CN107849690A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种成膜装置，将成膜材料成膜于成膜对象物，该成膜装置具备：真空腔室，容纳所述成膜对象物并进行成膜处理；成膜部，在所述真空腔室内使所述成膜材料的粒子附着于所述成膜对象物；及负离子生成部，在所述真空腔室内生成负离子。

Description

成膜装置

技术领域

本发明涉及一种成膜装置。

背景技术

作为在成膜对象物的表面形成膜的成膜装置，例如已知有一种基于离子镀法的成膜装置，该离子镀法中使已蒸发的成膜材料的粒子向真空腔室内扩散，并使成膜材料的粒子附着于成膜对象物的表面(参考专利文献1)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-282226号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在上述以往的成膜装置中，将形成有膜的成膜对象物输出到大气中时，大气中的氧附着于成膜对象物上的膜的表面。如此氧附着于膜时，膜质有可能降低。

更详细而言，例如将形成在成膜对象物上的ZnO膜用作用于检测半导体式氢气传感器的气体的膜时，大气中的氧以O^2-的形式附着于ZnO膜的表面，由此存在氢的检测响应降低的问题。

因此本发明的课题在于提供一种能够抑制成膜对象物上的膜质降低的成膜装置。

用于解决技术课题的手段

为了解决上述问题，本发明的一侧面所涉及的成膜装置为将成膜材料成膜于成膜对象物的成膜装置，该成膜装置的特征在于，具备：真空腔室，容纳成膜对象物并进行成膜处理；成膜部，在真空腔室内使成膜材料的粒子附着于成膜对象物；及负离子生成部，在真空腔室内生成负离子。

本发明的一侧面所涉及的成膜装置中，通过负离子生成部在真空腔室内生成负离子，因此能够使该负离子附着于通过成膜处理形成在成膜对象物上的膜的表面。由此，即使将成膜处理之后的成膜对象物输出到大气中，在形成在成膜对象物上的膜的表面也附着有负离子，因此能够抑制因大气中的氧附着于成膜对象物上的膜的表面而导致的膜质降低。根据以上所述，能够抑制成膜对象物上的膜质降低。

成膜装置中，可以为如下，即负离子生成部具有：等离子枪，在真空腔室内生成等离子体；原料气体供给部，向真空腔室内供给负离子的原料气体；及控制部，将等离子枪控制成间断地生成等离子体。该情况下，等离子体在真空腔室内间断地生成，因此在停止真空腔室内的等离子体的生成时，真空腔室内的等离子体的电子温度急剧下降，且电子容易附着于向真空腔室内供给的负离子的原料气体的粒子上。由此，能够在真空腔室内有效率地生成负离子。其结果，能够使负离子有效地附着于形成在成膜对象物上的膜的表面。根据以上所述，能够可靠地抑制成膜对象物上的膜质降低。

成膜装置中，可以为如下，即负离子生成部还具有切换部，该切换部切换等离子体向真空腔室内的供给与切断，控制部将等离子枪控制成通过对切换部进行切换来间断地生成等离子体。该情况下，能够轻松地仅通过对切换部进行切换来间断地生成等离子体。

成膜装置中，可以为如下，即真空腔室具有输送成膜对象物的输送室和使成膜材料扩散的成膜室，且该成膜装置还具备磁场产生线圈，该磁场产生线圈通过产生磁场来抑制成膜室内的电子流入到输送室，该磁场具有与从成膜室朝向输送室的方向交叉的方向的磁力线。该情况下，能够通过由磁场产生线圈产生的磁场来抑制成膜室内的电子流入到输送室，因此能够在成膜室内更高效地生成负离子。其结果，能够使负离子更有效地附着于形成在成膜对象物上的膜的表面。

成膜装置中，可以为如下，即磁场产生线圈设置在真空腔室内且成膜室与输送室之间。该情况下，能够适宜地产生具有抑制成膜室内的电子流入到输送室的方向的磁力线的磁场。

成膜装置中，可以为如下，即成膜部具有等离子枪，且通过离子镀法使成膜材料的粒子附着于成膜对象物，成膜部的等离子枪被兼作为负离子生成部的等离子枪。该情况下，兼用成膜部的等离子枪与负离子生成部的等离子枪，因此无需大幅改变真空腔室内原本所具备的结构来作为为了成膜处理而必要的结构便能够构成负离子生成部。从而，能够一边抑制给成膜条件带来的影响一边设置负离子生成部。而且，通过兼用等离子枪能够将装置结构简单化。

成膜装置中，可以为如下，即其还具备：电压施加部，对通过成膜部进行的成膜处理之后的成膜对象物施加正的偏置电压。该情况下，通过电压施加部对成膜处理之后的成膜对象物施加正的偏置电压。由此，通过负离子生成部生成的负离子被吸引到成膜对象物侧，并照射于形成在成膜对象物上的膜的表面。其结果，能够抑制因大气中的氧附着于成膜对象物上的膜的表面而导致的膜质降低。

成膜装置中，可以为如下，即负离子生成部在真空腔室内间断地生成等离子体，电压施加部在停止通过负离子生成部生成等离子体之后对成膜对象物施加正的偏置电压。由此，较多的氧负离子照射于成膜对象物。其结果，能够进一步抑制因大气中的氧附着于成膜对象物上的膜的表面而导致的膜质降低。

成膜装置中，可以为如下，即其具备：真空装载锁定腔室，与真空腔室相邻配置，并搬入或搬出成膜对象物，真空装载锁定腔室从真空腔室搬入成膜处理之后的成膜对象物，并且在通过负离子生成部生成负离子之后将所搬入的成膜对象物搬出到真空腔室。由此，成膜对象物不会暴露在大气中，且在生成了氧负离子的适当的时刻被搬入到真空腔室。其结果，能够适宜地对成膜对象物照射氧负离子。

成膜装置中，可以为如下，即其具备：保持部件，保持成膜对象物，在真空腔室内，延伸设置有架空线，在保持部件设置有从架空线供电的供电部。该情况下，设置在保持成膜对象物的保持部件中的供电部从设置在真空腔室内的架空线进行供电。由此，能够通过保持部件的供电部轻松地对成膜对象物施加正的电压。

成膜装置中，可以为如下，即其具备：张力赋予部，对架空线赋予张力。该情况下，通过张力赋予部对架空线赋予张力。由此，即使在因真空腔室内产生的热等而架空线伸缩的情况下也能够抑制挠曲。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够抑制成膜对象物上的膜质降低的成膜装置。

附图说明

图1为表示本发明的第1实施方式所涉及的成膜装置的结构的示意剖视图，且为表示成膜处理模式下的动作状态的图。

图2为表示图1的成膜装置的结构的示意剖视图，且为表示氧负离子生成模式下的动作状态的图。

图3为表示本发明的第1实施方式所涉及的成膜装置的成膜方法的流程图。

图4为表示本发明的第2实施方式所涉及的成膜装置的结构的示意剖视图，且为表示氧负离子生成模式下的动作状态的图。

图5为表示图4的架空线固定端部的结构的示意主视图及示意侧视图。

图6为表示图4的成膜对象物保持部件的结构的示意俯视图。

图7为沿图6的VII-VII线的剖视图。

图8为沿图6的VIII-VIII线的剖视图。

图9为对被电刷用引导件引导的电刷体的动作进行说明的图。

图10为对供电端子部的动作进行说明的图。

图11为表示在真空腔室内存在的离子的通量随时间变化的曲线图。

图12为表示偏置电压的施加有无与载流子密度的关系的曲线图。

图13为表示偏置电压的施加有无与光学迁移率的关系的曲线图。

图14为表示氧负离子照射的有无与氢气传感器特性的关系的曲线图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的一实施方式所涉及的成膜装置进行说明。另外，在附图的说明中对相同的要件标注相同的符号，并省略重复说明。

(第1实施方式)

首先，参考图1及图2对本发明的第1实施方式所涉及的成膜装置的结构进行说明。图1及图2为表示本实施方式所涉及的成膜装置的结构的示意剖视图。图1表示成膜处理模式下的动作状态，图2表示氧负离子生成模式下的动作状态。另外，将在后面对生成处理模式及氧负离子生成模式的详细内容进行叙述。

如图1及图2所示，本实施方式的成膜装置1为所谓的离子镀法中使用的离子镀装置。另外，为了方便说明，在图1及图2示出XYZ坐标系。Y轴方向为后述的输送成膜对象物的方向。X轴方向为成膜对象物与后述的炉缸机构相对置的位置。Z轴方向为与Y轴方向及X轴方向正交的方向。

成膜装置1为以成膜对象物11的板厚方向成为水平方向(图1及图2中为X轴方向)的方式，在使成膜对象物11直立或从直立的状态倾斜的状态下，将成膜对象物11配置于真空腔室10内并对其进行输送的所谓的立式成膜装置。该情况下，X轴方向为水平方向且为成膜对象物11的板厚方向，Y轴方向为水平方向，Z轴方向成为铅垂方向。另外，本发明的一实施方式所涉及的成膜装置可以是以成膜对象物的板厚方向大致成为铅垂方向的方式将成膜对象物配置于真空腔室内并对其进行输送的所谓的卧式成膜装置。该情况下，Z轴及Y轴方向为水平方向，X轴方向成为铅垂方向且板厚方向。以下，以立式成膜装置为例进行说明。

成膜装置1具备真空腔室10、输送机构3、成膜部14、负离子生成部24及磁场产生线圈30。

真空腔室10容纳成膜对象物11并进行成膜处理。真空腔室10具有：输送室10a，用于输送形成成膜材料Ma的膜的成膜对象物11；成膜室10b，使成膜材料Ma扩散；及等离子口10c，将从等离子源7以光束状照射的等离子体P容纳于真空腔室10中。输送室10a、成膜室10b及等离子口10c彼此连通。输送室10a沿规定的输送方向(图中的箭头A)(沿Y轴)设定。并且，真空腔室10由导电性材料构成且与地电位连接。

成膜室10b中，作为壁部10w具有沿输送方向(箭头A)的一对侧壁、沿与输送方向(箭头A)交叉的方向(Z轴方向)的一对侧壁10h、10i及与X轴方向交叉配置的底面壁10j。

输送机构3沿输送方向(箭头A)输送在与成膜材料Ma对置的状态下保持成膜对象物11的成膜对象物保持部件16。例如，成膜对象物保持部件16为保持成膜对象物11的外周边缘的框体。输送机构3由设置在输送室10a内的多个输送辊15构成。输送辊15沿输送方向(箭头A)以等间隔配置，且一边对成膜对象物保持部件16进行支承一边沿输送方向(箭头A)进行输送。另外，成膜对象物11例如使用玻璃基板或塑料基板等板状部件。

接着，对成膜部14的结构进行详细说明。成膜部14通过离子镀法使成膜材料Ma的粒子附着于成膜对象物11上。成膜部14具有等离子源7、转向线圈5、炉缸机构2及环炉缸6。

等离子源7例如为压力梯度型等离子枪，其主体部分经由设置在成膜室10b的侧壁上的等离子口10c而与成膜室10b连接。等离子源7在真空腔室10内生成等离子体P。在等离子源7生成的等离子体P以光束状从等离子口10c射出到成膜室10b内。由此，在成膜室10b内生成等离子体P。

等离子源7的一端被阴极60封闭。在阴极60与等离子口10c之间同心配置有第1中间电极(栅格)61和第2中间电极(栅格)62。在第1中间电极61内内置有用于收敛等离子体P的环状永久磁铁61a。在第2中间电极62内也为了收敛等离子体P而内置有电磁铁线圈62a。另外，等离子源7还具有作为后述的负离子生成部24的功能。关于其详细内容，将在后面负离子生成部24的说明中进行叙述。

转向线圈5设置在安装有等离子源的等离子口10c的周围。转向线圈5将等离子体P引导至成膜室10b内。转向线圈5通过转向线圈用电源(未图示)被励磁。

炉缸机构2保持成膜材料Ma。炉缸机构2设置在真空腔室10的成膜室10b内，从输送机构3观察时配置在X轴方向的负方向上。炉缸机构2具有作为将从等离子源7射出的等离子体P引导至成膜材料Ma的主阳极或作为引导从等离子源7射出的等离子体P的主阳极的主炉缸17。

主炉缸17具有填充有成膜材料Ma的沿X轴方向的正方向延伸的筒状填充部17a和从填充部17a突出的凸缘部17b。主炉缸17相对于真空腔室10所具有的地电位保持在正电位，因此吸引等离子体P。在该等离子体P所入射的主炉缸17的填充部17a形成有用于填充成膜材料Ma的贯穿孔17c。而且，成膜材料Ma的前端部分在该贯穿孔17c的一端露出于成膜室10b。

关于成膜材料Ma，例示有ITO和ZnO等透明导电材料、SiON等绝缘密封材料。当成膜材料Ma由绝缘性物质构成时，若等离子体P照射到主炉缸17，则主炉缸17通过来自等离子体P的电流而被加热，成膜材料Ma的前端部分蒸发或升华，通过等离子体P被离子化的成膜材料粒子(蒸发粒子)Mb向成膜室10b内扩散。并且，当成膜材料Ma由导电性物质构成时，若等离子体P照射到主炉缸17，则等离子体P直接入射到成膜材料Ma，成膜材料Ma的前端部分被加热而蒸发或升华，通过等离子体P被离子化的成膜材料粒子Mb向成膜室10b内扩散。向成膜室10b内扩散的成膜材料粒子Mb向成膜室10b的X轴正方向移动，且在输送室10a内附着于成膜对象物11的表面。另外，成膜材料Ma为成形为规定长度的圆柱状的固体物，且将多个成膜材料Ma一次性填充到炉缸机构2中。而且，根据成膜材料Ma的消耗，从炉缸机构2的X负方向侧依次挤出成膜材料Ma，以使最前端侧的成膜材料Ma的前端部分与主炉缸17的上端保持规定位置关系。

环炉缸6为具有用于感应等离子体P的电磁铁的辅助阳极。环炉缸6配置在保持成膜材料Ma的主炉缸17的填充部17a的周围。环炉缸6具有环状线圈9、环状永磁部20及环状容器12，线圈9及永久磁铁部20容纳于容器12内。本实施方式中，从输送机构3观察时在X负方向上依次设置有线圈9、永久磁铁部20，但也可以在X负方向上依次设置有永久磁铁部20、线圈9。环炉缸6根据流经线圈9的电流的大小控制入射到成膜材料Ma的等离子体P的方向或入射到主炉缸17的等离子体P的方向。

接着，对负离子生成部24的结构进行详细说明。负离子生成部24具有等离子源7、原料气体供给部40、控制部50及电路部34。另外，控制部50及电路部34中所含有的一部分功能还属于前述的成膜部14。

等离子源7使用与前述成膜部14所具有的等离子源7相同的等离子源。即，本实施方式中，成膜部14的等离子源7被兼作为负离子生成部24的等离子源7。等离子源7作为成膜部14而发挥功能，并且还作为负离子生成部24而发挥功能。另外，可以在成膜部14与负离子生成部24具有彼此不同的等离子源。

等离子源7在成膜室10b内间断地生成等离子体P。具体而言，等离子源7被后述控制部50控制成在成膜室10b内间断地生成等离子体P。关于该控制，在后述控制部50的说明中进行详细叙述。

原料气体供给部40配置在真空腔室10的外部。原料气体供给部40通过设置在成膜室10b的侧壁(例如，侧壁10h)上的气体供给口41，向真空腔室10内供给作为氧负离子的原料气体即氧气。原料气体供给部40例如在从成膜处理模式切换到氧负离子生成模式时开始进行氧气的供给。并且，原料气体供给部40可以在成膜处理模式及氧负离子生成模式这两种模式下持续进行氧气的供给。

气体供给口41的位置优选成膜室10b与输送室10a的边界附近的位置。该情况下，能够向成膜室10b与输送室10a的边界附近供给来自原料气体供给部40的氧气，因此在该边界附近进行后述的氧负离子的生成。从而，能够使所生成的氧负离子适宜地附着于输送室10a中的成膜对象物11。另外，气体供给口41的位置并不限定于成膜室10b与输送室10a的边界附近。

控制部50配置在真空腔室10的外部。控制部50对电路部34所具有的切换部进行切换。关于通过该控制部50进行的切换部的切换，在以下与电路部34的说明一同进行详细叙述。

电路部34具有可变电源80、第1配线71、第2配线72、电阻器R1～R4及短路开关SW1、SW2。

可变电源80夹着位于地电位的真空腔室10，向等离子源7的阴极60施加负电压，且向炉缸机构2的主炉缸17施加正电压。由此，可变电源80在等离子源7的阴极60与炉缸机构2的主炉缸17之间产生电位差。

第1配线71电连接等离子源7的阴极60与可变电源80的负电位侧。第2配线72电连接炉缸机构2的主炉缸17(阳极)与可变电源80的正电位侧。

电阻器R1的一端与等离子源7的第1中间电极61电连接，同时另一端经由第2配线72与可变电源80电连接。即，电阻器R1在第1中间电极61与可变电源80之间串联连接。

电阻器R2的一端与等离子源7的第2中间电极62电连接，并且另一端经由第2配线72与可变电源80电连接。即，电阻器R2在第2中间电极62与可变电源80之间串联连接。

电阻器R3的一端与成膜室10b的壁部10w电连接，并且另一端经由第2配线72与可变电源80电连接。即，电阻器R3在成膜室10b的壁部10w与可变电源80之间串联连接。

电阻器R4的一端与环炉缸6电连接，并且另一端经由第2配线72与可变电源80电连接。即，电阻器R4在环炉缸6与可变电源80之间串联连接。

短路开关SW1、SW2分别为通过接收来自前述控制部50的指令信号来切换成接通/断开状态的切换部。

短路开关SW1与电阻器R2并联连接。短路开关SW1根据是处于成膜处理模式还是处于氧负离子模式，并通过控制部50切换接通/断开状态。短路开关SW1在成膜处理模式下呈断开状态。由此，在成膜处理模式下，第2中间电极62与可变电源80经由电阻器R2彼此电连接，因此电流很难流经第2中间电极62与可变电源80之间。其结果，来自等离子源7的等离子体P射出到真空腔室10内，并入射到成膜材料Ma(参考图1)。

另一方面，在氧负离子生成模式下，短路开关SW1在真空腔室10内间断地生成来自等离子源7的等离子体P，因此通过控制部50以规定间隔切换接通/断开状态。若短路开关SW1被切换成接通状态，则第2中间电极62与可变电源80之间的电连接发生短路，因此电流流经第2中间电极62与可变电源80之间。即，短路电流流经等离子源7。其结果，来自等离子源7的等离子体P无法射出到真空腔室10内。

若短路开关SW1被切换成断开状态，则第2中间电极62与可变电源80经由电阻器R2彼此电连接，因此电流很难流经第2中间电极62与可变电源80之间。其结果，来自等离子源7的等离子体P射出到真空腔室10内。如此，通过控制部50以规定间隔切换短路开关SW1的接通/断开状态，由此在真空腔室10内间断地生成来自等离子源7的等离子体P。即，短路开关SW1为切换等离子体P向真空腔室10内的供给与切断的切换部。

短路开关SW2与电阻器R4并联连接。短路开关SW2根据是处于例如成为成膜处理模式之前的成膜对象物11的输送前的状态即待机模式还是处于成膜处理模式，并通过控制部50切换接通/断开状态。短路开关SW2在待机模式下呈接通状态。由此，环炉缸6与可变电源80之间的电连接发生短路，因此与主炉缸17相比电流更容易流经环炉缸6，从而能够防止成膜材料Ma的不必要的消耗。

另一方面，短路开关SW2在成膜处理模式下呈断开状态。由此，环炉缸6与可变电源80经由电阻器R4电连接，因此与环炉缸6相比电流更容易流经主炉缸17，从而能够使等离子体P的射出方向适宜地朝向成膜材料Ma。另外，短路开关SW2在氧负离子生成模式下可以呈接通状态或断开状态中的任一种状态。

磁场产生线圈30设置在真空腔室10内且成膜室10b与输送室10a之间。磁场产生线圈30例如配置在炉缸机构2与输送机构3之间。更具体而言，磁场产生线圈30以夹在成膜室10b的输送室10a侧的端部与输送室10a的成膜室10b侧的端部的方式配置。磁场产生线圈30具有彼此对置的一对线圈30a、30b。各线圈30a、30b例如在与从成膜室10b朝向输送室10a的方向(从炉缸机构2朝向输送机构3的方向)交叉的方向上彼此对置。

磁场产生线圈30在成膜处理模式下未被励磁，而在氧负离子生成模式下通过磁场产生线圈30用的电源(未图示)被励磁。在此，成膜处理模式是指在真空腔室10内对成膜对象物11进行成膜处理的模式。氧负离子生成模式是指在真空腔室10内进行用于附着于形成在成膜对象物11上的膜的表面的氧负离子的生成的模式。磁场产生线圈30在氧负离子生成模式下被励磁，由此在真空腔室10内形成具有沿与从成膜室10b朝向输送室10a的方向(从炉缸机构2朝向输送机构3的方向)交叉的方向延伸的磁力线的密封磁场M(参考图2)。磁场产生线圈30产生这种密封磁场M，由此抑制成膜室10b内的电子流入输送室10a内。密封磁场M所具有的磁力线例如可以具有沿与成膜对象物11的输送方向(箭头A)大致平行的方向延伸的部分。另外，磁场产生线圈30用电源的接通/断开状态的切换可以通过后述的控制部50进行控制。磁场产生线圈30被壳体31覆盖，以免成膜材料Ma堆积。另外，磁场产生线圈30可以不被壳体31覆盖。

接着，参考图3，对成膜装置1的成膜方法进行详细说明。图3为表示成膜装置1的成膜方法的流程图。

如图3所示，首先在成膜装置1中，若通过控制部50切换成成膜处理模式，则在成膜对象物11形成成膜材料Ma的膜(S1：成膜工序)。此时，短路开关SW1通过控制部50被切换成断开状态。并且，在成膜处理模式下，转向线圈5被励磁，但磁场产生线圈30未被励磁。由此，通过等离子源7在成膜室10b内生成等离子体P，且该等离子体P被照射到主炉缸17(参考图1)。其结果，主炉缸17中的成膜材料Ma通过等离子体P被离子化而成为成膜材料粒子Mb，向成膜室10b内扩散，且附着于输送室10a内的成膜对象物11的表面。如此，在成膜对象物11形成成膜材料Ma的膜，并结束成膜工序S1。

接着，在成膜装置1中，在氧负离子模式下，生成氧负离子(S2：氧负离子生成工序)。以下，对氧负离子生成工序S2进行具体说明。首先，通过原料气体供给部40向成膜室10b内供给氧气(S21：原料气体供给工序)。

接着，通过控制部50将等离子源7控制成在成膜室10b内间断地生成来自等离子源7的等离子体P(S22：等离子体生成工序)。例如，通过控制部50以规定间隔切换短路开关SW1的接通/断开状态，由此在成膜室10b内间断地生成来自等离子源7的等离子体P。

当短路开关SW1呈接通状态时，来自等离子源7的等离子体P不会射出到成膜室10b内，因此成膜室10b内的等离子体P的电子温度急剧下降。因此，等离子体P的电子容易附着于在前述原料气体供给工序S21中供给到成膜室10b内的氧气的粒子。由此，在成膜室10b内有效率地生成氧负离子。

接着，通过控制部50在真空腔室10内形成密封磁场M(S23：密封磁场形成工序)。例如，通过磁场产生线圈30被励磁而在真空腔室10内以夹在成膜室10b与输送室10a之间的方式形成密封磁场M(参考图2)。密封磁场M具有沿与从成膜室10b朝向输送室10a的方向(从炉缸机构2朝向输送机构3的方向)交叉的方向延伸的磁力线。

在前述等离子体生成工序S22中生成的成膜室10b内的等离子体P的电子受到在密封磁场形成工序S23中形成的密封磁场M的磁力线的干扰，从而抑制流入到输送室10a。由此，等离子体P的电子容易附着于成膜室10b内的氧气的粒子，从而能够更有效率地生成氧负离子。而且，在等离子体生成工序S22中生成的氧负离子向成膜室10b的X轴正方向移动，在输送室10a内，附着于通过成膜处理而形成在成膜对象物11上的膜的表面。另外，可以通过对成膜对象物11施加正的偏置电压来使氧负离子更积极地附着于形成在成膜对象物11上的膜的表面。如上所述，若结束氧负离子生成工序S2，则图3所示的成膜方法结束。

以上，根据本实施方式所涉及的成膜装置1，通过负离子生成部24在真空腔室10内生成氧负离子，因此能够使该氧负离子附着于通过成膜处理而形成在成膜对象物11上的膜的表面。由此，即使将成膜处理之后的成膜对象物11输出到大气中，在形成在成膜对象物11上的膜的表面上也附着有氧负离子，因此能够抑制因大气中的氧附着于成膜对象物11上的膜的表面而导致的膜质降低。根据以上所述，能够抑制成膜对象物11上的膜质降低。

根据本实施方式所涉及的成膜装置1，在真空腔室10内间断地生成等离子体P，因此停止在真空腔室10内生成等离子体P时，在真空腔室10内的等离子体P的电子温度急剧下降，且电子容易附着于供给到真空腔室10内的氧气的粒子。由此，能够在真空腔室10内有效率地生成氧负离子。其结果，能够使负离子有效地附着于形成在成膜对象物11上的膜的表面。根据以上所述，能够可靠地抑制成膜对象物11上的膜质降低。

根据成膜装置1，能够轻松地仅通过对短路开关SW1进行切换来间断地生成等离子体P。例如，当等离子源7为压力梯度型等离子枪时，很难直接停止等离子体P的生成，但根据本实施方式所涉及的成膜装置1，能够轻松地仅通过对短路开关SW1进行切换来停止等离子体P的生成，因此优选。

根据成膜装置1，通过由磁场产生线圈30产生的密封磁场M的磁力线，能够抑制成膜室10b内的电子流入输送室10a，因此能够更有效率地在成膜室10b内生成负离子。其结果，能够使负离子更有效地附着于形成在成膜对象物上的膜的表面。

根据成膜装置1，磁场产生线圈30设置在成膜室10b与输送室10a之间，因此能够适宜地产生具有抑制成膜室10b内的电子流入输送室10a的方向的磁力线的密封磁场M。

根据成膜装置1，由于兼用成膜部14的等离子源7与负离子生成部24的等离子源7，因此无需大幅改变真空腔室10内原本所具备的结构来作为为了成膜处理而必要的结构便能够构成负离子生成部24。从而，能够一边抑制给成膜条件带来的影响一边设置负离子生成部24。而且，通过兼用等离子源7能够将装置结构简单化。

(第2实施方式)

接着，参考图4对本发明的第2实施方式所涉及的成膜装置1A的结构进行说明。成膜装置1A具备与第1实施方式所涉及的成膜装置1相同的要件或结构。因此，对与第1实施方式所涉及的成膜装置1相同的要件或结构标注相同的符号并省略其详细说明，并对与第1实施方式不同的部分进行说明。

图4为表示本实施方式所涉及的成膜装置1A的结构的示意剖视图，且为表示氧负离子生成模式下的动作状态的图。另外，与图4相比，表示第2实施方式所涉及的成膜装置1A的成膜处理模式下的动作状态的图中，仅在短路开关SW1为断开状态，且成膜材料粒子Mb向成膜室10b内扩散的方面不同，而其他方面相同，因此省略图示。

如图4所示，本实施方式的成膜装置1A为以成膜对象物11的板厚方向大致成为铅垂方向(图4中为Z轴方向)的方式，将成膜对象物11配置在真空腔室10内并对其进行输送的所谓的卧式成膜装置。另外，本实施方式所涉及的成膜装置也可以是上述所谓的立式成膜装置。以下，以卧式成膜装置为例进行说明。

成膜装置1A与成膜装置1相同，具备真空腔室10、输送机构3、成膜部14及负离子生成部24。另一方面，成膜装置1A与成膜装置1不同，不具备磁场产生线圈30及其壳体31。

并且，在成膜装置1A中，成膜对象物11的输送方向呈双向而不是单向(图中的箭头B)，且该成膜装置1A具备保持成膜对象物11的成膜对象物保持部件16A(保持部件)来替代保持成膜对象物11的成膜对象物保持部件16。即，本实施方式中，输送机构3沿输送方向(箭头B)输送成膜对象物保持部件16A。成膜对象物保持部件16A例如使用在使成膜对象物11的被成膜面露出的状态下保持成膜对象物11并对其进行输送的托盘等。另外，将在后面对成膜对象物保持部件16A的详细结构进行叙述。

而且，成膜装置1A具备用于对成膜后的成膜对象物11施加正的偏置电压的偏置电路部35、设置在真空腔室10内的架空线18、对架空线18赋予张力的张力赋予部25及与真空腔室10相邻配置的装载锁定室26(真空装载锁定腔室)，在这方面与成膜装置1不同。另外，在第1实施方式中，省略了装载锁定室26的图示及说明，但第1实施方式所涉及的成膜装置1可以具备装载锁定室26。并且，第1实施方式所涉及的成膜装置1中的成膜对象物11的输送方向可以是双向而不是单向。

偏置电路部35具有对成膜对象物11施加正的偏置电压(以下，简称为“偏置电压”)的偏置电源27(电压施加部)、电连接偏置电源27与架空线18的第3配线73及设置在第3配线73的短路开关SW3。偏置电源27施加作为周期性增加或减少的矩形波的电压信号(周期性电信号)来作为偏置电压。偏置电源27被构成为能够通过控制部50的控制来改变所施加的偏置电压的频率。第3配线73的一端与偏置电源27的正电位侧连接，并且另一端与张力赋予部25的滑轮25b连接。由此，第3配线73经由滑轮25b电连接架空线18与偏置电源27。

短路开关SW3通过第3配线73在滑轮25b与偏置电源27的正电位侧之间串联连接。短路开关SW3为切换对架空线18有无施加偏置电压的切换部。短路开关SW3通过控制部50切换其接通/断开状态。短路开关SW3在氧负离子生成模式下的规定时刻呈接通状态。若短路开关SW3呈接通状态，则架空线18与偏置电源27的正电位侧彼此电连接，对架空线18施加偏置电压。

另一方面，短路开关SW3在成膜处理模式时，以及在氧负离子生成模式下的规定时刻呈断开状态。若短路开关SW3呈断开状态，则架空线18与偏置电源27彼此电切断，且未对架空线18施加偏置电压。另外，将在后面对施加偏置电压的时刻的详细内容进行叙述。

架空线18为对成膜对象物保持部件16A进行供电的架线。架空线18通过与设置在成膜对象物保持部件16A的后述供电电刷42接触而通过供电电刷42对成膜对象物保持部件16A进行供电。架空线18例如由不锈钢制金属丝等构成。

架空线18在输送室10a内沿输送方向(箭头B)延伸设置。架空线18的一端侧通过架空线固定部28固定在输送室10a内的上端内壁10d。在架空线18的另一端侧设置有张力赋予部25。另外，将在后面对架空线固定部28的详细内容进行叙述。

张力赋予部25具有固定在输送室10a内的下端内壁10e的滑轮支承部25a、被滑轮支承部25a支承的滑轮25b及与架空线18的另一端连接的锤部件25c。滑轮支承部25a从输送室10a的下端内壁10e朝向上端内壁10d延伸，且与滑轮25b的轴连接。滑轮25b接收架空线18，并将沿输送方向(箭头B)延伸的架空线18的方向转换为朝向Z轴负方向。锤部件25c具有规定的重量，并根据该重量向Z轴负方向拉动架空线18。由此，对架空线18赋予张力，即使在架空线18因热等而伸缩的情况下，也不会使架空线18挠曲。

装载锁定室26经由能够打开或关闭的闸门29与输送方向(箭头B)上的输送室10a的一端连结。另外，并不限定于输送室10a的一端，装载锁定室26还可以与其另一端连结，也可以与其一端及另一端这两者连结。装载锁定室26与输送室10a及成膜室10b相独立地控制真空状态。装载锁定室26通过闸门29，且在与输送室10a之间搬入或搬出成膜对象物11。

装载锁定室26从真空腔室10的输送室10a搬入通过成膜部14进行的成膜处理之后的成膜对象物11。由此，在装载锁定室26内容纳成膜处理之后的成膜对象物11。在装载锁定室26内，进行后述的成膜对象物保持部件16A中的供电端子部51(参考图6及图8)的操作。例如，供电端子部51以与成膜对象物11的背面(进行成膜处理的一侧的面)接触的方式进行操作。通过该操作，能够通过供电端子部51而向成膜对象物11的背面施加偏置电压。

并且，若在装载锁定室26内进行供电端子部51的上述操作，且能够向成膜对象物11的背面施加偏置电压，则装载锁定室26将成膜对象物11搬出到输送室10a。例如，装载锁定室26在通过负离子生成部24生成负离子之后将所搬入的成膜对象物11搬出到真空腔室10的输送室10a。

接着，参考图5，对架空线固定部28的详细结构进行说明。图5(a)为架空线固定部28的示意主视图，图5(b)为架空线固定部28的示意侧视图。如图5(a)及(b)所示，架空线固定部28具有安装在周边构造物(在此，为上端内壁10d)的安装部件32、固定架空线18的固定部33及将供电电刷42(参考图7及图9)引导至架空线18的电刷用引导部37。

安装部件32为例如由コ字形板状部件构成的支架。安装部件32具有通过螺栓32f等固定于输送室10a中的上端内壁10d(参考图4)的上端固定部32a、从上端固定部32a沿Z轴负方向延伸的延伸部32b及设置在延伸部32b的Z轴负方向上的前端部的座面部32c。

固定部33具有设置在安装部件32的Z轴方向的负方向上的端部的螺钉支承部33a、从螺钉支承部33a突出的安装螺钉33b及安装在安装螺钉33b的压接端子33c。螺钉支承部33a例如为长方体状的金属块等。螺钉支承部33a相对于安装部件32的延伸部32b，经由瓷器或玻璃等绝缘部件33g，并通过螺栓32f等而固定。螺钉支承部33a被设置成从延伸部32b沿Y轴正方向突出。安装螺钉33b从螺钉支承部33a的侧面沿X轴正方向突出。压接端子33c通过螺母33e等而固定在安装螺钉33b。压接端子33c与架空线18的一端连接。

电刷用引导部37具有从安装部件32的座面部32c向X轴正方向延长的延长部37a及向Z轴正方向弯曲的山形的引导部37b。延长部37a与安装部件32的座面部32c形成为一体，且比固定部33的安装螺钉33b更向X轴正方向突出。

引导部37b具有从X轴方向观察时向Z轴正方向立起的山形状的边缘37e。引导部37b中，在Y轴方向上位于大致中央的部分最宽，该宽部分与固定部33的压接端子33c的位置对应。引导部37b具有以使从装载锁定室26搬出并搬入到输送室10a的成膜对象物保持部件16A的供电电刷42载置于架空线18上的方式对其进行引导的功能(参考图9)。

接着，参考图6～图8，对成膜对象物保持部件16A的详细结构进行说明。图6为表示图4的成膜对象物保持部件16A的结构的示意俯视图。图7为沿图6的VII-VII线的剖视图。图8为沿图6的VIII-VIII线的剖视图。在图6～图8中，例示矩形板状的成膜对象物11。在图6中，成膜对象物11的背面11b(进行成膜处理的一侧的面)为纸张后侧的面，成膜对象物11的表面11a为纸张近前侧的面。

如图6所示，成膜对象物保持部件16A具有用于载置成膜对象物11并对其进行输送的托盘63及保持架66。托盘63及保持架66例如由不锈钢等导电性金属材料形成。

托盘63为载置保持有成膜对象物11的保持架66的框状容器。托盘63具有载置保持架66的底座部64及与保持架66的外径对应而立起的边缘部65。底座部64从边缘部65的内侧侧面65a突出，并支承保持架66的背面(图6的纸张后侧的面)侧。底座部64具有在中央部与成膜对象物11对应的外径的开口部64c。

保持架66为保持成膜对象物11的框状保持部。保持架66具有保持架主体部67、设置在保持架主体部67的背面67b(图6的纸张后侧的面)的多个爪部68、经由绝缘子70(参考图7及图8)而设置在保持架主体部67的背面67b侧的载置部69及对绝缘子70的防污用罩体75。

保持架主体部67为具有外形大致呈矩形的板状，且具有在中央部与成膜对象物11的外形对应的开口部67c。并且，保持架主体部67在与后述的供电端子部51对应的位置具有大致Y字形的开口部67d。

并且，在保持架主体部67设置有供电电刷42和供电端子部51来作为从架空线18供电的供电部。供电电刷42及供电端子部51由导电性材料形成。另外，参考图7～图10在后面对供电电刷42及供电端子部51的功能及结构的详细内容进行叙述。

本实施方式中，俯视观察时，供电电刷42及供电端子部51分别在呈点对称的位置各设有两个。由此，即使在将保持架66旋转180度的状态下输送成膜对象物11的情况下，也能够从架空线18向供电电刷42及供电端子部51供电。并且，只要使成膜对象物11位于能够与以呈点对称的方式错开配置的两个供电端子部51中的任一个供电端子部51接触的位置即可，因此能够提高保持架66上的成膜对象物11的大小及位置的自由度。

俯视观察时，爪部68比开口部67c更向内侧突出，并具有不与保持架主体部67重叠而露出的部分。爪部68在该露出的部分支承成膜对象物11的背面11b。另外，成膜对象物11的背面11b中，爪部68所支承的部分与爪部68重叠，因此在成膜处理之后也维持未成膜的状态。即，爪部68与成膜对象物11的背面11b之间呈绝缘状态，因此即使在对保持架主体部67施加了偏置电压的情况下，也不会从爪部68向成膜对象物11的背面11b供电。

如图7及图8所示，载置部69载置于托盘63的底座部64。载置部69通过螺栓69f等固定在保持架主体部67的背面67b侧。载置部69从保持架主体部67的背面67b侧分离并固定，且不与保持架主体部67的背面67b接触。

在载置部69与螺栓69f之间设置有绝缘子70，载置部69与保持架主体部67电绝缘。绝缘子70例如由瓷器或玻璃等绝缘材料形成。与保持架主体部67电绝缘的载置部69夹在保持架主体部67与托盘63之间，由此托盘63与保持架主体部67电绝缘。从而，即使在对保持架主体部67施加了偏置电压的情况下，托盘63也呈电绝缘状态。

罩体75在成膜时保护绝缘子70，以免导电性膜附着于绝缘子70。罩体75包含筒部件75a及圆板部件75b。筒部件75a不与保持架主体部67的背面67b接触，且在保持架主体部67的背面67b与载置部69之间包围绝缘子70的周围。圆板部件75b设置在绝缘子70的下端部(Z轴负方向上的端部)，并覆盖整个该下端部。如此，通过罩体75保护了绝缘子70，其结果，能够抑制绝缘子70的绝缘降低。

接着，对供电电刷42及供电端子部51的结构进行详细说明。

供电电刷42通过与施加了偏置电压的架空线18接触而进行从架空线18向保持架主体部67的供电。即，供电电刷42具有对保持架主体部67施加来自架空线18的偏置电压的功能。并且，如上所述，即使在对保持架主体部67施加了偏置电压的情况下，也不会从爪部68向成膜对象物11的背面11b供电。因此，供电端子部51通过与成膜对象物11的背面11b接触而进行从保持架主体部67向成膜对象物11的背面11b的供电。即，供电端子部51具有对成膜对象物11的背面11b施加来自保持架主体部67的偏置电压的功能。以下，对供电电刷42及供电端子部51的各结构进行更具体的说明。

首先，参考图6、图7及图9对供电电刷42进行说明。如图6及图7所示，供电电刷42具有板状电刷体43、支承电刷体43的电刷轴部44、支承电刷轴部44的轴支承部45及将轴支承部45固定于保持架主体部67的表面67a的电刷固定部46。

电刷体43大致呈矩形，其板厚方向沿Y轴方向。电刷体43的长边方向上的一端侧成为自由端，且在长边方向上的另一端侧形成有圆形基端部43d。基端部43d经由未图示的联轴部等以能够旋转的方式被沿Y轴方向延伸的电刷轴部44支承。即，电刷体43能够绕电刷轴部44旋转，且在电刷体43沿X轴方向延伸的状态下，电刷体43的自由端能够向沿Z轴方向的方向(图7中的箭头C)移动。电刷体43的边缘43e载置于沿Y轴方向延伸的架空线18上。由此，电刷体43与架空线18接触。其结果，通过电刷体43，从架空线18向保持架主体部67供电。

通过电刷用引导部37引导电刷体43以使其载置于架空线18上。图9为对被电刷用引导部37引导的电刷体43的动作进行说明的图。如图9所示，在输送成膜对象物保持部件16A时，电刷体43沿作为输送方向的Y轴方向在电刷用引导部37的引导部37b上移动。此时，电刷体43的边缘43e与引导部37b的边缘37e呈抵接的状态。由此，电刷体43沿Y轴方向移动以便跨过压接端子33d，并载置于与压接端子33d连接的架空线18上，且电刷体43与架空线18接触。

再次参考图6及图7，电刷轴部44沿Y轴方向延伸，且其一端及另一端固定在轴支承部45。轴支承部45位于电刷轴部44的一端及另一端。轴支承部45为大致呈L字形的板部件，并具有沿Z轴方向延伸的侧面部45a和沿X轴方向及Y轴方向延伸的底面部45b。侧面部45a与电刷轴部44固定，且底面部45b与圆板电刷固定部46固定。

圆板电刷固定部46配置在轴支承部45与保持架主体部67之间。圆板电刷固定部46为大致呈L字形的板部件，并具有沿Z轴方向延伸的侧面部46a和沿Z轴方向及Y轴方向延伸的底面部46b。侧面部46a能够接收电刷体43的边缘43e，以免电刷体43比保持架主体部67更向Z轴负方向旋转。底面部46b固定在轴支承部45的底面部45b和保持架主体部67的表面67a。

接着，参考图8及图10，对供电端子部51进行说明。图10为对供电端子部51的动作进行说明的图。图10(a)为放大表示图6的供电端子部51的图，图10(b)为沿图10(a)的b-b线的剖视图。

如图8及图10所示，供电端子部51具有能够与成膜对象物11的背面11b接触的引线端子52、支承引线端子52的引线轴部56、支承引线轴部56的轴支承部57及限制引线端子52的旋转的旋转限制部58。

引线端子52经由未图示的接头部等，以能够旋转的方式被沿Y轴方向延伸的引线轴部56支承。即，引线端子52能够绕引线轴部56旋转。

引线端子52由板状部件折弯而成，且具有与旋转限制部58抵接的抵接部53、从抵接部53折弯呈V字形的折弯部54及朝向与折弯部54被折弯的方向相反的一侧从折弯部54折弯的前端突起部55。

抵接部53的背面53b通过与旋转限制部58的表面58a抵接而被旋转限制部58支承。由此，限制以引线轴部56为旋转中心的引线端子52的旋转。在抵接部53的表面53a接合有锤部件53c。

折弯部54在抵接部53被旋转限制部58支承的状态、即抵接部53沿X轴方向延伸的状态下，从抵接部53向Z轴负方向折弯。折弯部54以相对于抵接部53呈钝角的方式延伸。前端突起部55在抵接部53被旋转限制部58支承的状态、即抵接部53沿X轴方向延伸的状态下，从折弯部54向Z轴正方向折弯。前端突起部55以相对于折弯部54大致呈直角的方式朝向成膜对象物11的背面11b延伸。前端突起部55通过引线端子52的旋转能够与成膜对象物11的背面11b接触。

引线轴部56沿Y轴方向延伸，且其一端及另一端固定在轴支承部57。轴支承部57位于引线轴部56的一端及另一端。轴支承部57为大致呈L字形的板部件，并具有沿Z轴方向延伸的侧面部57a和沿X轴方向及Y轴方向延伸的底面部57b。侧面部57a从保持架主体部67的开口部67d向保持架主体部67的背面67b侧下垂，且与引线轴部56固定。底面部57b固定在保持架主体部67的表面67a。

旋转限制部58为大致呈矩形的板状部件，并设置在保持架主体部67的背面67b。旋转限制部58通过螺栓58f等被支承为能够沿保持架主体部67的背面67b旋转。

具体而言，旋转限制部58能够从支承用实线表示的引线端子52的位置向图10(a)所示的箭头E方向旋转，并能够向用双点划线表示的位置移动。若旋转限制部58向图10(a)所示的箭头E方向旋转，则旋转限制部58的表面58a不与抵接部53的背面53b抵接。由此，由旋转限制部58进行的引线端子52的旋转限制被解除，而引线端子52通过锤部件53c等的重量向图10(b)所示的箭头D方向旋转。而且，引线端子52从用实线表示的位置向用双点划线表示的位置移动，且引线端子52的前端突起部55与成膜对象物11的背面11b接触。其结果，通过前端突起部55，从保持架主体部67向成膜对象物11的背面11b供电。

并且，在旋转限制部58设置有对上述旋转移动进行操作的操作部58d。操作部58d例如由螺栓等构成，且从旋转限制部58的背面58b侧向表面58a侧贯穿而突出于表面58a上。如上所述，在成膜对象物保持部件16A被搬入到装载锁定室26内的时刻进行供电端子部51的操作。即，在装载锁定室26内由供电端子部51的操作部58d进行操作，以使供电端子部51与成膜对象物11的背面11b接触。操作部58d通过例如在规定的工作条件成立时工作的驱动器(未图示)等而被操作。另外，操作部58d的操作并不限定于通过驱动器等进行的操作，还可以是包括手动等其他任意操作方法。

接着，参考图11对向成膜对象物11施加偏置电压的适宜的时刻进行说明。另外，向成膜对象物11施加偏置电压的时刻并不限定于以下进行说明的时刻，例如可以在负离子生成模式下的任意时刻施加偏置电压。

图11为表示存在于真空腔室10内的离子的通量的时间变化的曲线图。图11的横轴表示氧负离子生成模式下的处理时间[sec]，图11的纵轴表示真空腔室10内的离子的通量强度[a.u.]。曲线G1为表示氩正离子的通量的时间变化的曲线，曲线G2为表示氧正离子的通量的时间变化的曲线，曲线G3为表示氧负离子的通量的时间变化的曲线。并且，图11中，期间T1表示进行等离子体P的生成的期间，期间T2表示停止等离子体P的生成的期间。即，图11表示生成等离子体P的时刻与存在于真空腔室10内的离子之间的关系。

如图11所示，生成等离子体P的期间T1与停止等离子体P的生成的期间T2反复，且间断地生成等离子体P。在等离子体P的生成停止之后，在约0.001～0.0015秒左右的期间存在较多的氩正离子及氧正离子，且还存在与此对应的电子。而且，在等离子体P的生成停止之后，约0.002秒左右以后，氩正离子及氧正离子消失，并且电子消失，相反氧负离子的比率增加。

因此，在本实施方式所涉及的成膜装置1A中，在通过负离子生成部24进行的等离子体P的生成停止之后，对成膜对象物11施加偏置电压。例如，偏置电源27在氧负离子生成模式下，停止等离子体P的生成之后在经过几毫秒后的时刻，对成膜对象物11施加偏置电压。更具体而言，在进行等离子体P的生成期间，通过控制部50而使短路开关SW3呈断开状态，停止等离子体P的生成之后在经过几毫秒后，通过控制部50而使短路开关SW3呈接通状态。若短路开关SW3呈接通状态，则架空线18与偏置电源27彼此电连接，并对架空线18施加偏置电压。

并且，从架空线18通过电刷体43向保持架主体部67供电，并从保持架主体部67通过前端突起部55向成膜对象物11的背面11b供电。如此对成膜对象物11的背面11b施加正的偏置电压，其结果，在氧负离子生成模式下生成的氧负离子被吸引到成膜对象物11的背面11b侧。

尤其，在本实施方式中，停止等离子体P的生成之后在经过几毫秒后的氧负离子大幅增加的时刻对成膜对象物11施加偏置电压。由此，较多的氧负离子被吸引到成膜对象物11的背面11b侧，并照射于形成在成膜对象物11上的膜。

并且，直至开始通过负离子生成部24进行的下一次的等离子体P的生成之前持续进行对成膜对象物11施加偏置电压。具体而言，在开始负离子生成部24中的下一次的等离子体生成之前，通过控制部50而使短路开关SW3呈断开状态，且架空线18与偏置电源27彼此未电连接。如此，对成膜对象物11施加偏置电压的时刻在负离子生成模式下与等离子体P的生成期间交替反复。

接着，参考图12～图14，对如下作用效果进行说明，该效果是对成膜处理之后的成膜对象物11施加偏置电压并照射氧负离子而产生的。

首先，参考图12及图13，对氧负离子照射相对于形成在成膜对象物11上的膜的电特性的效果进行说明。图12为表示氧负离子的照射有无与载流子密度之间的关系的曲线图。图12的横轴表示氧气流量(Oxygen Flow Rate：OFR)[sccm]，图12的纵轴表示载流子密度[cm^-3]。图12的曲线G4为表示在氧负离子生成模式下对成膜对象物11照射了氧负离子时与氧气流量对应的载流子密度的曲线。图12的曲线G5为表示在氧负离子生成模式下未对成膜对象物11照射氧负离子时的与氧气流量对应的载流子密度的曲线。

并且，图13为表示氧负离子的照射有无与光学迁移率的关系的曲线图。图13的横轴表示氧气流量[sccm]，图13的纵轴表示光学迁移率(μopt)[cm²/Vs]。图13的曲线G6为表示在氧负离子生成模式下对成膜对象物11照射了氧负离子时的与氧气流量对应的光学迁移率的曲线。图13的曲线G7为表示在氧负离子生成模式下未对成膜对象物11照射氧负离子时的与氧气流量对应的光学迁移率的曲线。另外，光学迁移率是测定成膜对象物11的晶粒内的移动性而得的。

作为成膜处理模式下的成膜条件，将电流值设为150A，将氧气流量设为10sccm、15sccm、20sccm、或25sccm，由此在成膜对象物11形成了Ga为4.0wt％且厚度为50nm的ZnO膜。作为氧负离子生成模式下的氧负离子照射条件，将放电电流值设为12A，将氧气流量设为10sccm，对成膜对象物11施加了10分钟的频率为60Hz且矩形波的15V的偏置电压。

如图12所示，关于所有的氧气流量，与未对成膜对象物11照射氧负离子时相比，在对成膜对象物11照射了氧负离子时，载流子密度降低。具体而言，氧气流量为10sccm、15sccm、20sccm时观察到载流子密度降低约20％，且氧气流量为25sccm时观察到载流子密度降低约7％。载流子密度的降低表示载流子(电子)被晶界或杂质等捕获，或者氧空位减少。

并且，如图13所示，关于所有的氧气流量，与未对成膜对象物11照射氧负离子时相比，在对成膜对象物11照射了氧负离子时，光学迁移率增加。光学迁移率的增加表示晶体内的氧空位减少而粒内的移动性得以提高。其结果，与载流子密度的减少匹配。根据以上所述，能够确认到形成在成膜后的成膜对象物11上的膜通过氧负离子的照射而得以改质。

从而，通过对成膜处理之后的成膜对象物11照射氧负离子，进行减少成膜对象物11的膜中的氧空位的调整，从而能够对膜进行改质。因此，即使将形成有膜的成膜对象物11输出到大气中的情况下，也能够抑制大气中的氧附着于成膜对象物11上的膜的表面，进一步能够抑制膜质降低。

接着，参考图14，对氧负离子照射相对于将成膜对象物11上的膜用于氢气传感器时的氢气传感器特性的效果进行说明。图14为表示氧负离子的照射有无与氢气传感器特性之间的关系的曲线图。图14的横轴表示氢气传感器的响应时间[sec]，图14的纵轴表示流经氢气传感器的电流值[A]。图14(a)为表示在氧负离子生成模式下对成膜对象物11照射了氧负离子时的相对于氢气传感器的响应时间的电流值的曲线。图14(b)为表示在氧负离子生成模式下未对成膜对象物11照射氧负离子时的相对于氢气传感器的响应时间的电流值的曲线。

如图14(b)所示，当未对成膜对象物11照射氧负离子时，氢气传感器的电流值的接地电平不稳定，且氢气传感器的动作不稳定。相对于此，能够确认到如图14(a)所示，当对成膜对象物11照射了氧负离子时，氢气传感器的电流值的接地电平稳定，且氢气传感器的动作稳定性得以提高。

以上，根据本实施方式所涉及的成膜装置1A，通过偏置电源27对成膜处理之后的成膜对象物11施加正的偏置电压。由此，在负离子生成部24生成的氧负离子被吸引到成膜对象物11侧，并照射于形成在成膜对象物11上的膜的表面。其结果，能够抑制因大气中的氧附着于成膜对象物11上的膜的表面而导致的膜质降低。

并且，根据本实施方式所涉及的成膜装置1A，从设置在真空腔室10内的架空线18对设置在保持成膜对象物11的成膜对象物保持部件16A的供电电刷42及供电端子部51供电。由此，能够轻松地通过成膜对象物保持部件16A的供电电刷42及供电端子部51对成膜对象物11施加正的电压。

并且，根据本实施方式所涉及的成膜装置1A，通过张力赋予部25对架空线18赋予张力。由此，即使在因真空腔室10内产生的热等而架空线18伸缩的情况下也能够抑制挠曲。

并且，存在于真空腔室10内的氧负离子在通过负离子生成部24进行的等离子体P的生成停止之后增加。根据本实施方式所涉及的成膜装置1A，在这种等离子体P的生成停止之后的氧负离子得以增加的时刻对成膜对象物11施加正的偏置电压。由此，对成膜对象物11照射较多的氧负离子。其结果，能够进一步抑制因大气中的氧附着于成膜对象物11上的膜的表面而导致的膜质降低。

并且，根据本实施方式所涉及的成膜装置1A，成膜处理之后的成膜对象物11被从真空腔室10的输送室10a搬入装载锁定室26，并且该已搬入的成膜对象物11在通过负离子生成部24生成氧负离子之后被从装载锁定室26搬出到真空腔室10的输送室10a。由此，成膜对象物11不会暴露在大气中，而在生成氧负离子的适当的时刻搬入输送室10a。其结果，能够将氧负离子适宜地照射于成膜对象物11。

以上，对本实施方式的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，可以在不改变各权利要求书中所记载的宗旨的范围内进行变形或应用于其他实施方式中。

例如，上述实施方式中，将等离子源7设为压力梯度型等离子枪，但等离子源7只要能够在真空腔室10内生成等离子体即可，并不限定于压力梯度型等离子枪。

并且，上述实施方式中，在生成负离子时，间断地生成等离子体，但并不限定于此。例如，在生成负离子时，可以向第2中间电极62稳定地供给电流，并产生稳定放电。

并且，上述实施方式中，等离子源7与炉缸机构2这一组在真空腔室10内仅设置有一组，但也可以设置多组。并且，对于一种材料可以从多个等离子源7供给等离子体P。上述实施方式中，设置有环炉缸6，但也可以通过对等离子源7的方向和炉缸机构2中的材料的位置或方向进行设计而省略环炉缸6。

转向线圈5在氧负离子生成模式下，并不一定要被励磁。

图3所示的成膜方法中，负离子生成工序S2中所包含的原料气体供给工序S21、等离子体生成工序S22及密封磁场形成工序S23并不一定要按这顺序进行处理，也可以同时进行S21～S23的处理。并且，在成膜工序S1中可以在完全结束成膜处理之前结束成膜工序S1而进入负离子生成工序S2。

成膜装置1、1A可以在真空腔室10的外部具备例如配置在与等离子源7对置的位置(例如，成膜室10b的侧壁10i侧)的对置线圈。该情况下，在真空腔室10内可以形成有沿从等离子源7朝向对置线圈的方向延伸的磁场。若形成这种磁场，则真空腔室10内的等离子体P的电子被该磁场束缚，且抑制该电子流入成膜对象物11。由此，能够轻松地朝向成膜对象物11扩散在真空腔室10内生成的负离子，并能够有效地使负离子附着于形成在成膜对象物11上的膜的表面。

并且，成膜装置1、1A可以具备例如配置于成膜室10b的侧壁10i的内壁10k，并作为阳极而发挥功能的对置电极。对置电极在设置有上述对置线圈时收敛形成在真空腔室10内的磁场。而且，沿如此收敛的磁场使等离子体P的电子适宜地停留，从而能够进一步抑制该电子流入成膜对象物11。由此，能够轻松地朝向成膜对象物11进一步扩散在真空腔室10内生成的氧负离子，并能够更有效地使氧负离子附着于形成在成膜对象物上的膜的表面。

上述实施方式所涉及的成膜装置1、1A为利用离子镀法进行成膜的装置，但并不限定于此。例如，可以利用溅射法或化学蒸镀法等。

上述第2实施方式所涉及的成膜装置1A设为不具备磁场产生线圈30及其壳体31，但并不限定于此，也可以具备磁场产生线圈30及其壳体31。

并且，上述实施方式中，设为通过对成膜对象物11施加偏置电压来对成膜对象物11照射氧负离子，但并不限定于此。例如，能够在使成膜材料粒子Mb堆积(成膜)于成膜对象物11时利用对成膜对象物11施加偏置电压。该情况下，通过对成膜对象物11施加负的偏置电压而成膜对象物11带负的电荷，由此能够抑制存在于成膜室10b内的电子进入输送室10a侧，并且能够以存在于成膜室10b内的被离子化的成膜材料粒子Mb进入输送室10a侧的方式进行促进。

符号说明

1-成膜装置，7-等离子源(等离子枪)，10-真空腔室，10a-输送室，10b-成膜室，11-成膜对象物，14-成膜部，16A-成膜对象物保持部件，18-架空线，24-负离子生成部，25-张力赋予部，26-装载锁定室(真空装载锁定腔室)，27-偏置电源(电压施加部)，30-磁场产生线圈，40-原料气体供给部，42-供电电刷(供电部)，50-控制部，51-供电端子部(供电部)，Ma-成膜材料，Mb-成膜材料粒子，P-等离子体，SW1-短路开关(切换部)，M-密封磁场。

Claims (11)

1.一种成膜装置，将成膜材料成膜于成膜对象物，该成膜装置具备：

真空腔室，容纳所述成膜对象物并进行成膜处理；

成膜部，在所述真空腔室内使所述成膜材料的粒子附着于所述成膜对象物；及

负离子生成部，在所述真空腔室内生成负离子。

2.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，

所述负离子生成部具有：

等离子枪，在所述真空腔室内生成等离子体；

原料气体供给部，向所述真空腔室内供给所述负离子的原料气体；及控制部，将所述等离子枪控制成间断地生成所述等离子体。

3.根据权利要求2所述的成膜装置，其中，

所述负离子生成部还具有切换部，该切换部切换所述等离子体向所述真空腔室内的供给与切断，

所述控制部将所述等离子枪控制成通过对所述切换部进行切换来间断地生成所述等离子体。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的成膜装置，其中，

所述真空腔室具有输送所述成膜对象物的输送室和使所述成膜材料扩散的成膜室，

且该成膜装置还具备磁场产生线圈，该磁场产生线圈通过产生磁场来抑制所述成膜室内的电子流入到所述输送室，该磁场具有与从所述成膜室朝向所述输送室的方向交叉的方向的磁力线。

5.根据权利要求4所述的成膜装置，其中，

所述磁场产生线圈设置在所述真空腔室内且所述成膜室与所述输送室之间。

6.根据权利要求2或3所述的成膜装置，其中，

所述成膜部具有等离子枪，且通过离子镀法使所述成膜材料的粒子附着于所述成膜对象物，

所述成膜部的所述等离子枪被兼作为所述负离子生成部的所述等离子枪。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的成膜装置，其还具备：电压施加部，对通过所述成膜部进行的成膜处理之后的所述成膜对象物施加正的偏置电压。

8.根据权利要求7所述的成膜装置，其中，

所述负离子生成部在所述真空腔室内间断地生成等离子体，

所述电压施加部在停止通过所述负离子生成部生成等离子体之后对所述成膜对象物施加所述正的偏置电压。

9.根据权利要求7或8所述的成膜装置，其具备：真空装载锁定腔室，与所述真空腔室相邻配置，并搬入或搬出所述成膜对象物，

所述真空装载锁定腔室从所述真空腔室搬入成膜处理之后的所述成膜对象物，并且在通过所述负离子生成部生成负离子之后将所搬入的所述成膜对象物搬出到所述真空腔室。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的成膜装置，其具备：保持部件，保持所述成膜对象物，

在所述真空腔室内，延伸设置有架空线，

在所述保持部件设置有从所述架空线供电的供电部。

11.根据权利要求10所述的成膜装置，其具备：张力赋予部，对所述架空线赋予张力。