[发明专利]基材蚀刻机构、真空处理装置及基材蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为电子源使用丝极(filament)的基材蚀刻机构、真空处理装置及基材蚀刻方法，特别是涉及借助一对电力导入端子向多根丝极供给电力的基材蚀刻机构、真空处理装置及基材蚀刻方法。

背景技术

当使用电弧PVD法等成膜处理在基材(进行成膜的对象的物品、工件)的表面上形成规定的物质层(以下，记为“被膜”)时，通常可以在形成被膜之前进行下述处理，即，在设置于真空室内的基材上施加负的偏压，使带正电的不活性气体的离子高速撞击基材的表面，去除基材表面上所存在的异物、例如氧化物层，清洁净化基材的表面。

参照附图说明这种用于清洁净化基材的真空处理装置及基材蚀刻方法的一个例子。图4是示意性表示从上方观察用于清洁净化基材的真空处理装置时的主要部分的结构的图，除了设有电流测量器50等一部分以外，示出了一直以来的普通的真空处理装置的结构。在图4中，附图标记10是丝极，附图标记21是+(正极)侧的电力导入端子(由于较复杂，因此以下记为“+侧端子”。关于-(负极)侧，也记为“-侧端子”)，附图标记22是-侧端子，附图标记30是丝极的电源，附图标记40是放电用直流电源，附图标记80是真空室，附图标记81是真空室壁，附图标记90是基材，附图标记85是在载置有基材90的状态下使基材90旋转(自转)并且自身也旋转(公转)的旋转台。另外，附图标记50是后述的本发明中的电流测量器。

在+侧端子21与-侧端子22之间连接有作为电子源的一根丝极10，在真空室80内设有单根或多根丝极(在图4中示出了丝极的数量为单根的情况)。利用电源30对丝极10通电加热。真空室80的内部并非完全真空，从未图示的不活性气体导入口供给有例如氩气(Ar)、氮气(N₂)、氢气(H₂)或者这些气体的混合气体，并将这些气体从未图示的排出口排出，而且上述气体保持为0.2～0.5Pa左右的压力。另外，真空室的壁面81利用放电用直流电源40相对于丝极10保持为恒定的正电位。

旋转台85设置在真空室80的内部，在旋转台85的上部表面上设置有作为清洁净化的对象的基材90。在基材90上，利用未图示的电源经由旋转台85施加有负的偏压，另外，为此，旋转台85与真空室的壁面81绝缘。

在以上状态下，从被加热的丝极10的表面放出热电子，但是由于真空室的壁面81相对于丝极为正电位，因此热电子不是单纯被放出，而是朝向真空室的壁面81猛烈地飞出。因此，当与真空室80内的氩原子相撞击时，击出Ar原子的电子，产生了Ar⁺离子(Ar原子→Ar⁺离子)。所生成的Ar⁺离子朝向施加有负的偏压的基材90高速移动，猛烈地撞击基材90的表面。然后，在由撞击带来的蚀刻作用下，基材90表面的异物被剥下，由此，基材90的表面被清洁净化。

除上述之外，有例如在真空室内在上下方向上层叠设置多层蚀刻机构的例子，该蚀刻机构使用了上述丝极并用于对基材进行清洁净化，另外，还有如下所述的技术方案等，即，将交流电用作丝极的电源，且将较长的丝极沿设置在旋转台上的基材的旋转轴线方向与基材相对地配置，由此谋求对基材进行均匀的清洁净化(专利文献1)。

专利文献1：日本特许3930662号公报

但是，在上述真空处理装置及基材蚀刻方法中，每次对基材进行清洁净化时都产生丝极的损伤、劣化，终至断丝。而且，在以往的真空处理装置的情况下，作为蚀刻机构，即由一对电力导入端子和丝极构成并放出热电子来蚀刻基材的基材蚀刻机构，使用在+侧端子21与-侧端子22的电力导入端子之间只连接有一根丝极的基材蚀刻机构，因此当在蚀刻处理中丝极断丝时，将无法继续进行蚀刻处理。而且，如果在基材90的清洁净化不充分的状态下用电弧PVD进行成膜，则给膜的特性带来不良影响。因此，需要更换新的丝极再次进行清洁净化，电弧PVD的作业等大幅延迟。

另外，在将多台图4所示的丝极10、旋转台85等例如沿上下方向分多层地层叠设置在同一真空室80内且同时对许多基材90进行清洁净化的那样的情况下，当某一位置的丝极断丝时，对该断丝的附近的旋转台85上的、或者对应的旋转台85上的基材90进行的清洁净化将变得不充分。