JP2000096218A

JP2000096218A - 真空成膜装置

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Publication number: JP2000096218A
Application number: JP10272077A
Authority: JP
Inventors: Yoji Iwamoto; 本要司岩; Ryoichi Daito; 東良一大
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2000-04-04
Anticipated expiration: 2018-09-25
Also published as: JP3958878B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板状に形成される薄膜の性状を予測監視す
る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。真空チャンバ１２内の
励起された物体から発光される発光光が発光モニタ７０
により監視され、発光モニタ７０からの信号により制御
装置７６によりプラズマガン１１の放電電源１４が制御
される。

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、例えば薄膜の厚み
等、薄膜の性状は真空チャンバ内の励起された物体の状
態に大きく影響を受けるが、真空チャンバ内の物体の状
態を監視する方法はまだ確立していないのが実情であ
る。

【０００５】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、真空チャンバ内の励起された物体の状態を
監視して薄膜の性状を適切に制御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。

【０００６】

【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の
プラズマ生成装置と、プラズマ生成装置により生成した
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及び収束コイ
ルを用いる制御手段とを備え、真空チャンバ内の励起さ
れた物体から生じる発光光を分析する発光モニタを設け
たことを特徴とする真空成膜装置である。

【０００７】本発明によれば、被成膜体に形成される薄
膜の性状に大きく影響を与える真空チャンバ内の物体の
状態を発光モニタにより適切に監視することができる。

【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。こ
のような成膜材料２０としては、酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、および酸化ケ
イ素（ＳｉＯ）が用いられる。又、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１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】また図１に示すように、真空チャンバ１２
に集光装置７１が取り付けられており、この集光装置７
１に光ファイバ７２を介して発光モニタ７０が接続され
ている。発光モニタ７０は真空チャンバ１２内において
励起された物体、例えば、原子、分子、イオン、ラジカ
ル等から発光される発光光を分析するものであり、その
内部にグレーティング７４、反射鏡７５およびＣＣＤカ
メラ７３を有している。また発光モニタ７０のＣＣＤカ
メラ７３からの信号は制御装置７６に送られ、この制御
装置７６によって放電電源１４を調節してプラズマガン
１１のプラズマ生成強度を調整するようになっている。

【００２０】例えばるつぼ１９内に成膜材料２０として
ＭｇＯを収納し、基板１３上にＭｇＯの薄膜を形成する
場合、Ａｒ、Ｏ₂およびＭｇからの発光光の強度を発光
モニタ７０が監視して、発光モニタ７０からの信号によ
り制御装置７６によって放電電源１４を調節してプラズ
マガン１１のプラズマ生成強度を調整することにより、
基板１３上に所定性状のＭｇＯの薄膜を形成することが
できる。

【００２１】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。

【００２２】まず予め、るつぼ１９内に例えば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１４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Ｍ
ｇＯ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ＭｇＯの酸素濃度を高める。

【００２３】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。

【００２４】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
となっているので、プラズマビーム２２が成膜材料２０
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。

【００２５】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。

【００２６】この間、真空チャンバ１２内において励起
された物体の発光光が集光装置７１から光ファイバ７２
を経て発光モニタ７０へ送られ、この発光モニタ７０の
ＣＣＤカメラ７３により撮像されて監視される。真空チ
ャンバ１２内において励起される物体としては、例えば
放電ガスであるＡｒ、酸素供給管４３から供給されるＯ
₂、成膜材料２０から蒸発するＭｇ等が考えられる。

【００２７】発光モニタ７０は真空チャンバ１２内のＡ
ｒ、Ｏ₂、Ｍｇ等から発光される発光光の強度（発光強
度）を監視し、これらの情報を制御装置７６へ送る。制
御装置７６は発光モニタ７０からの発光光の強度に基づ
いて放電電源１４を調節してプラズマガン１１のプラズ
マ生成強度を調整し、基板１３上に所定性状のＭｇＯの
薄膜を形成する。

【００２８】制御装置７６の作用を更に図１６および図
１７により説明する。ここで、図１６は、ＩＴＯ膜成膜
時の投入電力と薄膜の形成速度との関係、および投入電
力とＩｎ（インジウム）発光強度（λ＝４１０．３ｎ
ｍ；モニターにより観測）との関係を示す図である。

【００２９】図１６に示すように、投入電力と薄膜の形
成速度との関係、および投入電力と発光強度との関係は
比例関係となっている。

【００３０】図１７は、図１６に示す関係を薄膜の形成
速度とＩｎ（インジウム）発光強度（λ＝４１０．３ｎ
ｍ；モニターにより観測）との関係に関連して整理した
ものである。

【００３１】図１７に示すように、発光強度と薄膜の形
成速度との関係は一次関数式として表すことができ、図
１７に示す関係式を用いて発光強度から薄膜の形成速度
を求めることができる。

【００３２】図１において、薄膜の膜厚は水晶振動子を
用いた成膜速度計４１によりモニタリングをしている
が、水晶振動子はプラズマの影響を受け易く、振動子が
短時間で消耗してしまうことも考えられる。

【００３３】これに対して、発光強度と薄膜の形成速度
との関係式、すなわち蒸発物質の主要元素の発光のひと
つ（ここではインジウムの波長λ＝４１０．３ｎｍ）に
注目し、予め発光強度と薄膜の形成速度との関係式を求
め（図１７）、この関係式を予め制御装置７６に内蔵し
ておく。制御装置７６は発光モニタ７０からの発光光の
強度に基づいて、図１７に示す関係式を用いて薄膜の形
成速度を求める。次に制御装置７６はこのようにして求
めた薄膜の形成速度に基づいて放電電源１４を調節す
る。

【００３４】なお、このように発光強度により薄膜の膜
厚、薄膜の形成速度を制御することは、他のプラズマプ
ロセス、例えば、イオンプレーティング、プラズマＣＶ
Ｄ，スパッタリング等に応用することが可能である。

【００３５】るつぼ１９が真空チャンバ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が、蒸発
材料が絶縁性のもの、例えば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１２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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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（又は永久磁石）２
ａ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の水は抜いておく。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】

【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。

【００５９】本実施例において運転条件を次のようにし
た。

【００６０】

【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。

【００６１】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。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
及び図４に示す実施の形状に対応するものである。

【００６２】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、放電電源１４から
の電力、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及び図１５に
示す。

【００６３】ここで図１４はＰＤＰ用基板１３（２５イ
ンチ）にＭｇＯ膜を形成したときの実験結果を示し、図
１５はガラス基板１３（６０インチ）にＭｇＯを形成し
たときの実験結果を示す。

【００６４】図１４及び図１５に示すように、るつぼ１
９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。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、真空チャ
ンバ内の物体の状態を発光モニタにより適切に監視する
ことができる。このため、真空チャンバ内の物体の状態
を発光モニタにより監視することにより、被成膜体上に
形状される薄膜の性状を予測監視することができる。

【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。

【図１６】ＩＴＯ成膜時の投入電力と薄膜の形成速度と
の関係、投入電力と発光強度との関係を示す図。

【図１７】薄膜の形成速度と発光強度との関係を示す
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コイルまた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７０発光モニタ７６制御装置

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
勾配型のプラズマ生成装置と、プラズマ生成装置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
とを備え、真空チャンバ内の励起された物体から生じる発光光の強
度を監視する発光モニタを設けたことを特徴とする真空
成膜装置。
【請求項２】発光モニタからの発光光の強度に基づい
て、プラズマ生成装置のプラズマビーム生成強度を調整
する制御装置を設け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】プラズマ生成装置はプラズマガンからなる
ことを特徴とする請求項１記載の真空成膜装置。
【請求項４】制御装置には発光光の強度と薄膜の形成速
度との関係式が予め内蔵され、制御装置は発光モニタか
らの発光光の強度に基づいて上記関係式を用いて薄膜の
形成速度を求め、このようにして求めた薄膜の形成速度
によりプラズマ生成装置のプラズビーム生成強度を調整
することを特徴とする請求項１記載の真空成膜装置。
【請求項５】制御装置は発光光の強度と薄膜の形成速度
との関係式として一次関数式を用いることを特徴とする
請求項１記載の真空成膜装置。