真空処理装置
【課題】荷電粒子流輸送用の輸送室の熱損傷、および、この輸送室での荷電粒子流の電力効率低下を簡易かつ適切に抑制できる真空処理装置を提供する。
【解決手段】真空処理装置１００は、アノードおよびカソード間の放電により、荷電粒子流を形成できる荷電粒子流形成手段４０と、荷電粒子流形成手段４０から放出された荷電粒子流２７を輸送する輸送室２０と、輸送室２０から放出された荷電粒子流２７を用いて真空処理が行われる接地状態の導電性の真空処理室３０と、を備える。そして、輸送室２０が、導電性の第１壁部材２０Ｃおよび第１壁部材２０Ｃの内部に配された絶縁性の第２壁部材２０Ｄを有しており、第２壁部材２０Ｄの内部が、荷電粒子流２７の輸送空間２１になっている。
【解決手段】真空処理装置１００は、アノードおよびカソード間の放電により、荷電粒子流を形成できる荷電粒子流形成手段４０と、荷電粒子流形成手段４０から放出された荷電粒子流２７を輸送する輸送室２０と、輸送室２０から放出された荷電粒子流２７を用いて真空処理が行われる接地状態の導電性の真空処理室３０と、を備える。そして、輸送室２０が、導電性の第１壁部材２０Ｃおよび第１壁部材２０Ｃの内部に配された絶縁性の第２壁部材２０Ｄを有しており、第２壁部材２０Ｄの内部が、荷電粒子流２７の輸送空間２１になっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマガンからシートプラズマ変形室内に誘導された円柱状のプラズマを、当該変形室の外部から同磁極（例えばＮ極）を互いに対向させて強力な反発磁界を発生する永久磁石の対で挟むと、均一かつ高密度のシート状のプラズマ流（以下、「シートプラズマ」という）が形成できる（特許文献１参照）。
【０００３】
そして、このシートプラズマをターゲットおよび基板が配された真空成膜室に導くと、シートプラズマ中の荷電粒子（正イオン）を用いてスパッタリングなどの真空成膜処理が行える（特許文献２参照）。
【０００４】
ところで、シートプラズマ変形室を、絶縁材料で構成しても、導電材料で構成しても、以下の欠点がある。
【０００５】
シートプラズマ変形室を絶縁材料で構成すると、永久磁石が作る磁界の影響により、シートプラズマがプラズマ成膜室の内壁に衝突して、シートプラズマ変形室に熱損傷が生じる場合がある。一方、シートプラズマ変形室を導電材料で構成すると、シートプラズマの電流がシートプラズマ変形室を介して接地状態の真空成膜室に流れて、シートプラズマの電力効率が低下する場合がある。
【０００６】
そこで、シートプラズマ変形室および真空成膜室を絶縁させ、両者に互いに異なる電位を与える構造がすでに提案されており（特許文献３参照）、これにより、上述の欠点を解消できるとされている。
【特許文献１】特公平４−２３４００号公報
【特許文献２】特開２００５−１７９７６７号公報
【特許文献３】特許２９５２６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述の特許文献３に記載のシートプラズマ処理装置では、シートプラズマ変形室と真空成膜室とに異なる電位を個別に与える必要があり、シートプラズマ処理装置の電源の構成が複雑になる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、荷電粒子流輸送用の輸送室の熱損傷、および、この輸送室での荷電粒子流の電力効率低下を簡易かつ適切に抑制できる真空処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、アノードおよびカソード間の放電により、荷電粒子流を形成できる荷電粒子流形成手段と、
前記荷電粒子流形成手段から放出された前記荷電粒子流を輸送する輸送室と、
前記輸送室から放出された前記荷電粒子流を用いて真空処理が行われる接地状態の導電性の真空処理室と、を備え、
前記輸送室が、導電性の第１筒壁部材および前記第１筒壁部材の内部に配された絶縁性の第２筒壁部材を有しており、
前記第２筒壁部材の内部が、前記荷電粒子流の輸送空間になっている真空処理装置を提供する。
【００１０】
以上の構成により、第２筒壁部材の絶縁性に基づいて輸送室を荷電粒子流に対してフローティングの状態に維持できる。その結果、荷電粒子流の電流が第１筒壁部材に流れ込むことが抑制されるので、荷電粒子流の電流ロスが少なくなり、輸送室での荷電粒子流の電力効率低下を防止できる。また、導電性の第１筒壁部材の放熱効果により、荷電粒子流の熱による絶縁性の第２筒壁部材の熱損傷の抑制も期待できる。
【００１１】
また、本発明の真空処理装置では、同磁極同士が向き合って配された磁界発生手段の対を更に備え、前記輸送室は、前記磁界発生手段の対が作る磁界より、前記荷電粒子流形成手段から放出された荷電粒子流をシート状に変形できるように構成されてもよく、前記シート状の荷電粒子流が、前記輸送室から前記真空処理室に誘導されてもよい。
【００１２】
更に、本発明の真空処理装置では、前記真空処理室および前記第１筒壁部材が電気的に接続されてもよい。そして、前記第１筒壁部材および前記真空処理室が一点接地されてもよい。
【００１３】
以上の構成により、第１筒壁部材および真空成膜室の接地点が異なることに起因する、両者の接地電位差の発生を抑制し、ひいては、この接地電位差に因るノイズを低減できる。また、上述の接続構造では、例えば、真空成膜室の基板などに高周波を印加する場合であっても、第１筒壁部材および真空成膜室間において絶縁部が存在しないので、高周波電磁波のシールドが適切に行えるという利点がある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、荷電粒子流輸送用の輸送室の熱損傷、および、この輸送室での荷電粒子流の電力効率低下を簡易かつ適切に抑制できる真空処理装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態によるスパッタリング装置の一構成例を示した概略図である。
【００１７】
なお、ここでは、便宜上、図１（後述の図２でも同じ）に示す如く、プラズマ輸送の方向をＺ方向にとり、このＺ方向に直交し、かつ棒磁石２４Ａ、２４Ｂ（後述）の磁化方向をＹ方向にとり、これらのＺ方向およびＹ方向の両方に直交する方向をＸ方向にとって、本スパッタリング装置１００（真空処理装置）の構成を述べる。
【００１８】
本実施形態のスパッタリング装置１００は、図１に示す如く、カソードＫ（後述）およびアノードＡ（後述）間の放電により、放電プラズマ流（荷電粒子流）を高密度に形成するプラズマガン４０（荷電粒子流形成手段）と、このプラズマガン４０に放電発生用の電力を供給できるプラズマガン電源５０とを備える。
【００１９】
上述のプラズマガン４０は、図１に示すように、カソードユニット４１と、一対の中間電極Ｇ1、Ｇ2とを備える。
【００２０】
そして、カソードユニット４１は、耐熱ガラス製の円筒状のガラス管４１Ａと、円板状の蓋部材４１Ｂとを備えており、カソードユニット４１の内部は、放電空間として機能している。このガラス管４１Ａは、適宜の固定手段（ボルトなど；図示せず）により、中間電極Ｇ1および蓋部材４１Ｂとの間で気密に配されている。このため、中間電極Ｇ1の通孔（図示せず）を介して、放電空間で生成されたプラズマをカソードユニット４１から外部に引き出すことができる。
【００２１】
また、蓋部材４１Ｂには、放電誘発用の熱電子放出が可能な六ホウ化ランタン（ＬａＢ6）製のカソードＫが配置されている。また、蓋部材４１Ｂには、放電電離用の放電ガス（例えば、アルゴンガス）を供給する手段（図示せず）が設けられている。
【００２２】
上述のプラズマガン電源５０は、図１に示すように、プラズマガン４０に電力を供給できる電力発生部７０と、各中間電極Ｇ1、Ｇ2のそれぞれに対応して配され、中間電極Ｇ1、Ｇ2を流れる電流を制限する抵抗素子Ｒ1、Ｒ2と、を備える。
【００２３】
中間電極Ｇ1は、プラズマガン４０の放電空間においてカソードＫとの間で補助放電（グロー放電）を適切に維持できるよう、抵抗素子Ｒ1を介して電力発生部７０と接続されている。また、中間電極Ｇ2は、プラズマガン４０の放電空間においてカソードＫとの間で補助放電（グロー放電）を適切に維持できるよう、抵抗素子Ｒ2を介して電力発生部７０と接続されている。
【００２４】
このグロー放電においては、プラズマガン４０の放電空間への荷電粒子（ここではＡｒ+と電子）の供給が、Ａｒ+のカソードＫへの衝突時に起こる二次電子放出および電子によるアルゴン電離によりなされ、これにより、プラズマガン４０の放電空間には、荷電粒子の集合体としての放電プラズマが形成される。その後、プラズマガン４０では、カソードＫの加熱で起こる熱電子放出に基づいた主放電（アーク放電）に遷移する。このように、プラズマガン４０は、プラズマガン電源５０に基づく低電圧かつ大電流のアーク放電により、カソードＫとアノードＡとの間に高密度の放電を可能にする、圧力勾配型ガンである。
【００２５】
以上のようにして、Ｚ方向の輸送中心に対して略等密度分布の円柱状のアーク放電プラズマ流（以下、「円柱プラズマ２２」という）が、シートプラズマ変形室２０の第１フランジ部２０Ａに形成される通路を介してシートプラズマ変形室２０へ引き出される。
【００２６】
次に、スパッタリング装置１００のシートプラズマ変形室２０の周辺構成について述べる。
【００２７】
なお、シートプラズマ変形室２０（シートプラズマ輸送室）は、図１に示すように、減圧可能なシートプラズマ輸送用の空間２１（以下、「シートプラズマ輸送空間２１」という）を有しており、このシートプラズマ変形室２０の詳細な構成については後述する。
【００２８】
このようなシートプラズマ変形室２０の周囲には、このシートプラズマ変形室２０を取り囲み、円柱プラズマ２２のＺ方向の推進力を発揮する第１電磁コイル２３（空心コイル）が配設されている。なお、第１電磁コイル２３の巻線には、カソードＫ側をＳ極、アノードＡ側をＮ極とする向きの電流が通電されている。
【００２９】
また、この第１電磁コイル２３のＺ方向の前方側（アノードＡに近い側）には、Ｘ方向に延びる一対の角形の棒磁石２４Ａ、２４Ｂ（永久磁石；磁界発生手段の対）が、シートプラズマ変形室２０（シートプラズマ輸送空間２１）を挟むように、Ｙ方向に所定の間隔を隔てて配設されている。これらの棒磁石２４Ａ、２４ＢのＮ極同士が対向し合っている。
【００３０】
第１電磁コイル２３によりシートプラズマ輸送空間２１に形成されるコイル磁界と、棒磁石２４Ａ、２４Ｂによりシートプラズマ輸送空間２１に形成される磁石磁界との相互作用に基づいて、円柱プラズマ２２は、その輸送方向（Ｚ方向）の輸送中心を含むＸＺ平面（以下、「主面Ｓ」という）に沿って拡がる、均一なシート状のプラズマ流（以下、「シートプラズマ２７」という）に変形される。なお、以上の磁界によるシートプラズマ２７の形成法はすでに公知である。よって、この詳細な説明は、ここでは省略する。
【００３１】
このようにして、シートプラズマ２７は、図１に示す如く、シートプラズマ変形室２０の第２フランジ部２０Ｂと真空成膜室３０の壁部との間に形成されるスリット状の通路２８を介して真空成膜室３０へ引き出される。
【００３２】
次に、スパッタリング装置１００の真空成膜室３０の構成について述べる。
【００３３】
真空成膜室３０は、シートプラズマ２７中のＡｒ+（アルゴン正イオン）の衝突エネルギによりターゲット３５Ｂの材料（例えば銅）をスパッタ粒子として放出する、導電性（例えば、アルミ合金やステンレスなどの金属製）の成膜チャンバに相当する。この真空成膜室３０は、図１に示すように、接地されており、成膜空間３１を有する。また、この成膜空間３１は、バルブ３７により開閉可能な排気口からターボポンプなどの真空ポンプ３６により真空排気される。これにより、この成膜空間３１はスパッタリングプロセス可能なレベルの真空度にまで速やかに減圧される。
【００３４】
本実施形態では、ターゲット３５Ｂは、ターゲットホルダ３５Ａに装着された状態において、昇降装置（図示せず）の駆動力により成膜空間３１を上下（真空成膜室３０の中心軸方向）に移動できる。これにより、ターゲット３５Ｂとシートプラズマ２７との間の好適な距離が設定される。
【００３５】
同様に、基板３４Ｂは、基板ホルダ３４Ａに装着された状態において、昇降装置（図示せず）の駆動力により成膜空間３１を上下（真空成膜室３０の中心軸方向）に移動できる。これにより、基板３４Ｂとシートプラズマ２７との間の好適な距離が設定される。
【００３６】
このようにして、ターゲット３５Ｂおよび基板３４Ｂが、シートプラズマ２７の厚み方向に一定の好適な間隔をあけてシートプラズマ２７を挟み、成膜空間３１において同軸状に対向して配されている。
【００３７】
また、本実施形態では、ターゲット３５Ｂは、図１に示すように、直流または高周波のバイアス電源５２により適宜の電力（例えば、直流電源であれば、−１０００Ｖ程度の負電圧）が印加されている。
【００３８】
このような電圧により、シートプラズマ２７中のＡｒ+がターゲット３５Ｂに向かって引き付けられ、Ａｒ+がターゲット３５Ｂに衝突する。すると、この衝突エネルギにより、ターゲット３５Ｂからスパッタ粒子が基板３４Ｂに向かって放出される。
【００３９】
また、基板３４Ｂは、図１に示すように、直流または高周波のバイアス電源５１により適宜の電力（例えば、高周波電源であれば、ＲＦ高周波電力）が印加されている。
【００４０】
これにより、シートプラズマ２７を横切る際にシートプラズマ２７の作用により電離されたスパッタ粒子（例えばＣｕ+）を、上述のＲＦ高周波電力のセルフバイアスによって基板３４Ｂに適切に引き込むことができる。
【００４１】
次に、真空成膜室３０の周辺の構成を説明する。
【００４２】
真空成膜室３０のプラズマガン４０と反対側の側方には、アノードＡが配置され、真空成膜室３０の側壁とアノードＡとの間には、シートプラズマ２７の通路２９が設けられている。
【００４３】
アノードＡは、プラズマガン４０のカソードユニット４１に対して所定の基準電位が与えられる。これにより、アノードＡは、カソードＫおよびアノードＡの間のアーク放電に基づくシートプラズマ２７中の荷電粒子（特に電子）を回収する役割を有している。
【００４４】
また、アノードＡの裏面（カソードＫに対する対向面の反対側の面）には、アノードＡ側をＳ極、その反対側をＮ極とした永久磁石３８が配されている。
【００４５】
この永久磁石３８のＮ極から出てＳ極に入る主面Ｓに沿った磁力線により、アノードＡに向かうシートプラズマ２７の幅方向（プラズマの拡がり方向）の拡散を抑えるようにシートプラズマ２７が幅方向に収束される。その結果、シートプラズマ２７の荷電粒子が、アノードＡに適切に回収される。
【００４６】
また、図１に示すように、第２電磁コイル３２および第３電磁コイル３３（いずれも空芯コイル）が互いに対をなして、真空成膜室３０の成膜空間３１を挟み、異磁極同士（ここでは、第２電磁コイル３２はＮ極、第３電磁コイル３３はＳ極）を向かい合わせて配置されている。第２電磁コイル３２は、棒磁石２４Ａ、２４Ｂと真空成膜室３０との間のプラズマ輸送方向の適所に配置され、第３電磁コイル３３は、真空成膜室３０とアノード１５との間のプラズマ輸送方向の適所に配置されている。
【００４７】
これらの第１および第２電磁コイル３２、３３の対が作るコイル磁界（例えば１０Ｇ〜３００Ｇ程度）により、シートプラズマ２７はプラズマの拡がり方向の拡散を適切に抑えるように整形される。
【００４８】
次に、本発明の実施形態の特徴部であるシートプラズマ変形室２０の構成について図面を参照しながら詳しく説明する。
【００４９】
図２は、本発明の実施形態によるスパッタリング装置に用いるシートプラズマ変形室の一構成例を模式的に示した図である。図２（ａ）では、シートプラズマ変形室２０をＹ方向（図１参照）から平面視したシートプラズマ変形室２０の外観が示されている。図２（ｂ）では、図２（ａ）のII−IIラインに沿ったシートプラズマ変形室２０の断面が示されている。
【００５０】
なお、シートプラズマ変形室２０と真空成膜室３０との間やシートプラズマ変形室２０とプラズマガン４０との間は、慣用の真空シール（Ｏリングなど）および締結手段を用いて気密に連結されているが、このような慣用手段の図示および説明は、ここでは省略する。
【００５１】
図３は、図２の内側筒壁部材の斜視図である。但し、図３では、図示を簡略化する観点から、内側筒壁部材２０Ｄの適所に形成された覗き窓Ｖ（後述）用の孔の図示は省略している。
【００５２】
図２および図３に示すように、シートプラズマ変形室２０は、導電性の部材と絶縁性の部材からなる２重構造の壁部を有しており、詳しくは、導電性（例えば、ステンレスなどの金属製）の外側筒壁部材２０Ｃ（第１筒壁部材）と、この外側筒壁部材２０Ｃの内面のほぼ全域を覆うように外側筒壁部材２０Ｃの内部に配された絶縁性の内側筒壁部材２０Ｄ（第２筒壁部材）とを備える。このため、図３に示すように、内側筒壁部材２０Ｄの内部が、シートプラズマ輸送空間２１になっている。
【００５３】
以上の構成により、内側筒壁部材２０Ｄの絶縁性に基づいてシートプラズマ変形室２０をシートプラズマ２７に対してフローティングの状態に維持できる。その結果、シートプラズマ２７の電流が外側筒壁部材２０Ｃに流れ込むことが抑制されるので、シートプラズマ２７の電流ロスが少なくなり、シートプラズマ変形室２０でのシートプラズマ２７の電力効率低下を防止できる。
【００５４】
ここで、本実施形態のスパッタリング装置１００では、外側筒壁部材２０Ｃおよび真空成膜室３０は、互いに同電位となるように一体的に電気接続されている（絶縁部を介さずに直接に接続されている）。つまり、図１に示すように、両者が一点接地されている。
【００５５】
これにより、外側筒壁部材２０Ｃおよび真空成膜室３０の接地点が異なることに起因する、これらの接地電位差の発生を抑制し、ひいては、この接地電位差に因るノイズを低減できる。また、上述の接続構造では、バイアス電源５１、５２に高周波電源を用いる場合であっても、外側筒壁部材２０Ｃおよび真空成膜室３０間において絶縁部が存在しないので、高周波電磁波のシールドが適切に行えるという利点がある。
【００５６】
一方、内側筒壁部材２０Ｄは、適宜の固定手段（図示せず）によって交換可能なように外側筒壁部材２０Ｃの内側に配されている。これにより、真空成膜室３０から通路２８を通って逆流するスパッタ粒子が内側筒壁部材２０Ｄの内面に付着して内側筒壁部材２０Ｄの絶縁性が低下した場合、この内側筒壁部材２０Ｄを容易に交換できる。
【００５７】
なお、内側筒壁部材２０Ｄは、必ずしも交換可能に構成されてなくてもよく、内側筒壁部材２０Ｄを外側筒壁部材２０Ｃの内面に接着剤などによって内張りさせてもよい。但し、この場合、スパッタ粒子が内側筒壁部材２０Ｄに付着しないよう、真空成膜室３０とシートプラズマ変形室２０との間の適所に、スパッタ粒子進入防止用の防着板（図示せず）を設ける方が好ましい。
【００５８】
また、内側筒壁部材２０Ｄは、耐熱性が高く、かつ、水蒸気などのガス放出量が少ない絶縁材料によって構成されている。これにより、内側筒壁部材２０Ｄは、プラズマの熱の影響を受け難くなり、シートプラズマ輸送空間２１を良好な真空環境（高い真空度）に維持することができる。
【００５９】
なお、このような絶縁材料として、耐熱性ガラスやセラミック（例えば、アルミナ）などを用いるとよい。
【００６０】
また、図２に示すように、シートプラズマ変形室２０は、主面Ｓ（ＸＺ平面）に沿って扁平な矩形体の形態となっている。そして、シートプラズマ変形室２０のＺ方向の適所において、シートプラズマ変形室２０のＸ方向の幅が拡大しており、これにより、シートプラズマ変形室２０は、棒磁石２４Ａ、２４Ｂの磁界によって円柱プラズマ２２が主面Ｓに沿ってシート状に広がっても、シートプラズマ２７が直接、シートプラズマ変形室２０（内側筒壁部材２０Ｄ）の内面に衝突し難くなるように構成されている。
【００６１】
更に、シートプラズマ変形室２０では、図２に示すように、複数箇所（ここでは、４箇所）にシートプラズマ変形室２０内のシートプラズマ２７の状態を目視観察可能な壁孔が形成されており、目視用フランジ部２０Ｅに固定されたガラス製の覗き窓Ｖが、この壁孔を気密に覆っている。
【００６２】
なお、図示を省略するが、シートプラズマ変形室２０の外側筒壁部材２０Ｃでは、適宜の冷却水通路を形成してもよい。すると、この冷却水通路に冷却水が循環することにより、シートプラズマ変形室２０の外側筒壁部材２０Ｃを適温に水冷できる。これにより、シートプラズマ２７の熱による内側筒壁部材２０Ｄの熱損傷や真空シール（例えば、Ｏリング；図示せず）の熱損傷を適切かつ充分に防止できる。
【００６３】
以上のとおり、本実施形態のスパッタリング装置１００は、アノードＡおよびカソードＫ間の放電により、円柱プラズマ２２を形成できるプラズマガン４０と、Ｎ極同士が向き合って配された一対の棒磁石２４Ａ、２４Ｂと、これらの棒磁石２４Ａ、２４Ｂが作る磁界より、プラズマガン４０から放出された円柱プラズマ２２をシート状に変形できるシートプラズマ変形室２０と、シートプラズマ変形室２０から放出されたシートプラズマ２７を用いてスパッタリングが行われる接地状態の導電性の真空処理室３０と、を備える。
【００６４】
そして、本実施形態のスパッタリング装置１００では、シートプラズマ変形室２０が、導電性の外側筒壁部材２０Ｃと、この外側筒壁部材２０Ｃの内部に交換可能に嵌め込まれた絶縁性の内側筒壁部材２０Ｄと、によって構成され、内側筒壁部材２０Ｄの内部が、シートプラズマ輸送空間２１になっている。
【００６５】
よって、上述のとおり、内側筒壁部材２０Ｄの絶縁性に基づいてシートプラズマ変形室２０をシートプラズマ２７に対してフローティングの状態に維持できる。その結果、シートプラズマ２７の電流が外側筒壁部材２０Ｃに流れ込むことが抑制されるので、シートプラズマ２７の電流ロスが少なくなり、シートプラズマ変形室２０でのシートプラズマ２７の電力効率低下を防止できる。特に、バイアス電源５１、５２に高周波電源を用いる場合には、適切な高周波電磁波のシールドの観点から外側筒壁部材２０Ｃを接地することが好ましいので、接地状態の導電性の外側筒壁部材２０Ｃがアノードとして機能しないよう、絶縁性の内側筒壁部材２０Ｄを配設することが必須になると考えられる。
【００６６】
また、導電性の外側筒壁部材２０Ｃの放熱効果により、シートプラズマ２７の熱による絶縁性の内側筒壁部材２０Ｄの熱損傷の抑制も期待できる。特に、外側筒壁部材２０Ｃに適宜の冷却構造を組み込むことにより、外側筒壁部材２０Ｃの放熱効果を高めると、内側筒壁部材２０Ｄの熱損傷が適切かつ充分に抑制できて都合がよい。
【００６７】
更に、本実施形態のスパッタリング装置１００では、真空処理室３０および外側筒壁部材２０Ｃは、互いに同電位となるように一体的に電気接続されている（つまり、両者が一点接地されている）。
【００６８】
よって、上述のとおり、外側筒壁部材２０Ｃおよび真空成膜室３０の接地点が異なることに起因する、両者の接地電位差の発生を抑制し、ひいては、この接地電位差に因るノイズを低減できる。また、上述の接続構造では、バイアス電源５１、５２に高周波電源を用いる場合であっても、外側筒壁部材２０Ｃおよび真空成膜室３０間において絶縁部が存在しないので、高周波電磁波のシールドが適切に行えるという利点がある。
（変形例）
以上の実施形態のスパッタリング装置１００では、シートプラズマ２７を形成できるシートプラズマ変形室２０の壁部を導電性部材および絶縁性部材の２重構造にする例を述べたが、本技術の適用範囲は、シートプラズマ変形室２０の壁部に限らない。例えば、真空蒸着用の電子ビームを輸送する輸送室の壁部であっても、或いは、イオンビームスパッタリング（ＩＢＳ）用のイオンビームを輸送する輸送室の壁部であっても、本技術を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明によれば、荷電粒子流輸送用の輸送室の熱損傷、および、この輸送室での荷電粒子流の電力効率低下を簡易かつ適切に抑制できる真空処理装置が得られる。
【００７０】
よって、本発明は、例えば、シートプラズマを用いて真空処理を行うシートプラズマ処理装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態によるスパッタリング装置の一構成例を示した概略図である。
【図２】本発明の実施形態によるスパッタリング装置に用いるシートプラズマ変形室の一構成例を模式的に示した図である。（ａ）では、シートプラズマ変形室をＹ方向から平面視したシートプラズマ変形室の外観が示されている。（ｂ）では、（ａ）のII−IIラインに沿ったシートプラズマ変形室の断面が示されている。
【図３】図２の内側筒壁部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
２０ シートプラズマ変形室
２０Ａ 第１フランジ部
２０Ｂ 第２フランジ部
２０Ｃ 外側筒壁部材
２０Ｄ 内側筒壁部材
２０Ｅ 目視用フランジ部
２１ シートプラズマ輸送空間
２２ 円柱プラズマ
２３ 第１電磁コイル
２４Ａ、２４Ｂ 棒磁石
２７ シートプラズマ
２８、２９ 通路
３０ 真空成膜室
３１ 成膜空間
３２ 第２電磁コイル
３３ 第３電磁コイル
３４Ａ 基板ホルダ
３４Ｂ 基板
３５Ａ ターゲットホルダ
３５Ｂ ターゲット
３６ 真空ポンプ
３７ バルブ
３８ 永久磁石
４０ プラズマガン
４１ カソードユニット
４１Ａ ガラス管
４１Ｂ 蓋部材
５０ プラズマガン電源
５１、５２ バイアス電源
７０ 電力発生部
１００ スパッタリング装置
Ａ アノード
Ｇ1、Ｇ2 中間電極
Ｋ カソード
Ｒ1、Ｒ2 抵抗素子
Ｓ 主面
Ｖ 覗き窓
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマガンからシートプラズマ変形室内に誘導された円柱状のプラズマを、当該変形室の外部から同磁極（例えばＮ極）を互いに対向させて強力な反発磁界を発生する永久磁石の対で挟むと、均一かつ高密度のシート状のプラズマ流（以下、「シートプラズマ」という）が形成できる（特許文献１参照）。
【０００３】
そして、このシートプラズマをターゲットおよび基板が配された真空成膜室に導くと、シートプラズマ中の荷電粒子（正イオン）を用いてスパッタリングなどの真空成膜処理が行える（特許文献２参照）。
【０００４】
ところで、シートプラズマ変形室を、絶縁材料で構成しても、導電材料で構成しても、以下の欠点がある。
【０００５】
シートプラズマ変形室を絶縁材料で構成すると、永久磁石が作る磁界の影響により、シートプラズマがプラズマ成膜室の内壁に衝突して、シートプラズマ変形室に熱損傷が生じる場合がある。一方、シートプラズマ変形室を導電材料で構成すると、シートプラズマの電流がシートプラズマ変形室を介して接地状態の真空成膜室に流れて、シートプラズマの電力効率が低下する場合がある。
【０００６】
そこで、シートプラズマ変形室および真空成膜室を絶縁させ、両者に互いに異なる電位を与える構造がすでに提案されており（特許文献３参照）、これにより、上述の欠点を解消できるとされている。
【特許文献１】特公平４−２３４００号公報
【特許文献２】特開２００５−１７９７６７号公報
【特許文献３】特許２９５２６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述の特許文献３に記載のシートプラズマ処理装置では、シートプラズマ変形室と真空成膜室とに異なる電位を個別に与える必要があり、シートプラズマ処理装置の電源の構成が複雑になる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、荷電粒子流輸送用の輸送室の熱損傷、および、この輸送室での荷電粒子流の電力効率低下を簡易かつ適切に抑制できる真空処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、アノードおよびカソード間の放電により、荷電粒子流を形成できる荷電粒子流形成手段と、
前記荷電粒子流形成手段から放出された前記荷電粒子流を輸送する輸送室と、
前記輸送室から放出された前記荷電粒子流を用いて真空処理が行われる接地状態の導電性の真空処理室と、を備え、
前記輸送室が、導電性の第１筒壁部材および前記第１筒壁部材の内部に配された絶縁性の第２筒壁部材を有しており、
前記第２筒壁部材の内部が、前記荷電粒子流の輸送空間になっている真空処理装置を提供する。
【００１０】
以上の構成により、第２筒壁部材の絶縁性に基づいて輸送室を荷電粒子流に対してフローティングの状態に維持できる。その結果、荷電粒子流の電流が第１筒壁部材に流れ込むことが抑制されるので、荷電粒子流の電流ロスが少なくなり、輸送室での荷電粒子流の電力効率低下を防止できる。また、導電性の第１筒壁部材の放熱効果により、荷電粒子流の熱による絶縁性の第２筒壁部材の熱損傷の抑制も期待できる。
【００１１】
また、本発明の真空処理装置では、同磁極同士が向き合って配された磁界発生手段の対を更に備え、前記輸送室は、前記磁界発生手段の対が作る磁界より、前記荷電粒子流形成手段から放出された荷電粒子流をシート状に変形できるように構成されてもよく、前記シート状の荷電粒子流が、前記輸送室から前記真空処理室に誘導されてもよい。
【００１２】
更に、本発明の真空処理装置では、前記真空処理室および前記第１筒壁部材が電気的に接続されてもよい。そして、前記第１筒壁部材および前記真空処理室が一点接地されてもよい。
【００１３】
以上の構成により、第１筒壁部材および真空成膜室の接地点が異なることに起因する、両者の接地電位差の発生を抑制し、ひいては、この接地電位差に因るノイズを低減できる。また、上述の接続構造では、例えば、真空成膜室の基板などに高周波を印加する場合であっても、第１筒壁部材および真空成膜室間において絶縁部が存在しないので、高周波電磁波のシールドが適切に行えるという利点がある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、荷電粒子流輸送用の輸送室の熱損傷、および、この輸送室での荷電粒子流の電力効率低下を簡易かつ適切に抑制できる真空処理装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態によるスパッタリング装置の一構成例を示した概略図である。
【００１７】
なお、ここでは、便宜上、図１（後述の図２でも同じ）に示す如く、プラズマ輸送の方向をＺ方向にとり、このＺ方向に直交し、かつ棒磁石２４Ａ、２４Ｂ（後述）の磁化方向をＹ方向にとり、これらのＺ方向およびＹ方向の両方に直交する方向をＸ方向にとって、本スパッタリング装置１００（真空処理装置）の構成を述べる。
【００１８】
本実施形態のスパッタリング装置１００は、図１に示す如く、カソードＫ（後述）およびアノードＡ（後述）間の放電により、放電プラズマ流（荷電粒子流）を高密度に形成するプラズマガン４０（荷電粒子流形成手段）と、このプラズマガン４０に放電発生用の電力を供給できるプラズマガン電源５０とを備える。
【００１９】
上述のプラズマガン４０は、図１に示すように、カソードユニット４１と、一対の中間電極Ｇ1、Ｇ2とを備える。
【００２０】
そして、カソードユニット４１は、耐熱ガラス製の円筒状のガラス管４１Ａと、円板状の蓋部材４１Ｂとを備えており、カソードユニット４１の内部は、放電空間として機能している。このガラス管４１Ａは、適宜の固定手段（ボルトなど；図示せず）により、中間電極Ｇ1および蓋部材４１Ｂとの間で気密に配されている。このため、中間電極Ｇ1の通孔（図示せず）を介して、放電空間で生成されたプラズマをカソードユニット４１から外部に引き出すことができる。
【００２１】
また、蓋部材４１Ｂには、放電誘発用の熱電子放出が可能な六ホウ化ランタン（ＬａＢ6）製のカソードＫが配置されている。また、蓋部材４１Ｂには、放電電離用の放電ガス（例えば、アルゴンガス）を供給する手段（図示せず）が設けられている。
【００２２】
上述のプラズマガン電源５０は、図１に示すように、プラズマガン４０に電力を供給できる電力発生部７０と、各中間電極Ｇ1、Ｇ2のそれぞれに対応して配され、中間電極Ｇ1、Ｇ2を流れる電流を制限する抵抗素子Ｒ1、Ｒ2と、を備える。
【００２３】
中間電極Ｇ1は、プラズマガン４０の放電空間においてカソードＫとの間で補助放電（グロー放電）を適切に維持できるよう、抵抗素子Ｒ1を介して電力発生部７０と接続されている。また、中間電極Ｇ2は、プラズマガン４０の放電空間においてカソードＫとの間で補助放電（グロー放電）を適切に維持できるよう、抵抗素子Ｒ2を介して電力発生部７０と接続されている。
【００２４】
このグロー放電においては、プラズマガン４０の放電空間への荷電粒子（ここではＡｒ+と電子）の供給が、Ａｒ+のカソードＫへの衝突時に起こる二次電子放出および電子によるアルゴン電離によりなされ、これにより、プラズマガン４０の放電空間には、荷電粒子の集合体としての放電プラズマが形成される。その後、プラズマガン４０では、カソードＫの加熱で起こる熱電子放出に基づいた主放電（アーク放電）に遷移する。このように、プラズマガン４０は、プラズマガン電源５０に基づく低電圧かつ大電流のアーク放電により、カソードＫとアノードＡとの間に高密度の放電を可能にする、圧力勾配型ガンである。
【００２５】
以上のようにして、Ｚ方向の輸送中心に対して略等密度分布の円柱状のアーク放電プラズマ流（以下、「円柱プラズマ２２」という）が、シートプラズマ変形室２０の第１フランジ部２０Ａに形成される通路を介してシートプラズマ変形室２０へ引き出される。
【００２６】
次に、スパッタリング装置１００のシートプラズマ変形室２０の周辺構成について述べる。
【００２７】
なお、シートプラズマ変形室２０（シートプラズマ輸送室）は、図１に示すように、減圧可能なシートプラズマ輸送用の空間２１（以下、「シートプラズマ輸送空間２１」という）を有しており、このシートプラズマ変形室２０の詳細な構成については後述する。
【００２８】
このようなシートプラズマ変形室２０の周囲には、このシートプラズマ変形室２０を取り囲み、円柱プラズマ２２のＺ方向の推進力を発揮する第１電磁コイル２３（空心コイル）が配設されている。なお、第１電磁コイル２３の巻線には、カソードＫ側をＳ極、アノードＡ側をＮ極とする向きの電流が通電されている。
【００２９】
また、この第１電磁コイル２３のＺ方向の前方側（アノードＡに近い側）には、Ｘ方向に延びる一対の角形の棒磁石２４Ａ、２４Ｂ（永久磁石；磁界発生手段の対）が、シートプラズマ変形室２０（シートプラズマ輸送空間２１）を挟むように、Ｙ方向に所定の間隔を隔てて配設されている。これらの棒磁石２４Ａ、２４ＢのＮ極同士が対向し合っている。
【００３０】
第１電磁コイル２３によりシートプラズマ輸送空間２１に形成されるコイル磁界と、棒磁石２４Ａ、２４Ｂによりシートプラズマ輸送空間２１に形成される磁石磁界との相互作用に基づいて、円柱プラズマ２２は、その輸送方向（Ｚ方向）の輸送中心を含むＸＺ平面（以下、「主面Ｓ」という）に沿って拡がる、均一なシート状のプラズマ流（以下、「シートプラズマ２７」という）に変形される。なお、以上の磁界によるシートプラズマ２７の形成法はすでに公知である。よって、この詳細な説明は、ここでは省略する。
【００３１】
このようにして、シートプラズマ２７は、図１に示す如く、シートプラズマ変形室２０の第２フランジ部２０Ｂと真空成膜室３０の壁部との間に形成されるスリット状の通路２８を介して真空成膜室３０へ引き出される。
【００３２】
次に、スパッタリング装置１００の真空成膜室３０の構成について述べる。
【００３３】
真空成膜室３０は、シートプラズマ２７中のＡｒ+（アルゴン正イオン）の衝突エネルギによりターゲット３５Ｂの材料（例えば銅）をスパッタ粒子として放出する、導電性（例えば、アルミ合金やステンレスなどの金属製）の成膜チャンバに相当する。この真空成膜室３０は、図１に示すように、接地されており、成膜空間３１を有する。また、この成膜空間３１は、バルブ３７により開閉可能な排気口からターボポンプなどの真空ポンプ３６により真空排気される。これにより、この成膜空間３１はスパッタリングプロセス可能なレベルの真空度にまで速やかに減圧される。
【００３４】
本実施形態では、ターゲット３５Ｂは、ターゲットホルダ３５Ａに装着された状態において、昇降装置（図示せず）の駆動力により成膜空間３１を上下（真空成膜室３０の中心軸方向）に移動できる。これにより、ターゲット３５Ｂとシートプラズマ２７との間の好適な距離が設定される。
【００３５】
同様に、基板３４Ｂは、基板ホルダ３４Ａに装着された状態において、昇降装置（図示せず）の駆動力により成膜空間３１を上下（真空成膜室３０の中心軸方向）に移動できる。これにより、基板３４Ｂとシートプラズマ２７との間の好適な距離が設定される。
【００３６】
このようにして、ターゲット３５Ｂおよび基板３４Ｂが、シートプラズマ２７の厚み方向に一定の好適な間隔をあけてシートプラズマ２７を挟み、成膜空間３１において同軸状に対向して配されている。
【００３７】
また、本実施形態では、ターゲット３５Ｂは、図１に示すように、直流または高周波のバイアス電源５２により適宜の電力（例えば、直流電源であれば、−１０００Ｖ程度の負電圧）が印加されている。
【００３８】
このような電圧により、シートプラズマ２７中のＡｒ+がターゲット３５Ｂに向かって引き付けられ、Ａｒ+がターゲット３５Ｂに衝突する。すると、この衝突エネルギにより、ターゲット３５Ｂからスパッタ粒子が基板３４Ｂに向かって放出される。
【００３９】
また、基板３４Ｂは、図１に示すように、直流または高周波のバイアス電源５１により適宜の電力（例えば、高周波電源であれば、ＲＦ高周波電力）が印加されている。
【００４０】
これにより、シートプラズマ２７を横切る際にシートプラズマ２７の作用により電離されたスパッタ粒子（例えばＣｕ+）を、上述のＲＦ高周波電力のセルフバイアスによって基板３４Ｂに適切に引き込むことができる。
【００４１】
次に、真空成膜室３０の周辺の構成を説明する。
【００４２】
真空成膜室３０のプラズマガン４０と反対側の側方には、アノードＡが配置され、真空成膜室３０の側壁とアノードＡとの間には、シートプラズマ２７の通路２９が設けられている。
【００４３】
アノードＡは、プラズマガン４０のカソードユニット４１に対して所定の基準電位が与えられる。これにより、アノードＡは、カソードＫおよびアノードＡの間のアーク放電に基づくシートプラズマ２７中の荷電粒子（特に電子）を回収する役割を有している。
【００４４】
また、アノードＡの裏面（カソードＫに対する対向面の反対側の面）には、アノードＡ側をＳ極、その反対側をＮ極とした永久磁石３８が配されている。
【００４５】
この永久磁石３８のＮ極から出てＳ極に入る主面Ｓに沿った磁力線により、アノードＡに向かうシートプラズマ２７の幅方向（プラズマの拡がり方向）の拡散を抑えるようにシートプラズマ２７が幅方向に収束される。その結果、シートプラズマ２７の荷電粒子が、アノードＡに適切に回収される。
【００４６】
また、図１に示すように、第２電磁コイル３２および第３電磁コイル３３（いずれも空芯コイル）が互いに対をなして、真空成膜室３０の成膜空間３１を挟み、異磁極同士（ここでは、第２電磁コイル３２はＮ極、第３電磁コイル３３はＳ極）を向かい合わせて配置されている。第２電磁コイル３２は、棒磁石２４Ａ、２４Ｂと真空成膜室３０との間のプラズマ輸送方向の適所に配置され、第３電磁コイル３３は、真空成膜室３０とアノード１５との間のプラズマ輸送方向の適所に配置されている。
【００４７】
これらの第１および第２電磁コイル３２、３３の対が作るコイル磁界（例えば１０Ｇ〜３００Ｇ程度）により、シートプラズマ２７はプラズマの拡がり方向の拡散を適切に抑えるように整形される。
【００４８】
次に、本発明の実施形態の特徴部であるシートプラズマ変形室２０の構成について図面を参照しながら詳しく説明する。
【００４９】
図２は、本発明の実施形態によるスパッタリング装置に用いるシートプラズマ変形室の一構成例を模式的に示した図である。図２（ａ）では、シートプラズマ変形室２０をＹ方向（図１参照）から平面視したシートプラズマ変形室２０の外観が示されている。図２（ｂ）では、図２（ａ）のII−IIラインに沿ったシートプラズマ変形室２０の断面が示されている。
【００５０】
なお、シートプラズマ変形室２０と真空成膜室３０との間やシートプラズマ変形室２０とプラズマガン４０との間は、慣用の真空シール（Ｏリングなど）および締結手段を用いて気密に連結されているが、このような慣用手段の図示および説明は、ここでは省略する。
【００５１】
図３は、図２の内側筒壁部材の斜視図である。但し、図３では、図示を簡略化する観点から、内側筒壁部材２０Ｄの適所に形成された覗き窓Ｖ（後述）用の孔の図示は省略している。
【００５２】
図２および図３に示すように、シートプラズマ変形室２０は、導電性の部材と絶縁性の部材からなる２重構造の壁部を有しており、詳しくは、導電性（例えば、ステンレスなどの金属製）の外側筒壁部材２０Ｃ（第１筒壁部材）と、この外側筒壁部材２０Ｃの内面のほぼ全域を覆うように外側筒壁部材２０Ｃの内部に配された絶縁性の内側筒壁部材２０Ｄ（第２筒壁部材）とを備える。このため、図３に示すように、内側筒壁部材２０Ｄの内部が、シートプラズマ輸送空間２１になっている。
【００５３】
以上の構成により、内側筒壁部材２０Ｄの絶縁性に基づいてシートプラズマ変形室２０をシートプラズマ２７に対してフローティングの状態に維持できる。その結果、シートプラズマ２７の電流が外側筒壁部材２０Ｃに流れ込むことが抑制されるので、シートプラズマ２７の電流ロスが少なくなり、シートプラズマ変形室２０でのシートプラズマ２７の電力効率低下を防止できる。
【００５４】
ここで、本実施形態のスパッタリング装置１００では、外側筒壁部材２０Ｃおよび真空成膜室３０は、互いに同電位となるように一体的に電気接続されている（絶縁部を介さずに直接に接続されている）。つまり、図１に示すように、両者が一点接地されている。
【００５５】
これにより、外側筒壁部材２０Ｃおよび真空成膜室３０の接地点が異なることに起因する、これらの接地電位差の発生を抑制し、ひいては、この接地電位差に因るノイズを低減できる。また、上述の接続構造では、バイアス電源５１、５２に高周波電源を用いる場合であっても、外側筒壁部材２０Ｃおよび真空成膜室３０間において絶縁部が存在しないので、高周波電磁波のシールドが適切に行えるという利点がある。
【００５６】
一方、内側筒壁部材２０Ｄは、適宜の固定手段（図示せず）によって交換可能なように外側筒壁部材２０Ｃの内側に配されている。これにより、真空成膜室３０から通路２８を通って逆流するスパッタ粒子が内側筒壁部材２０Ｄの内面に付着して内側筒壁部材２０Ｄの絶縁性が低下した場合、この内側筒壁部材２０Ｄを容易に交換できる。
【００５７】
なお、内側筒壁部材２０Ｄは、必ずしも交換可能に構成されてなくてもよく、内側筒壁部材２０Ｄを外側筒壁部材２０Ｃの内面に接着剤などによって内張りさせてもよい。但し、この場合、スパッタ粒子が内側筒壁部材２０Ｄに付着しないよう、真空成膜室３０とシートプラズマ変形室２０との間の適所に、スパッタ粒子進入防止用の防着板（図示せず）を設ける方が好ましい。
【００５８】
また、内側筒壁部材２０Ｄは、耐熱性が高く、かつ、水蒸気などのガス放出量が少ない絶縁材料によって構成されている。これにより、内側筒壁部材２０Ｄは、プラズマの熱の影響を受け難くなり、シートプラズマ輸送空間２１を良好な真空環境（高い真空度）に維持することができる。
【００５９】
なお、このような絶縁材料として、耐熱性ガラスやセラミック（例えば、アルミナ）などを用いるとよい。
【００６０】
また、図２に示すように、シートプラズマ変形室２０は、主面Ｓ（ＸＺ平面）に沿って扁平な矩形体の形態となっている。そして、シートプラズマ変形室２０のＺ方向の適所において、シートプラズマ変形室２０のＸ方向の幅が拡大しており、これにより、シートプラズマ変形室２０は、棒磁石２４Ａ、２４Ｂの磁界によって円柱プラズマ２２が主面Ｓに沿ってシート状に広がっても、シートプラズマ２７が直接、シートプラズマ変形室２０（内側筒壁部材２０Ｄ）の内面に衝突し難くなるように構成されている。
【００６１】
更に、シートプラズマ変形室２０では、図２に示すように、複数箇所（ここでは、４箇所）にシートプラズマ変形室２０内のシートプラズマ２７の状態を目視観察可能な壁孔が形成されており、目視用フランジ部２０Ｅに固定されたガラス製の覗き窓Ｖが、この壁孔を気密に覆っている。
【００６２】
なお、図示を省略するが、シートプラズマ変形室２０の外側筒壁部材２０Ｃでは、適宜の冷却水通路を形成してもよい。すると、この冷却水通路に冷却水が循環することにより、シートプラズマ変形室２０の外側筒壁部材２０Ｃを適温に水冷できる。これにより、シートプラズマ２７の熱による内側筒壁部材２０Ｄの熱損傷や真空シール（例えば、Ｏリング；図示せず）の熱損傷を適切かつ充分に防止できる。
【００６３】
以上のとおり、本実施形態のスパッタリング装置１００は、アノードＡおよびカソードＫ間の放電により、円柱プラズマ２２を形成できるプラズマガン４０と、Ｎ極同士が向き合って配された一対の棒磁石２４Ａ、２４Ｂと、これらの棒磁石２４Ａ、２４Ｂが作る磁界より、プラズマガン４０から放出された円柱プラズマ２２をシート状に変形できるシートプラズマ変形室２０と、シートプラズマ変形室２０から放出されたシートプラズマ２７を用いてスパッタリングが行われる接地状態の導電性の真空処理室３０と、を備える。
【００６４】
そして、本実施形態のスパッタリング装置１００では、シートプラズマ変形室２０が、導電性の外側筒壁部材２０Ｃと、この外側筒壁部材２０Ｃの内部に交換可能に嵌め込まれた絶縁性の内側筒壁部材２０Ｄと、によって構成され、内側筒壁部材２０Ｄの内部が、シートプラズマ輸送空間２１になっている。
【００６５】
よって、上述のとおり、内側筒壁部材２０Ｄの絶縁性に基づいてシートプラズマ変形室２０をシートプラズマ２７に対してフローティングの状態に維持できる。その結果、シートプラズマ２７の電流が外側筒壁部材２０Ｃに流れ込むことが抑制されるので、シートプラズマ２７の電流ロスが少なくなり、シートプラズマ変形室２０でのシートプラズマ２７の電力効率低下を防止できる。特に、バイアス電源５１、５２に高周波電源を用いる場合には、適切な高周波電磁波のシールドの観点から外側筒壁部材２０Ｃを接地することが好ましいので、接地状態の導電性の外側筒壁部材２０Ｃがアノードとして機能しないよう、絶縁性の内側筒壁部材２０Ｄを配設することが必須になると考えられる。
【００６６】
また、導電性の外側筒壁部材２０Ｃの放熱効果により、シートプラズマ２７の熱による絶縁性の内側筒壁部材２０Ｄの熱損傷の抑制も期待できる。特に、外側筒壁部材２０Ｃに適宜の冷却構造を組み込むことにより、外側筒壁部材２０Ｃの放熱効果を高めると、内側筒壁部材２０Ｄの熱損傷が適切かつ充分に抑制できて都合がよい。
【００６７】
更に、本実施形態のスパッタリング装置１００では、真空処理室３０および外側筒壁部材２０Ｃは、互いに同電位となるように一体的に電気接続されている（つまり、両者が一点接地されている）。
【００６８】
よって、上述のとおり、外側筒壁部材２０Ｃおよび真空成膜室３０の接地点が異なることに起因する、両者の接地電位差の発生を抑制し、ひいては、この接地電位差に因るノイズを低減できる。また、上述の接続構造では、バイアス電源５１、５２に高周波電源を用いる場合であっても、外側筒壁部材２０Ｃおよび真空成膜室３０間において絶縁部が存在しないので、高周波電磁波のシールドが適切に行えるという利点がある。
（変形例）
以上の実施形態のスパッタリング装置１００では、シートプラズマ２７を形成できるシートプラズマ変形室２０の壁部を導電性部材および絶縁性部材の２重構造にする例を述べたが、本技術の適用範囲は、シートプラズマ変形室２０の壁部に限らない。例えば、真空蒸着用の電子ビームを輸送する輸送室の壁部であっても、或いは、イオンビームスパッタリング（ＩＢＳ）用のイオンビームを輸送する輸送室の壁部であっても、本技術を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明によれば、荷電粒子流輸送用の輸送室の熱損傷、および、この輸送室での荷電粒子流の電力効率低下を簡易かつ適切に抑制できる真空処理装置が得られる。
【００７０】
よって、本発明は、例えば、シートプラズマを用いて真空処理を行うシートプラズマ処理装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態によるスパッタリング装置の一構成例を示した概略図である。
【図２】本発明の実施形態によるスパッタリング装置に用いるシートプラズマ変形室の一構成例を模式的に示した図である。（ａ）では、シートプラズマ変形室をＹ方向から平面視したシートプラズマ変形室の外観が示されている。（ｂ）では、（ａ）のII−IIラインに沿ったシートプラズマ変形室の断面が示されている。
【図３】図２の内側筒壁部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
２０ シートプラズマ変形室
２０Ａ 第１フランジ部
２０Ｂ 第２フランジ部
２０Ｃ 外側筒壁部材
２０Ｄ 内側筒壁部材
２０Ｅ 目視用フランジ部
２１ シートプラズマ輸送空間
２２ 円柱プラズマ
２３ 第１電磁コイル
２４Ａ、２４Ｂ 棒磁石
２７ シートプラズマ
２８、２９ 通路
３０ 真空成膜室
３１ 成膜空間
３２ 第２電磁コイル
３３ 第３電磁コイル
３４Ａ 基板ホルダ
３４Ｂ 基板
３５Ａ ターゲットホルダ
３５Ｂ ターゲット
３６ 真空ポンプ
３７ バルブ
３８ 永久磁石
４０ プラズマガン
４１ カソードユニット
４１Ａ ガラス管
４１Ｂ 蓋部材
５０ プラズマガン電源
５１、５２ バイアス電源
７０ 電力発生部
１００ スパッタリング装置
Ａ アノード
Ｇ1、Ｇ2 中間電極
Ｋ カソード
Ｒ1、Ｒ2 抵抗素子
Ｓ 主面
Ｖ 覗き窓
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードおよびカソード間の放電により、荷電粒子流を形成できる荷電粒子流形成手段と、
前記荷電粒子流形成手段から放出された前記荷電粒子流を輸送する輸送室と、
前記輸送室から放出された前記荷電粒子流を用いて真空処理が行われる接地状態の導電性の真空処理室と、を備え、
前記輸送室が、導電性の第１筒壁部材および前記第１筒壁部材の内部に配された絶縁性の第２筒壁部材を有しており、
前記第２筒壁部材の内部が、前記荷電粒子流の輸送空間になっている真空処理装置。
【請求項２】
同磁極同士が向き合って配された磁界発生手段の対を更に備え、
前記輸送室は、前記磁界発生手段の対が作る磁界より、前記荷電粒子流形成手段から放出された荷電粒子流をシート状に変形できるように構成されており、
前記シート状の荷電粒子流が、前記輸送室から前記真空処理室に誘導される請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記真空処理室および前記第１筒壁部材が電気的に接続されている請求項１または２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記第１筒壁部材および前記真空処理室が一点接地されている請求項３に記載の真空処理装置。
【請求項１】
アノードおよびカソード間の放電により、荷電粒子流を形成できる荷電粒子流形成手段と、
前記荷電粒子流形成手段から放出された前記荷電粒子流を輸送する輸送室と、
前記輸送室から放出された前記荷電粒子流を用いて真空処理が行われる接地状態の導電性の真空処理室と、を備え、
前記輸送室が、導電性の第１筒壁部材および前記第１筒壁部材の内部に配された絶縁性の第２筒壁部材を有しており、
前記第２筒壁部材の内部が、前記荷電粒子流の輸送空間になっている真空処理装置。
【請求項２】
同磁極同士が向き合って配された磁界発生手段の対を更に備え、
前記輸送室は、前記磁界発生手段の対が作る磁界より、前記荷電粒子流形成手段から放出された荷電粒子流をシート状に変形できるように構成されており、
前記シート状の荷電粒子流が、前記輸送室から前記真空処理室に誘導される請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記真空処理室および前記第１筒壁部材が電気的に接続されている請求項１または２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記第１筒壁部材および前記真空処理室が一点接地されている請求項３に記載の真空処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１１１８９７（Ｐ２０１０−１１１８９７Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８４１６２（Ｐ２００８−２８４１６２）
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（０００００２３５８）新明和工業株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
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