[发明专利]沉积设备

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及用于在沉积对象物上形成薄膜的沉积设备。

背景技术

[0002]沉积设备通过诸如真空气相沉积、溅射、物理气相沉积或化学气相沉积的沉积方法在沉积对象物上形成薄膜。

[0003]例如，使用作为物理气相沉积方法之一的离子镀方法的沉积设备包括等离子体发生器(等离子体源)，并在等离子体发生器与安装在低压室中的炉床(阳极)之间产生等离子体束。所产生的等离子体束辐射布置在炉床上的沉积材料，由此加热沉积材料。当沉积材料由等离子体束辐射加热时，沉积材料的粒子(下面称为“材料粒子”)蒸发(分离)。

[0004]在此说明书中，在整个权利要求和附图的范围中，除了材料粒子块之外，“材料粒子”还包括气体或等离子体状粒子，即分子状、原子团状、原子状粒子，或者这些粒子中任一种的带电粒子。因为材料粒子被等离子体束离子化，所以材料粒子被吸引到处于浮置电势(相对于等离子体是负电势)的沉积对象物，并附着到沉积对象物的表面。于是，材料粒子沉积在沉积对象物的表面上，并形成薄膜。

[0005]材料粒子从沉积材料分离，但是附着到除沉积对象物之外的例如室内壁表面和安装在炉床附近的构件，由此在室内壁表面和这些构件的表面上形成薄膜。在以下说明中，由附着到设备内部除沉积对象物之外的部分的材料粒子形成的薄膜将称为“附着膜”，并与形成在沉积对象物上的薄膜区分开。

[0006]附着膜随着设备的工作时间的增加而增厚。所生长的附着膜最后剥离。如果剥离的附着膜落下并沉积在位于炉床上的沉积材料上，则沉积材料的表面升高。当沉积材料的表面升高时，等离子体束不再均匀地辐射沉积材料的表面。如果沉积材料的表面不被等离子体束均匀地辐射，则材料粒子从沉积材料飞出的方向变化很大。结果，无法在沉积对象物上均匀地形成薄膜，膜质量受到不利影响。这降低了产品的产量。

[0007]一般而言，当沉积设备的工作时间超过200小时时，附着膜就很容易剥离。但是，本发明人已经发现即使在工作时间到达200小时之前，如果等离子体发生器停止，沉积在设备内的附着膜也会剥离。这大概是由设备内的温度变化导致的。室的内部温度在等离子体发生器工作时升高，而在发生器停止时降低。根据此内部温度变化，室内壁表面和炉床附近的构件热膨胀和收缩。因为该热膨胀/收缩作用在附着膜上，所以附着膜很可能会剥离。

[0008]简而言之，为了防止附着膜的剥离，沉积设备必须连续工作，但是连续工作时间限于约200小时。因此，目前在连续工作时间达到约200小时时，执行包括例如更换等离子体发生器和清洁设备内部的维护工作。

[0009]但是，在使用该沉积设备进行的沉积中，延长沉积设备的连续工作时间会稳定膜质量并增加沉积对象物(产品)的生产率。而且，等离子体发生器的寿命一般为300小时。

[0010]因此，期望长时间抑制附着膜的剥离并将沉积设备的连续工作时间延长到约300小时。

[0011]所以，专利文献1公开了一种技术，其在真空沉积设备中的每个部件的表面上形成金属喷射膜以便抑制附着膜的剥离。根据专利文献1，因为喷射膜一般具有粗糙表面，所以容易在附着膜和喷射膜之间形成机械结合。此外，因为喷射膜和附着膜之间的接触面积增大，所以附着膜难以剥离。于是，防止了附着膜的剥离。

[0012]而且，专利文献2公开了防止有机材料附着到与蒸气沉积源面对的表面上的发明。

专利文献1：日本专利特开No.2003-342712

专利文献1：日本专利特开No.2006-274398

发明内容

发明所解决的技术问题

[0013]不幸的是，本发明人进行的实验表明，即使当在沉积设备中的每个部件上形成金属喷射膜时，也没有充分地抑制附着膜的剥离。而且，即使在连续工作时间超过200小时之前，也观察到了附着膜的剥离。

[0014]此外，当沉积材料是氧化镁(MgO)时，金属喷射膜上形成的附着膜与金属喷射膜一起剥离。这极大地增加了附着膜在工作时间超过200小时之前剥离的可能性。

[0015]注意，附着膜的剥离是不仅在上述使用离子镀方法的沉积设备而且在各种沉积设备中出现的普遍问题。

[0016]本发明是考虑到上述问题而作出的，并且其目的是提供一种沉积设备，其能够捕获至少部分产生附着膜的材料粒子并长时间防止所捕获的材料粒子剥离。

解决技术问题的手段