jìn)、擴(kuò)散，向第三等離子行進(jìn)管1103側(cè)的等離子行進(jìn)效率 降低，在與第二等離子行進(jìn)管連接的整流管1107上設(shè)置整流磁場(chǎng)線圈1114，使管內(nèi)產(chǎn)生一 面強(qiáng)制性地使從第二等離子行進(jìn)管1102向整流管1107供給的等離子的流動(dòng)集束一面進(jìn)行 整流的整流磁場(chǎng)。通過此整流磁場(chǎng)，能夠?qū)⑾虻诙入x子行進(jìn)管1102流動(dòng)的等離子呈集束 狀地向第三等離子行進(jìn)管1103側(cè)引出，能夠生成高密度且高純度的等離子。圖10是在有關(guān)第三實(shí)施方式的圓錐臺(tái)形管(偏向振動(dòng)管)1108(圖9所示)上形 成的掃描用磁場(chǎng)的說明圖。如圖9及圖10所示，為了使通過整流磁場(chǎng)作用集束整流的等離 子流左右、上下地振動(dòng)，像CRT顯示器的那樣掃描等離子流，在與整流管1107連接的圓錐臺(tái) 形管(偏向振動(dòng)管)1108上附設(shè)了掃描用磁場(chǎng)線圈1113。掃描用磁場(chǎng)線圈1113由一組X 方向振動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生器108a、108a和一組Y方向振動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生器108b、108b構(gòu)成。圖中表示了由X方向振動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生器108a、108a產(chǎn)生的時(shí)刻t的X方向振動(dòng)磁場(chǎng) Bx(t)、由Y方向振動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生器108b、108b產(chǎn)生的時(shí)刻t的Y方向振動(dòng)磁場(chǎng)BY(t)及時(shí)刻 t的掃描磁場(chǎng)BK(t)的關(guān)系。掃描磁場(chǎng) (0是X方向振動(dòng)磁場(chǎng)Bx(t)和Y方向振動(dòng)磁場(chǎng) By(t)的合成磁場(chǎng)。如果詳細(xì)地說明就是，一面通過X方向振動(dòng)磁場(chǎng)使等離子流左右地振動(dòng)， 一面通過Y方向振動(dòng)磁場(chǎng)上下地掃描等離子流，反復(fù)進(jìn)行這些動(dòng)作，能夠?qū)Φ入x子處理部1 進(jìn)行大面積等離子照射。在等離子流的截面積比配置在等離子處理室1內(nèi)的被處理物的截 面積小的情況下，能夠上下左右地掃描等離子流，對(duì)被處理物的整個(gè)表面進(jìn)行等離子照射。 例如，利用與CRT顯示器的電子束一面左右地振動(dòng)一面上下地移動(dòng)，反復(fù)進(jìn)行此動(dòng)作，顯示 器畫面的整個(gè)面發(fā)光同樣的原理。在圖10中，由時(shí)刻t =、時(shí)的振動(dòng)磁場(chǎng)BxU1)及 化) 合成掃描用磁場(chǎng)BJt1)，此掃描用磁場(chǎng)BJt1)左右地振動(dòng)，同時(shí)，在時(shí)刻t = t2時(shí)，由振動(dòng)磁 場(chǎng)~(、)及 (、)形成掃描用磁場(chǎng) (、)，等離子流能夠在管內(nèi)的大致整個(gè)面上進(jìn)行偏向 振動(dòng)。本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式、變形例，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)的各種變形例、設(shè)計(jì)變更等當(dāng)然也被包含在其技術(shù)范圍內(nèi)。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性有關(guān)本發(fā)明的等離子生成裝置在等離子行進(jìn)路上設(shè)置微滴除去部，能夠?qū)⒏呒?度、均勻的等離子流導(dǎo)入到等離子處理部。另外，能夠提供一種如下的等離子處理裝置若 使用由有關(guān)本發(fā)明的等離子生成裝置生成的高純度等離子，則能夠在等離子中在固定材料 的表面上形成缺陷、不純物顯著少的高純度的薄膜，或通過照射等離子，能夠不會(huì)對(duì)固體的 表面特性賦予缺陷、不純物地進(jìn)行均勻地改性，能夠高品質(zhì)且高精度地形成例如固體表面 的耐磨損性、耐腐蝕性強(qiáng)化膜、保護(hù)膜、光學(xué)薄膜、透明導(dǎo)電性膜等。
權(quán)利要求
一種等離子生成裝置，其特征在于，具有在真空環(huán)境下進(jìn)行真空電弧放電、從目標(biāo)表面產(chǎn)生等離子的等離子發(fā)生部，和使由上述等離子發(fā)生部產(chǎn)生的等離子行進(jìn)的等離子行進(jìn)路，在上述等離子行進(jìn)路上配置將產(chǎn)生等離子時(shí)從陰極作為副產(chǎn)品產(chǎn)生的陰極材料粒子(下面稱為“微滴”)除去的微滴除去部，此微滴除去部，由與上述等離子發(fā)生部連接的等離子直行管；與上述等離子直行管呈彎曲狀地連接的第一等離子行進(jìn)管；與上述第一等離子行進(jìn)管的終端相對(duì)于其管軸以規(guī)定彎曲角傾斜配置地連接的第二等離子行進(jìn)管；與上述第二等離子行進(jìn)管的終端呈彎曲狀地連接并從等離子出口排出等離子的第三等離子行進(jìn)管構(gòu)成，上述等離子從上述目標(biāo)表面到達(dá)被處理物的合計(jì)長(zhǎng)度L被設(shè)定成滿足900mm≤L≤1350mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子生成裝置，其特征在于，在從上述第三等離子行進(jìn)管 的等離子出口不呈直線狀地透視上述第一等離子行進(jìn)管的等離子出口側(cè)的位置，呈幾何學(xué) 地配置了上述第二等離子行進(jìn)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子生成裝置，其特征在于，在設(shè)相對(duì)于從上述第三等 離子行進(jìn)管的等離子入口側(cè)的管截面上端到上述第一等離子行進(jìn)管的等離子出口側(cè)的管 截面下端而言的仰角為θ，設(shè)相對(duì)于從上述第三等離子行進(jìn)管的等離子出口側(cè)的管截面 下端到上述第二等離子行進(jìn)管的等離子出口側(cè)的管截面上端而言的仰角為θ ^時(shí)，滿足 θ ^ θ 0°
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的等離子生成裝置，其特征在于，在上述等離子直行管、 上述第一等離子行進(jìn)管、上述第二等離子行進(jìn)管及上述第三等離子行進(jìn)管的每一個(gè)上設(shè)置 產(chǎn)生等離子輸送用磁場(chǎng)的等離子輸送用磁場(chǎng)發(fā)生組件，在上述第一等離子行進(jìn)管及/或上 述第二等離子行進(jìn)管上附設(shè)使上述等離子輸送用磁場(chǎng)偏向的偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件，通過由上 述偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件產(chǎn)生的偏向磁場(chǎng)，使等離子流偏向管中心側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子生成裝置，其特征在于，上述偏向磁場(chǎng)發(fā)生組件由配 置在上述第一等離子行進(jìn)管及/或上述第二等離子行進(jìn)管的外周的磁軛和纏繞在該磁軛 上的磁場(chǎng)線圈構(gòu)成，上述磁軛在管軸方向被進(jìn)行滑動(dòng)調(diào)整，在周方向被進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整，及/ 或在管軸方向被進(jìn)行擺動(dòng)調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子生成裝置，其特征在于，上述等離子輸送用磁場(chǎng)發(fā)生 組件由纏繞在上述等離子直行管、上述第一等離子行進(jìn)管、上述第二等離子行進(jìn)管及上述 第三等離子行進(jìn)管的各個(gè)管外周的磁場(chǎng)線圈構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子生成裝置，其特征在于，纏繞在上述第二等離子行進(jìn) 管的管外周的磁場(chǎng)線圈由相對(duì)于其管外周沿傾斜軸纏繞成橢圓狀的磁場(chǎng)線圈構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的等離子生成裝置，其特征在于，在上述等離子 直行管、上述第一等離子行進(jìn)管、上述第二等離子行進(jìn)管及上述第三等離子行進(jìn)管的各個(gè) 管內(nèi)壁面上植設(shè)微滴捕集板，上述植設(shè)區(qū)域在管內(nèi)壁面積的70%以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的等離子生成裝置，其特征在于，將上述第二等 離子行進(jìn)管做成擴(kuò)徑管，將上述第一等離子行進(jìn)管做成與上述擴(kuò)徑管的等離子導(dǎo)入側(cè)始端 連接的導(dǎo)入側(cè)縮徑管，將上述第三等離子行進(jìn)管做成與上述擴(kuò)徑管的等離子排出側(cè)終端連 接的排出側(cè)縮徑管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的等離子生成裝置，其特征在于，在上述第二等離子行進(jìn)管和上述第三等離子行進(jìn)管的連接部，設(shè)置了將從上述第二等離子行進(jìn)管向 上述第三等離子行進(jìn)管供給的等離子流在行進(jìn)方向進(jìn)行集束整流的整流磁場(chǎng)發(fā)生組件及/ 或使上述等離子流向其截面方向進(jìn)行偏向振動(dòng)的偏向振動(dòng)磁場(chǎng)發(fā)生組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子生成裝置，其特征在于，植設(shè)在上述第二等離子行進(jìn) 管內(nèi)的微滴捕集板與上述第二等離子行進(jìn)管的管壁被電氣性地隔斷；設(shè)置了對(duì)上述微滴捕 集板施加偏壓電壓的偏壓電壓施加組件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的等離子生成裝置，其特征在于，在上述第二 等離子行進(jìn)管內(nèi)配設(shè)能夠沿管軸方向變更設(shè)置位置的一個(gè)以上的窗孔，上述窗孔具有規(guī)定 面積的開口部。
13.一種等離子處理裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的等離子 生成裝置和設(shè)置了被處理物的等離子處理部，將上述第三等離子行進(jìn)管的等離子出口與上 述等離子處理部的等離子導(dǎo)入口連接。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種能夠更有效地除去混入到等離子中的微滴，能夠謀求由高純度等離子進(jìn)行的成膜等的表面處理精度的提高的等離子生成裝置及使用了它的等離子處理裝置。在本發(fā)明中，設(shè)置在等離子行進(jìn)路上的微滴除去部，由與等離子發(fā)生部(A)連接的等離子直行管(P0)；與等離子直行管(P0)呈彎曲狀地連接的第一等離子行進(jìn)管(P1)；與第一等離子行進(jìn)管(P1)的終端相對(duì)于其管軸以規(guī)定彎曲角傾斜配置地連接的第二等離子行進(jìn)管(P2)；與第二等離子行進(jìn)管(P2)的終端呈彎曲狀地連接并從等離子出口排出等離子的第三等離子行進(jìn)管(P3)構(gòu)成。
文檔編號(hào)C23C14/32GK101970710SQ200980109110
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者椎名祐一 申請(qǐng)人:日本磁性技術(shù)株式會(huì)社