[发明专利]碳薄膜、制造其的等离子体装置及制造方法

说明书

本发明提供一种碳薄膜、制造其的等离子体装置及制造方法，可抑制阴极物质破裂。等离子体装置包括真空容器、电弧式蒸发源、阴极构件、永久磁铁、电源、触发电极及挡板。电弧式蒸发源在真空容器的侧壁上与基板相对向而固定。阴极构件包含具有突起部的玻璃状碳，安装于电弧式蒸发源上。突起部具有大于0.785mm²的剖面积。永久磁铁对阴极构件施加磁场。电源对电弧式蒸发源施加负的电压。触发电极与阴极构件的突起部接触或背离。对电弧式蒸发源施加负的电压，使触发电极与阴极构件的突起部接触而产生电弧放电，打开挡板而在基板上形成碳薄膜。

技术领域

本发明涉及一种碳薄膜、制造其的等离子体装置及制造方法。

背景技术

在现有上，在使用电弧放电而形成薄膜的薄膜形成装置中所使用的电弧式蒸发源中，已知有抑制粗大粒子附着于基板上的过滤式真空电弧式(FVA(Filtered Vacuum Arc)式)的电弧式蒸发源(专利文献1)。

所述电弧式蒸发源包括真空容器、等离子体输送管(plasma duct)、多孔构件、电磁线圈(magnetic coil)及蒸发源。等离子体输送管将其一端安装于真空容器上。蒸发源安装于等离子体输送管的另一端。

电磁线圈缠绕于等离子体输送管的周围。而且，电磁线圈将在蒸发源的附近产生的等离子体导入至配置在真空容器内的基板的附近。

多孔构件安装于等离子体输送管的内壁，捕获从安装于蒸发源上的阴极物质飞出的粗大粒子。

如上所述，现有的真空电弧蒸镀装置通过等离子体输送管将蒸发源与真空容器连结，利用设置于等离子体输送管的内壁上的多孔构件捕获从阴极物质飞出的粗大粒子而抑制粗大粒子向基板飞来。

已经提出了使用如上所述的过滤式电弧式蒸发源而成膜的类金刚石碳膜(专利文献2)。在此种方式下的成膜中，使用输送管来俘获微滴(droplet)，从而抑制粗大粒子的飞来。然而，如果液体状的微滴碰撞到输送管表面，则会变为20nm以下的大小的细小粒子而飞散，输送管自身成为微滴的导管，而输送至成膜腔室为止，从而小于20nm的大小的粒子多数被成膜。

因此，在专利文献2的方法中，揭示了高度或深度为20nm以上的凹凸的数量在每单位膜厚中为0.01个以下的类金刚石碳膜，但是关于非常小至10nm～20nm的凹凸，则没有充分改善。

并且，由于迄今为止20nm以上的大小的凹凸所造成的不良影响较大，所以所述非常小至10nm～20nm的凹凸的存在不太引人注目，但是在光学透镜的成型用模具等精密模具的用途中，减少10nm～20nm的凹凸的个数的效果非常大，从而正在谋求替代FVA方式的成膜方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002-105628号公报

专利文献2：日本专利特开2014-062326号公报

[发明所要解决的课题]

在现有的真空电弧蒸镀装置中，是使用石墨(碳)作为阴极物质，石墨是对碳粒子进行烧结而制作，所以存在晶界。其结果为，当使用石墨作为阴极物质时，存在阴极物质沿晶界破裂，而产生粗大粒子(微粒)的问题。并且，虽然提出了使用等离子体输送管俘获此种粗大粒子来抑制粗大粒子的飞来的技术，但是无法充分抑制粗大粒子碰撞至输送管而生成的20nm以下的微细粒子的生成。

发明内容

因此，根据本发明的实施方式，提供一种能够抑制阴极物质破裂的等离子体装置。

并且，根据本发明的实施方式，提供一种可抑制阴极物质破裂而制造碳薄膜的碳薄膜的制造方法。

进而，根据本发明的实施方式，提供一种抑制阴极物质破裂而制造的碳薄膜。