JP2000017429A

JP2000017429A - 真空成膜装置

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Publication number: JP2000017429A
Application number: JP10181244A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Daito; 東良一大; Yoji Iwamoto; 本要司岩
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2000-01-18
Anticipated expiration: 2018-06-26
Also published as: JP3958870B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマ放電を連続して安定させ、安定した
薄膜の形成を行なうことができる真空成膜装置を提供す
る。【解決手段】プラズマガン１１により真空チャンバ１
２内に向けてプラズマビーム２２を生成する。このプラ
ズマガン１１の出口部に向けて短管部１２Ａが突出し、
この短管部１２Ａを包囲するように収束コイル１８が設
けられている。プラズマビーム２２によりるつぼ１９内
の成膜材料２０が蒸発し、蒸発した成膜材料２０により
基板１３上に薄膜が形成される。プラズマガン１１の出
口部にこのプラズマビーム２２の周囲を取囲む電子帰還
電極２が設けられている。真空チャンバ１２内には真空
チャンバ１２から電気的に浮遊状態となる防着板４０が
設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成膜材料からなる
薄膜を被成膜体上に形成する真空成膜装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より真空成膜装置として、基板が配
置された真空チャンバと、プラズマビームを生成し、こ
のプラズマビームを真空チャンバ内に送るプラズマガン
と、プラズマガンから生成されたプラズマビームを収束
させる収束コイルとを備えたものが知られている。

【０００３】このような真空成膜装置において、プラズ
マガンから生成されたプラズマビームは真空チャンバ内
に送られ、真空チャンバ内に設置されたるつぼ内の成膜
材料に照射する。プラズマビームが照射した成膜材料は
蒸発した後、基板上に蒸着して薄膜を形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来の真空成
膜装置により薄膜を形成する場合、成膜材料がるつぼの
表面、または真空チャンバの内面等に付着し、特に、る
つぼの表面が電気的に絶縁された状態となり、真空チャ
ンバ内で通電不能となる。この結果、電極各部がチャー
ジアップする現象が時間経過とともに進行する。このた
め、プラズマビームに対する連続的な安定制御ができな
くなり、成膜の安定性が損なわれるという問題が生じ
る。なお、このような現象が生じた場合、プラズマビー
ムから生じた反射電子流は通電不能となった部分に入射
しようとするが反射され、イオンとの結合により電気的
に中和されるか、最終的に電気的帰還が可能な場所に到
達するまで電子の反射は繰り返されることとなる。

【０００５】また、真空チャンバ内には、プラズマビー
ムを制御するための磁場が存在しており、反射電子の動
きはこの磁場により制約を受ける。したがって、プラズ
マガンを使用して成膜材料からなる薄膜を連続的、かつ
安定して形成するためには、磁場分布状態が最適で、か
つ成膜材料が付着しにくい位置に適正に反射電子流を戻
す電子帰還電極を設ける必要がある。

【０００６】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、プラズマビームが成膜材料に照射されて生
成した真空チャンバ内の反射電子流を適正に電子帰還電
極に戻すことにより、真空チャンバ内でプラズマビーム
を安定して形成し、これによって被成膜体上に薄膜を安
定して形成することができる真空成膜装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、被成膜体が配
置されるとともに接地された真空チャンバと、真空チャ
ンバ内に向けてプラズマビームを生成する圧力勾配型プ
ラズマガンと、プラズマガンにより生成したプラズマビ
ームを磁場により軌道および／あるいは形状を制御させ
て成膜材料に照射させ、この成膜材料を被成膜体に蒸着
させて薄膜を形成する永久磁石および収束コイルを用い
る制御手段と、真空チャンバ内のうちプラズマガン側に
プラズマビーム外周を取囲んで設けられ、成膜材料に照
射されたプラズマビームから生じる反射電子流が帰還す
る電子帰還電極とを備え、真空チャンバ内面に、真空チ
ャンバから電気的に浮遊状態となっている防着板を設け
たことを特徴とする真空成膜装置、被成膜体が配置され
るとともに接地された真空チャンバと、真空チャンバ内
に向けてプラズマビームを生成する圧力勾配型プラズマ
ガンと、プラズマガンにより生成したプラズマビームを
磁場により軌道および／あるいは形状を制御させて成膜
材料に照射させ、この成膜材料を被成膜体に蒸着させて
薄膜を形成する永久磁石および収束コイルを用いる制御
手段と、真空チャンバ内のうちプラズマガン側にプラズ
マビーム外周を取囲んで設けられ、成膜材料に照射され
たプラズマビームから生じる反射電子流が帰還する電子
帰還電極とを備え、真空チャンバ内面に、絶縁コーティ
ング膜を設けたことを特徴とする真空成膜装置、被成膜
体が配置されるとともに接地された真空チャンバと、真
空チャンバ内に向けてプラズマビームを生成する圧力勾
配型プラズマガンと、プラズマガンにより生成したプラ
ズマビームを磁場により軌道および／あるいは形状を制
御させて成膜材料に照射させ、この成膜材料を被成膜体
に蒸着させて薄膜を形成する永久磁石および収束コイル
を用いる制御手段と、真空チャンバ内のうちプラズマガ
ン側にプラズマビーム外周を取囲んで設けられ、成膜材
料に照射されたプラズマビームから生じる反射電子流が
帰還する電子帰還電極とを備え、プラズマガンの電流値
および電圧値を各々測定するプラズマガン電流計および
プラズマガン電圧計と、真空チャンバからの接地電流を
測定する接地電流計と、真空チャンバの真空度を測定す
る真空計と、電子帰還電極からの電子帰還電極電流を測
定する電子帰還電極電流計と、プラズマガン電流計、プ
ラズマガン電圧計、接地電流計、真空計および電子帰還
電極電流計からの測定値を収集する測定値収集ユニット
を設けたことを特徴とする真空成膜装置、被成膜体が配
置されるとともに接地された真空チャンバと、真空チャ
ンバ内に向けてプラズマビームを生成する圧力勾配型プ
ラズマガンと、プラズマガンにより生成したプラズマビ
ームを磁場により軌道および／あるいは形状を制御させ
て成膜材料に照射させ、この成膜材料を被成膜体に蒸着
させて薄膜を形成する永久磁石および収束コイルを用い
る制御手段と、真空チャンバ内のうちプラズマガン側に
プラズマビーム外周を取囲んで設けられ、成膜材料に照
射されたプラズマビームから生じる反射電子流が帰還す
る電子帰還電極とを備え、プラズマガンは複数設けら
れ、各プラズマガンから真空チャンバ内に独自のプラズ
マビームを送ることを特徴とする真空成膜装置、被成膜
体が配置されるとともに接地された真空チャンバと、真
空チャンバ内に向けてプラズマビームを生成する圧力の
勾配型プラズマガンと、プラズマガンにより生成したプ
ラズマビームを磁場により軌道および／あるいは形状を
制御させて成膜材料に照射させ、この成膜材料を被成膜
体に蒸着させて薄膜を形成する永久磁石および収束コイ
ルを用いる制御手段と、真空チャンバ内のうちプラズマ
ガン側にプラズマビーム外周を取囲んで設けられ、成膜
材料に照射されたプラズマビームから生じる反射電子流
が帰還する電子帰還電極とを備え、電子帰還電極は一定
温度に保持され、表面に付着する成膜材料を加熱除去す
ることを特徴とする真空成膜装置、および被成膜体が配
置されるとともに接地された真空チャンバと、真空チャ
ンバ内に向けてプラズマビームを生成する圧力の勾配型
プラズマガンと、プラズマガンにより生成したプラズマ
ビームを磁場により軌道および／あるいは形状を制御さ
せて成膜材料に照射させ、この成膜材料を被成膜体に蒸
着させて薄膜を形成する永久磁石および収束コイルを用
いる制御手段と、真空チャンバ内のうちプラズマガン側
にプラズマビーム外周を取囲んで設けられ、成膜材料に
照射されたプラズマビームから生じる反射電子流が帰還
する電子帰還電極とを備え、電子帰還電極は、プラズマ
ガンから発生するプラズマビームを電子帰還電極に接触
させずに通過させるためのコイル又は永久磁石を有する
ことを特徴とする真空成膜装置である。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。図１および図２は本発明の一実施の形態を示
す図である。

【０００９】まず図２により、本発明による真空成膜装
置１０が組込まれたシステム全体の概略について説明す
る。まずテーブル５１上に設けられた基板（被成膜体）
１３がロードロック室５２内に搬送され、このロードロ
ック室５２内で加熱装置５２ａにより加熱されるように
なっている。この場合、ロードロック室５２は、真空ポ
ンプ５３により吸引される。

【００１０】ロードロック室５２内の基板１３は、次に
真空成膜装置１０の上方部分５４に搬送され、この真空
成膜装置１０の上方部分５４内において、搬送される基
板１３の下面に薄膜が形成されるようになっている。な
お、基板１３の搬送速度は搬送速度計５４ａによって測
定される。また真空成膜装置１０は真空チャンバ１２
と、プラズマガン１１とを備えている。さらに真空チャ
ンバ１２には真空ポンプ５４によって吸引され、さらに
真空チャンバ１２には質量分析計５５が接続されてい
る。

【００１１】次に図１により真空成膜装置１０について
詳述する。真空成膜装置１０は、上述のように真空ポン
プ５４により吸引されるとともに接地された真空チャン
バ１２と、真空チャンバ１２に短管部１２Ａを介して取
付けられるとともに、プラズマビーム２２を生成し、こ
のプラズマビーム２２を真空チャンバ１２内に供給する
プラズマガン１１とを備えている。また真空チャンバ１
０の上方部分５４には、ロードロック室５２から搬送さ
れた基板１３が配設されている。この場合、基板１３
は、例えばソーダライムガラス（ＡＳ１４００×１００
０×２．８ｔ旭硝子（株））のようなガラス材からな
り、ＰＤＰパネルを作製するために用いられる。

【００１２】図１に示すようにプラズマガン１１は、放
電電源１４のマイナス側に接続された環状の陰極１５
と、放電電源１４のプラス側に抵抗を介して接続された
環状の第１中間電極１６および第２中間電極１７とを有
し、陰極１５側から放電ガス（Ａｒ）が供給され、この
放電ガスをプラズマ状態にして第２中間電極１７から真
空チャンバ１２内に向けて流出させるようになってい
る。

【００１３】また、真空チャンバ１２と第２中間電極１
７との間の短管部１２Ａの外側には、この短管部１２Ａ
を包囲するように収束コイル１８が設けられている。こ
の収束コイル１８はプラズマビーム２２を磁場により起
動および／あるいは形状を制御するものであり、このよ
うな制御としてはプラズマビーム２２の収束、平らな形
状にすること、およびるつぼ内に引込む等の制御が考え
られる。また真空チャンバ１２内の下部には、放電電源
１４のプラス側に接続された導電性材料からなるるつぼ
１９が配置されており、このるつぼ１９上に薄膜の材料
となる成膜材料（ＭｇＯ）２０が収納されている。さら
に、るつぼ１９の内部にはるつぼ用磁石２１が設けられ
ている。また、るつぼ１９は真空チャンバ１２およびア
ース６０に対して電気的に浮遊状態となっている。

【００１４】また図に示すように、短管部１２Ａ内にプ
ラズマガン１１の出口部から絶縁管１が突設され、この
絶縁管１はプラズマビーム２２の周囲を取囲み、プラズ
マガン１１から電気的に浮遊状態となっている。また真
空チャンバ１２に連結された短管部１２Ａ内に、絶縁管
１の外周側を取巻くとともに、放電電源１４のプラス側
に接続され、プラズマガン１１の出口部よりも高い電位
状態となる電子帰還電極２が設けられている。なお、前
記絶縁管１としては、たとえば、セラミック製短管が採
用される。

【００１５】さらにまた、真空チャンバ１２の内面に
は、真空チャンバ１２から電気的に浮遊状態となる防着
板４０が設けられている。この防着板４０はＳＵＳ板か
らなり、後述するプラズマビーム２が成膜材料（Ｍｇ
Ｏ）２０に照射した場合に生じる反射電子流３が真空チ
ャンバ１２へ帰還して接地されることを防止するもので
ある。なお、防着板４０を設ける代わりに、真空チャン
バ１２内面に反射電子流が真空チャンバ１２へ帰還する
ことを防止するための絶縁コーティング膜（図示せず）
を設けてもよい。

【００１６】また真空チャンバ１２内には、基板１３近
傍に基板１３上に形成される薄膜の形成速度を測定する
成膜速度計４１が設けられ、また成膜速度計４１の下方
には真空チャンバ１２内の真空度および成膜真空度を各
々測定する真空計４２が設けられている。さらに、真空
チャンバ１２内のるつぼ１９近傍には、酸素供給管４３
が設けられている。

【００１７】さらに放電電源１４には、プラズマガン１
１の電流値および電圧値を各々測定するプラズマガン電
流計４５およびプラズマガン電圧計４６が接続され、ま
た電子帰還電極２には電子帰還電極電流を測定する電子
帰還電極電流計４７が接続されている。さらにまた真空
チャンバ１２とアース６０との間には、真空チャンバ１
２からの接地電流を測定する接地電流計４８が設けられ
ている。

【００１８】なお、上述したプラズマガン電流計４５、
プラズマガン電圧計４６、電子帰還電極電流計４７、接
地電流計４８、成膜速度計４１、真空計４２および搬送
速度計５４ａからの測定値は、測定値収集ユニット４４
内に収集され、この測定値収集ユニット４４において、
上述した測定値を一括して収納し、成膜工程を適切に管
理することができるようになっている。

【００１９】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。

【００２０】まず予め、るつぼ１９内にＭｇＯのペレッ
トからなる成膜材料２０が収納される。次に放電電源１
４によってプラズマガン１１が作動して、プラズマガン
１１の第２中間電極１７から成膜材料２０に向けてプラ
ズマビーム２２が形成され、プラズマビーム２２が成膜
材料２０に照射される。この場合、るつぼ１９内の成膜
材料２０が蒸発し、蒸発した成膜材料２０はイオン化し
て基板１３の下面に蒸着し、基板１３の下面にＭｇＯの
薄膜が形成される。この間、プラズマビーム２２に対し
て、収束コイル１８はプラズマビーム２２の横断面を収
縮させる作用を行ない、またるつぼ用磁石２１はプラズ
マビーム２２の焦点合わせおよびプラズマビーム２２を
曲げさせる作用を行なう。また、プラズマビーム２２が
るつぼ１９内の成膜材料２０に照射され、成膜材料２０
が蒸発する際、同時に酸素供給管４３から蒸発する成膜
材料（ＭｇＯ）２０に対して酸素を供給し、蒸発するＭ
ｇＯの酸素濃度を高める。

【００２１】一般に基板１３となるＰＤＰパネル用のガ
ラス板には、予めＡｇ層からなる導電層が形成され、こ
のＡｇ層を囲んでＩＴＯ層および誘電層（ＰＢＯ₂層）
が形成されている。この場合、ＰＤＰパネル用のガラス
板に酸素リッチのＭｇＯ膜を形成することにより、ガラ
ス板に予め形成されたＡｇ層がＭｇＯ膜側へ拡散するこ
とを防止することができ、Ａｇ層の拡散により生じる黄
変を防止することができる。このようにして基板１３上
にＭｇＯ膜を形成することにより、ＰＤＰパネルを作製
することができる。

【００２２】ところでプラズマビーム２２がるつぼ１９
内の成膜材料２０に照射されると、るつぼ１９は真空チ
ャンバ１２およびアース６０に対して電気的に浮遊状態
となっているために、プラズマビーム２２が成膜材料２
０から反射して反射電子流３が生じる。この場合、真空
チャンバ１２内面には真空チャンバ１２から電気的に浮
遊する防着板４０が設けられているので、防着板４０に
より反射電子流３の真空チャンバ１２側への帰還が妨げ
られる。このため大部分の反射電子流３をプラズマビー
ム２２の外側を通して電子帰還電極２側へ確実に帰還さ
せることができる。

【００２３】次に反射電子流３の流れについてさらに詳
述する。図１１に示すように、電子帰還電極２はるつぼ
１９から離れた位置に設けられているため、るつぼ１９
上から蒸発した成膜材料２０が電子帰還電極２に付着し
にくくなっている。また、プラズマガン１１から出たプ
ラズマビーム２２と電子帰還電極２との間に両者を遮る
絶縁管１が設けられているので、このプラズマビーム２
２が電子帰還電極２に入射して、陰極１５と電子帰還電
極２との間で異常放電が発生するのを防止するようにな
っている。このため、反射電子流３はプラズマビーム２
２の外側の、プラズマビーム２２とは分離した経路に沿
って電子帰還電極２まで延びて形成され、プラズマビー
ム２２が連続的かつ安定して持続される。この持続時間
は絶縁管１および電子帰還電極２を設けない場合に比し
て倍以上となり、飛躍的に向上することが確認されてい
る。また、絶縁管１を設けて、異常放電の発生を防止し
て、プラズマビーム２２の電子帰還電極２への流れ込み
による電力ロスを減少させるようにした結果、プラズマ
ガン１１から照射するプラズマビーム２２が同一の場
合、約２０％だけ成膜速度（材料蒸発量）が向上した。
さらに、電子帰還電極２を収束コイル１８に近い位置に
設けることにより装置全体が、小型化される。なお、る
つぼ１９は真空チヤンバ１２およびアース６０に対して
電気的に浮遊状態となっているが、蒸発材料が絶縁性の
もの、たとえばＭｇＯなどを用いた場合は、成膜過程に
おいてるつぼ自体が絶縁性となるため、真空チャンバ１
２およびアース６０に対して電気的に浮遊状態にしてお
かなくても結果として電気的に浮遊状態となり得る。

【００２４】次に図３および図４により、本発明の他の
実施の形態について説明する。図３および図４におい
て、図１および図２に示す装置と同一の部分について
は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００２５】図３および図４に示すように、真空チャン
バ１２には一対のプラズマガン１１が連結され、各プラ
ズマガン１１から発生するプラズマビーム２２の横断面
を収縮させるため、各プラズマビーム２２に対して同極
性同志（Ｎ極同志、或いはＳ極同志）のシート状磁石
４，４が電子帰還電極２の前方に設けられている。

【００２６】このようにシート状磁石４，４を設けるこ
とにより、成膜材料２０に入射するプラズマビーム２２
をシート状にし、成膜材料２０に対する広巾の蒸発源を
形成することができる。このため広巾基板１３に対して
適切に薄膜を形成することができる。

【００２７】図５〜図１１は、本発明の更に他の実施形
態を示すプラズマガン１１および真空チャンバ１２の短
管部１２Ａの図である。図５〜図１１において、図１お
よび図２に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符
号を付して詳細な説明を省略する。

【００２８】図５および図６に示す実施の形態は、電子
帰還電極２にその表面に付着する成膜材料２０を払拭し
て、除去する旋回式ワイパ５を設け、電子帰還電極２の
表面を反射電子帰還のために良好な状態を長期間保てる
ようにしたものである。

【００２９】図７に示す実施の形態は、電子帰還電極２
のプラズマガン１１とは反対の側の面６を凹凸形状に形
成して、反射電子帰還のための表面積を増大させたもの
である。

【００３０】図８に示す実施の形態は、真空チャンバ１
２の短管部１２Ａの真空チャンバ１２内側開口部に、バ
ッフルプレート７を設けたものである。このバッフルプ
レート７は例えば格子状に、多数の貫通部７ａを全面に
わたって万遍なく散在させ、かつ、中央部にプラズマビ
ーム２２の通過口７ｂを設けたものであり、電子帰還電
極２の表面に達するガス状態の成膜材料２０の量を減少
させるようにしたものである。なお、このバッフルプレ
ート７は、前述したワイパ５とともに、或いは凹凸の面
６を有する真空成膜装置にも適用できる。

【００３１】これら図５〜図８に示す構成により、より
一層、プラズマビームを連続安定して形成することがで
きるようになる。

【００３２】なお、本発明は、電子帰還電極２あるいは
絶縁管１の配設位置と断面形状について、前述した各実
施形態に示すものに限定するものではない。これら電子
帰還電極２あるいは絶縁管１の配置位置については、プ
ラズマビーム２２を取り巻くとともに、短管部１２Ａ内
であればよく、例えば、図９に示すように、電子帰還電
極２および絶縁管１を短管部１２Ａ内の真空チャンバ１
２内側に片寄らせて配置してもよい。また断面形状につ
いても、この図９に示す例では、電子帰還電極２の断面
形状を矩形とし、絶縁管１をプラズマガン１１側にフラ
ンジを有する筒体形状とするのが好ましい。

【００３３】このような構成により、さらに一層反射電
子を効率よく捕捉できるようになる。

【００３４】図１０は、電子帰還電極２内に電子帰還電
極水冷用ジャケット２３を形成し、この電子帰還電極水
冷用ジャケット２３の入口部に冷却水流入管２４を接続
するとともに、その出口部に冷却水流出管２５を接続し
て、電子帰還電極２を水冷構造としたものである。

【００３５】また、図１１は、図８に示すバッフルプレ
ート７内に水冷用ジャケット２６を形成し、この水冷用
ジャケット２６の入口部に冷却水流入管２７を接続する
とともに、その出口部に冷却水流出管２８を接続して、
バッフルプレート７を水冷構造としたものである。

【００３６】図１０および図１１において、電子帰還電
極２およびバッフルプレート７のそれぞれの温度上昇を
抑制することができ、投入可能放電電力を増大させ、成
膜速度を向上させ得るようになっている。

【００３７】なお、前述した各実施形態において、絶縁
管１はプラズマガン１１に対して電気的に浮遊状態に保
たれていれば、その材料は、導電性物質か否かは問わな
い。次に図１２により更に他の実施の形態について説明
する。図１２に示す実施の形態は、電子帰還電極２の構
成が異なるのみであり、他は図１および図２に示す実施
の形態と同一である。

【００３８】図１２に示すように、電子帰還電極２は内
部にコイル（又は永久磁石）２ａを有し、プラズマガン
１１から発生するプラズマビーム２２を電子帰還電極に
接触させることなく通過させるようになっている。また
電子帰還電極２は、内部にヒータ２ｂを有し、電子帰還
電極２の表面に付着する成膜材料２０を加熱除去するよ
うになっている。なお、電子帰還電極２が反射電子流３
の帰還によって加熱され、一定温度が保持される場合は
ヒータ２ｂを設ける必要はない。さらにまた図１２に示
すように、電子帰還電極２のコイル（または永久磁石）
２ａの外側には、コイル（又は永久磁石）２ａを保護す
るため、コイル又は永久磁石水冷用ジヤケット２ｃおよ
び真空断熱層２ｄが設けられている。成膜材料２０の加
熱除去中は、図１０に示す電子帰還電極水冷用ジャケッ
ト２３用の水は抜いておく。

【００３９】次に図１２において、電子帰還電極２の表
面に付着す成膜材料２０を加熱除去する作用について説
明する。電子帰還電極２が加熱されると、表面に付着す
る成膜材料２０が蒸発して除去される。但し、電子帰還
電極２は一般に無酸素銅からなっているが、成膜材料２
０がＭｇＯの場合、融点が１３００℃以上となるため、
無酸素銅を用いることはできず、この場合は電子帰還電
極２として高融点金属のＭｏ又はＷを用いることができ
る。

【００４０】また、電子帰還電極２を付着した成膜材料
２０が蒸発するまで加熱する場合、電子帰還電極２内の
コイル（又は永久磁石）２ａが損傷または性能が低下す
ることも考えられるが、上述のようにコイル（又は永久
磁石）２ａの外側にコイル又は永久磁石水冷用ジャケッ
ト２ｃおよび真空断熱層２ｄを設けることにより、コイ
ル（又は永久磁石）２ａの損傷及び性能低下を防止する
ことができる。

【００４１】次に図１３により更に他の実施の形態につ
いて説明する。図１３に示す実施の形態は成膜材料２０
が収納されたるつぼ１９を設ける代わりに、放電電源１
４のプラス側に接続されたアノード３１と、このアノー
ド３１の背後に配置されたアノード用磁石３２を設け、
さらに原料ガス供給管３３を設けたものであり、他は図
１および図２に示す実施の形態と略同一である。

【００４２】図１３において、図１および図２に示す実
施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は
省略する。

【００４３】図１３において、原料ガス供給管３３から
真空チャンバ１２内に原料ガスと反射ガスが供給され、
これらをプラズマビーム２２により分離結合させること
により、基板１３に成膜材料を蒸着させて基板１３上に
薄膜を形成することができる。

【００４４】なお、上記実施の形態において、被成膜体
として基板１３を用いた例を示したが、これに限らず被
成膜体として巻体から繰り出されるフィルム（図示せ
ず）を用いてもよい。

【００４５】

【実施例】第１の実施例次に本発明の実施例について説明する。第１の実施例は
図３および図４に示す実施の形態に対応するものであ
り、真空チャンバ１２に一対のプラズマガン（Ｒガン、
Ｌガン）１１が設けられている。

【００４６】本実施例において運転条件を次のようにし
た。

【００４７】

【表１】プラズマガンのパワーアップ時間５５０ｓｅｃ基板搬送速度１２５ｍｍ／ｍｉｎるつぼの移動速度１ｍｍ／２１ｓｅｃ基板加熱温度３００℃ 酸素供給量Ｌガン、Ｒガン共に１２ｓｃｃｍ。

【００４８】この結果、基板１３に蒸着速度２３オング
ストローム／ｓｅｃで成膜が行なわれ、膜厚は５０００
オングストロームとなった。

【００４９】第２の実施例次に第２の実施例について述べる。第２の実施例も図３
および図４に示す実施の形態に対応するものである。

【００５０】第２の実施例は真空チャンバ１２に一対の
プラズマガン（Ｒガン、Ｌガン）１１を設け、るつぼ１
９を真空チャンバ１２およびアース６０に対して電気的
に浮遊状態としたものである。また成膜プロセスにおけ
る放電電圧、放電電流、電子帰還電流、接地電流、基板
搬送速度および成膜真空度の時間変化を各々図１４およ
び図１５に示す。

【００５１】ここで図１４はＰＤＰ用基板１３（２５イ
ンチ）にＭｇＯ膜を形成した時の実験結果を示し、図１
５はガラス基板１３（６０インチ）にＭｇＯ膜を形成し
た時の実験結果を示す。

【００５２】図１４および図１５に示すように、るつぼ
１９は真空チャンバ１２およびアース６０に対して電気
的に浮遊状態となっているので、接地電流はほとんどな
く、安定した電子帰還電流を得ることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プラズマ
ビームを成膜材料に照射することにより生成した真空チ
ャンバ内の反射電子流を確実に電子帰還電極に戻すこと
ができる。このため、真空チャンバ内においてプラズマ
ビームを安定して形成することができ、これによって被
成膜体上に薄膜を安定して形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による真空成膜装置の一実施の形態を示
す図。

【図２】真空成膜装置が組込まれたシステム全体を示す
図。

【図３】本発明による真空成膜装置の他の実施の形態を
示す図である。

【図４】図３に示す真空成膜装置におけるシート状磁石
の前後のプラズマビームの状態を示す図である。

【図５】本発明の他の実施の形態に係る真空成膜装置の
プラズマガン、および真空チャンバの短管部を示す図で
ある。

【図６】図５に示す電子帰還電極を前方側から見た図で
ある。

【図７】本発明の他の実施の形態に係る別の真空成膜装
置のプラズマガン、および真空チャンバの短管部を示す
図である。

【図８】本発明の他の実施の形態に係る真空成膜装置の
プラズマガン、および真空チャンバの短管部を示す図で
ある。

【図９】本発明の他の実施の形態に係る真空成膜装置の
プラズマガン、および真空チャンバの短管部を示す図で
ある。

【図１０】本発明の他の実施の形態に係る真空成膜装置
の電子帰還電極を示す図である。

【図１１】本発明の他の実施の形態に係る真空成膜装置
のバッフルプレートを示す図である。

【図１２】本発明の他の実施の形態に係る真空成膜装置
を示す図である。

【図１３】本発明の他の実施の形態に係る真空成膜装置
を示す図である。

【図１４】本発明の具体的実施例を示す図。

【図１５】本発明の具体的実施例を示す図。

【符号の説明】

１絶縁管２電子帰還電極２ａコイル又は永久磁石２ｂヒータ２ｃコイル又は永久磁石水冷用ジャケット２ｄ真空断熱層３反射電子流４シート状磁石１１プラズマガン１２真空チャンバ１２Ａ短管部１３基板１４放電電源１５陰極１６第１中間電極１７第２中間電極１８収束コイル１９るつぼ２０成膜材料２１るつぼ用磁石２２プラズマビーム２３電子帰還電極水冷用ジャケット４０防着板４１成膜速度計４２真空計４３酸素供給管４４測定値収集ユニット４５プラズマガン電流計４６プラズマガン電圧計４７電子帰還電極電流計４８接地電流計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被成膜体が配置されるとともに接地された
真空チャンバと、真空チャンバ内に向けてプラズマビームを生成する圧力
勾配型プラズマガンと、プラズマガンにより生成したプラズマビームを磁場によ
り軌道および／あるいは形状を制御させて成膜材料に照
射させ、この成膜材料を被成膜体に蒸着させて薄膜を形
成する永久磁石および収束コイルを用いる制御手段と、真空チャンバ内のうちプラズマガン側にプラズマビーム
外周を取囲んで設けられ、成膜材料に照射されたプラズ
マビームから生じる反射電子流が帰還する電子帰還電極
とを備え、真空チャンバ内面に、真空チャンバから電気的に浮遊状
態となっている防着板を設けたことを特徴とする真空成
膜装置。
【請求項２】真空チャンバ内に成膜材料を収納するるつ
ぼを設け、このるつぼを真空チャンバおよびアースに対
して電気的に浮遊状態としたことを特徴とする請求項１
記載の真空成膜装置。
【請求項３】被成膜体が配置されるとともに接地された
真空チャンバと、真空チャンバ内に向けてプラズマビームを生成する圧力
勾配型プラズマガンと、プラズマガンにより生成したプラズマビームを磁場によ
り軌道および／あるいは形状を制御させて成膜材料に照
射させ、この成膜材料を被成膜体に蒸着させて薄膜を形
成する永久磁石および収束コイルを用いる制御手段と、真空チャンバ内のうちプラズマガン側にプラズマビーム
外周を取囲んで設けられ、成膜材料に照射されたプラズ
マビームから生じる反射電子流が帰還する電子帰還電極
とを備え、真空チャンバ内面に、絶縁コーティング膜を設けたこと
を特徴とする真空成膜装置。
【請求項４】真空チャンバ内に成膜材料を収納するるつ
ぼを設け、このるつぼを真空チャンバおよびアースに対
して電気的に浮遊状態としたことを特徴とする請求項３
記載の真空成膜装置。
【請求項５】被成膜体が配置されるとともに接地された
真空チャンバと、真空チャンバ内に向けてプラズマビームを生成する圧力
勾配型プラズマガンと、プラズマガンにより生成したプラズマビームを磁場によ
り軌道および／あるいは形状を制御させて成膜材料に照
射させ、この成膜材料を被成膜体に蒸着させて薄膜を形
成する永久磁石および収束コイルを用いる制御手段と、真空チャンバ内のうちプラズマガン側にプラズマビーム
外周を取囲んで設けられ、成膜材料に照射されたプラズ
マビームから生じる反射電子流が帰還する電子帰還電極
とを備え、プラズマガンの電流値および電圧値を各々測定するプラ
ズマガン電流計およびプラズマガン電圧計と、真空チャンバからの接地電流を測定する接地電流計と、真空チャンバの真空度を測定する真空計と、電子帰還電極からの電子帰還電極電流を測定する電子帰
還電極電流計と、プラズマガン電流計、プラズマガン電圧計、接地電流
計、真空計および電子帰還電極電流計からの測定値を収
集する測定値収集ユニットを設けたことを特徴とする真
空成膜装置。
【請求項６】真空チャンバ内に成膜材料を収納するるつ
ぼを設け、このるつぼを真空チャンバおよびアースに対
して電気的に浮遊状態としたことを特徴とする請求項５
記載の真空成膜装置。
【請求項７】被成膜体が配置されるとともに接地された
真空チャンバと、真空チャンバ内に向けてプラズマビームを生成する圧力
勾配型プラズマガンと、プラズマガンにより生成したプラズマビームを磁場によ
り軌道および／あるいは形状を制御させて成膜材料に照
射させ、この成膜材料を被成膜体に蒸着させて薄膜を形
成する永久磁石および収束コイルを用いる制御手段と、真空チャンバ内のうちプラズマガン側にプラズマビーム
外周を取囲んで設けられ、成膜材料に照射されたプラズ
マビームから生じる反射電子流が帰還する電子帰還電極
とを備え、プラズマガンは複数設けられ、各プラズマガンから真空
チャンバ内に独自のプラズマビームを送ることを特徴と
する真空成膜装置。
【請求項８】真空チャンバ内に成膜材料を収納するるつ
ぼを設け、このるつぼを真空チャンバおよびアースに対
して電気的に浮遊状態としたことを特徴とする請求項７
記載の真空成膜装置。
【請求項９】被成膜体が配置されるとともに接地された
真空チャンバと、真空チャンバ内に向けてプラズマビームを生成する圧力
勾配型プラズマガンと、プラズマガンにより生成したプラズマビームを磁場によ
り軌道および／あるいは形状を制御させて成膜材料に照
射させ、この成膜材料を被成膜体に蒸着させて薄膜を形
成する永久磁石および収束コイルを用いる制御手段と、真空チャンバ内のうちプラズマガン側にプラズマビーム
外周を取囲んで設けられ、成膜材料に照射されたプラズ
マビームから生じる反射電子流が帰還する電子帰還電極
とを備え、電子帰還電極は一定温度に保持され、表面に付着する成
膜材料を加熱除去することを特徴とする真空成膜装置。
【請求項１０】真空チャンバ内に成膜材料を収納するる
つぼを設け、このるつぼを真空チャンバおよびアースに
対して電気的に浮遊状態としたことを特徴とする請求項
９記載の真空成膜装置。
【請求項１１】被成膜体が配置されるとともに接地され
た真空チャンバと、真空チャンバ内に向けてプラズマビームを生成する圧力
勾配型プラズマガンと、プラズマガンにより生成したプラズマビームを磁場によ
り軌道および／あるいは形状を制御させて成膜材料に照
射させ、この成膜材料を被成膜体に蒸着させて薄膜を形
成する永久磁石および収束コイルを用いる制御手段と、真空チャンバ内のうちプラズマガン側にプラズマビーム
外周を取囲んで設けられ、成膜材料に照射されたプラズ
マビームから生じる反射電子流が帰還する電子帰還電極
とを備え、電子帰還電極は、プラズマガンから発生するプラズマビ
ームを電子帰還電極に接触させずに通過させるためのコ
イル又は永久磁石を有することを特徴とする真空成膜装
置。
【請求項１２】真空チャンバ内に成膜材料を収納するる
つぼを設け、このるつぼを真空チャンバおよびアースに
対して電気的に浮遊状態としたことを特徴とする請求項
１１記載の真空成膜装置。