JP2002194539A - 薄膜形成方法及び装置 - Google Patents
薄膜形成方法及び装置Info
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3421—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target using heated targets
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成膜速度が速く低コストで良質の保護膜を形
成することによって、プラズマディスプレイパネルの低
電圧化と発光効率向上を図ることができる薄膜形成方法
及び装置を提供する。 【解決手段】 反応容器１内を排気して真空状態にする
と共にスパッタリングガスを導入した状態で反応容器１
内を所定圧力に制御し、成膜材料４を保持した成膜材料
保持手段５に高周波電圧を印加してプラズマを発生さ
せ、成膜材料４表面を成膜材料活性化手段１１により活
性化させながら、プラズマにより成膜材料４をスパッタ
リングすることで成膜材料４をクラスター化させ、その
クラスター化された成膜材料４を被処理体３に堆積させ
て成膜する。
成することによって、プラズマディスプレイパネルの低
電圧化と発光効率向上を図ることができる薄膜形成方法
及び装置を提供する。 【解決手段】 反応容器１内を排気して真空状態にする
と共にスパッタリングガスを導入した状態で反応容器１
内を所定圧力に制御し、成膜材料４を保持した成膜材料
保持手段５に高周波電圧を印加してプラズマを発生さ
せ、成膜材料４表面を成膜材料活性化手段１１により活
性化させながら、プラズマにより成膜材料４をスパッタ
リングすることで成膜材料４をクラスター化させ、その
クラスター化された成膜材料４を被処理体３に堆積させ
て成膜する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置や表示
デバイス等に用いる液晶表示パネル、プラズマディスプ
レイパネル（ガス放電表示パネル又はＰＤＰとも呼ぶ）
の製造に採用される薄膜形成方法及び装置に関し、特に
プラズマディスプレイパネルの誘電体層の保護膜となる
薄膜の形成方法及び装置に関するものである。
デバイス等に用いる液晶表示パネル、プラズマディスプ
レイパネル（ガス放電表示パネル又はＰＤＰとも呼ぶ）
の製造に採用される薄膜形成方法及び装置に関し、特に
プラズマディスプレイパネルの誘電体層の保護膜となる
薄膜の形成方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置や表示デバイスの製造
分野において基板の大型化が進んでおり、プラズマディ
スプレイパネルでは特にその傾向が顕著である。
分野において基板の大型化が進んでおり、プラズマディ
スプレイパネルでは特にその傾向が顕著である。
【０００３】交流駆動型（ＡＣ）プラズマディスプレイ
パネルでは、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護
するための保護膜として薄膜が形成されている。この薄
膜としては一般的に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜が用
いられる。
パネルでは、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護
するための保護膜として薄膜が形成されている。この薄
膜としては一般的に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜が用
いられる。
【０００４】プラズマディスプレイパネルの駆動電圧
は、素子構造や封入ガス等多くの要因によって決定され
る。放電空間に接する保護膜の２次電子放出係数はその
ひとつであり、２次電子放出係数が大きい程、低電圧で
駆動することができる。そこでプラズマディスプレイパ
ネルの低電圧化を図る上で、２次電子放出係数が大きい
酸化マグネシウムが適している。
は、素子構造や封入ガス等多くの要因によって決定され
る。放電空間に接する保護膜の２次電子放出係数はその
ひとつであり、２次電子放出係数が大きい程、低電圧で
駆動することができる。そこでプラズマディスプレイパ
ネルの低電圧化を図る上で、２次電子放出係数が大きい
酸化マグネシウムが適している。
【０００５】酸化マグネシウム膜は一般に電子ビーム蒸
着法、つまり電子ビームを利用した電子エネルギー照射
により、真空中酸素雰囲気で図５に示す模式図のよう
に、ターゲット保持台５に保持された蒸着源となるター
ゲット４を蒸発させて、誘電体層の表面に配向性をもっ
た結晶性のＭｇＯの薄膜を基板に堆積させる方法を用
い、その後焼成工程を経て薄膜を形成している。
着法、つまり電子ビームを利用した電子エネルギー照射
により、真空中酸素雰囲気で図５に示す模式図のよう
に、ターゲット保持台５に保持された蒸着源となるター
ゲット４を蒸発させて、誘電体層の表面に配向性をもっ
た結晶性のＭｇＯの薄膜を基板に堆積させる方法を用
い、その後焼成工程を経て薄膜を形成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年のプラズマディス
プレイパネルの大型化に伴い、大面積の基板が必要にな
り、この基板を収納して酸化マグネシウを基板に堆積さ
せるためには大型の真空装置が必要となる。そこで、大
面積化したプラズマディスプレイパネルの消費電力を低
く抑えてコスト低減を図るために、更なる低電圧化が求
められている。
プレイパネルの大型化に伴い、大面積の基板が必要にな
り、この基板を収納して酸化マグネシウを基板に堆積さ
せるためには大型の真空装置が必要となる。そこで、大
面積化したプラズマディスプレイパネルの消費電力を低
く抑えてコスト低減を図るために、更なる低電圧化が求
められている。
【０００７】ところが上記従来法である電子ビーム蒸着
法を用いて酸化マグネシウ膜をプラズマディスプレイパ
ネルに薄膜形成する場合、電子ビームは小スポットに集
中して照射を行うため、成膜速度が遅くなって生産性が
低下し、装置コストが割高になると共に低電圧化も困難
であるという問題があった。その上、図５に示すように
Ｍｇ原子とＯ原子が一旦分解した後、基板上で再結合し
てＭｇＯ膜となるため再現性が悪く、良質の膜が得られ
ないという問題もあった。
法を用いて酸化マグネシウ膜をプラズマディスプレイパ
ネルに薄膜形成する場合、電子ビームは小スポットに集
中して照射を行うため、成膜速度が遅くなって生産性が
低下し、装置コストが割高になると共に低電圧化も困難
であるという問題があった。その上、図５に示すように
Ｍｇ原子とＯ原子が一旦分解した後、基板上で再結合し
てＭｇＯ膜となるため再現性が悪く、良質の膜が得られ
ないという問題もあった。
【０００８】また、プラズマ放電を利用して基板に薄膜
を形成するスパッタリング法を用いた場合でも、酸化マ
グネシウム自体が耐スパッタ性膜であるため、非常に成
膜速度が遅く生産性に劣るという問題があった。
を形成するスパッタリング法を用いた場合でも、酸化マ
グネシウム自体が耐スパッタ性膜であるため、非常に成
膜速度が遅く生産性に劣るという問題があった。
【０００９】そこで本発明は上記のような問題点を解消
し、ターゲット表面を活性化させながらスパッタリング
を行い、クラスター化したＭｇＯを基板に堆積させて成
膜速度が速く低コストで良質の保護膜（薄膜）を形成す
ることによって、プラズマディスプレイパネルの低電圧
化と発光効率向上を図ることができる薄膜形成方法及び
装置を提供することを目的とする。
し、ターゲット表面を活性化させながらスパッタリング
を行い、クラスター化したＭｇＯを基板に堆積させて成
膜速度が速く低コストで良質の保護膜（薄膜）を形成す
ることによって、プラズマディスプレイパネルの低電圧
化と発光効率向上を図ることができる薄膜形成方法及び
装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の第１発明の薄膜
形成方法は上記目的を達成するために、反応容器内を排
気して真空状態にすると共にスパッタリングガスを導入
した状態で反応容器内を所定圧力に制御し、成膜材料を
保持した成膜材料保持手段に高周波電圧を印加してプラ
ズマを発生させ、成膜材料表面を活性化させながら、プ
ラズマにより成膜材料をスパッタリングすることで成膜
材料をクラスター化させ、そのクラスター化された成膜
材料を被処理体に堆積させて成膜することを特徴とす
る。
形成方法は上記目的を達成するために、反応容器内を排
気して真空状態にすると共にスパッタリングガスを導入
した状態で反応容器内を所定圧力に制御し、成膜材料を
保持した成膜材料保持手段に高周波電圧を印加してプラ
ズマを発生させ、成膜材料表面を活性化させながら、プ
ラズマにより成膜材料をスパッタリングすることで成膜
材料をクラスター化させ、そのクラスター化された成膜
材料を被処理体に堆積させて成膜することを特徴とす
る。
【００１１】この方法によれば、真空状態の反応容器内
にプラズマ生成用のスパッタリングガスを導入した状態
で、反応容器内を所定圧力に制御して減圧雰囲気中の成
膜材料保持手段に高周波電圧を印加するので、成膜材料
として絶縁物でありプラズマディスプレイパネルの保護
膜として好適な酸化マグネシウムを用いた場合にも、ガ
スのイオンによって成膜材料表面がプラスにチャージさ
れることなく、プラズマの発生を継続させることができ
る。そして、プラズマによるスパッタリング中、成膜材
料表面を活性化させるので、スパッタリングしてクラス
ター化させた成膜材料例えばクラスター化したＭｇＯ
を、被処理体に堆積させて成膜することができる。した
がって、耐スパッタ性膜であるＭｇＯ膜でも成膜速度が
速くなって生産性が向上し、コスト低減を図ることがで
きると共に、再現性も良くなるので良質の薄膜を形成す
ることができる。また上記方法を用いてプラズマディス
プレイパネルの保護膜を形成すれば、プラズマディスプ
レイパネルの放電開始電圧、放電維持電圧および発光効
率を向上することができる。
にプラズマ生成用のスパッタリングガスを導入した状態
で、反応容器内を所定圧力に制御して減圧雰囲気中の成
膜材料保持手段に高周波電圧を印加するので、成膜材料
として絶縁物でありプラズマディスプレイパネルの保護
膜として好適な酸化マグネシウムを用いた場合にも、ガ
スのイオンによって成膜材料表面がプラスにチャージさ
れることなく、プラズマの発生を継続させることができ
る。そして、プラズマによるスパッタリング中、成膜材
料表面を活性化させるので、スパッタリングしてクラス
ター化させた成膜材料例えばクラスター化したＭｇＯ
を、被処理体に堆積させて成膜することができる。した
がって、耐スパッタ性膜であるＭｇＯ膜でも成膜速度が
速くなって生産性が向上し、コスト低減を図ることがで
きると共に、再現性も良くなるので良質の薄膜を形成す
ることができる。また上記方法を用いてプラズマディス
プレイパネルの保護膜を形成すれば、プラズマディスプ
レイパネルの放電開始電圧、放電維持電圧および発光効
率を向上することができる。
【００１２】ここで、成膜材料表面を活性化させる方法
がレーザ光の照射であり、レーザの光源がＫｒＦ、Ａｒ
Ｆ等のエキシマレーザ、ＹＡＧレーザの第２又は第３高
調波、ＬＤのいずれかであると好適である。
がレーザ光の照射であり、レーザの光源がＫｒＦ、Ａｒ
Ｆ等のエキシマレーザ、ＹＡＧレーザの第２又は第３高
調波、ＬＤのいずれかであると好適である。
【００１３】また、成膜材料表面を活性化させる方法が
ランプ光の照射であり、ランプの光源が、紫外線、遠紫
外線、赤外線、遠赤外線のいずれかであると好適であ
る。
ランプ光の照射であり、ランプの光源が、紫外線、遠紫
外線、赤外線、遠赤外線のいずれかであると好適であ
る。
【００１４】また上記方法でクラスター化された成膜材
料を被処理体に堆積させる際、成膜材料表面の活性化お
よび／またはプラズマの強度を制御する、例えば発光分
析により成膜材料のプラズマ発光強度が一定となるよう
に制御することにより、成膜材料がクラスター化した際
にそのクラスターが一定個数内であるように調整しなが
ら成膜を実施することができる。
料を被処理体に堆積させる際、成膜材料表面の活性化お
よび／またはプラズマの強度を制御する、例えば発光分
析により成膜材料のプラズマ発光強度が一定となるよう
に制御することにより、成膜材料がクラスター化した際
にそのクラスターが一定個数内であるように調整しなが
ら成膜を実施することができる。
【００１５】本発明の第２発明の薄膜形成方法は、反応
容器内を排気して真空状態にすると共にスパッタリング
ガスを導入した状態で反応容器内を所定圧力に制御し、
成膜材料を保持した成膜材料保持手段に高周波電圧を印
加してプラズマを発生させ、成膜材料に埋め込まれた加
熱手段により成膜材料を加熱しながら、プラズマにより
成膜材料をスパッタリングすることで成膜材料をクラス
ター化させ、そのクラスター化された成膜材料を被処理
体に堆積させて成膜することを特徴とする。
容器内を排気して真空状態にすると共にスパッタリング
ガスを導入した状態で反応容器内を所定圧力に制御し、
成膜材料を保持した成膜材料保持手段に高周波電圧を印
加してプラズマを発生させ、成膜材料に埋め込まれた加
熱手段により成膜材料を加熱しながら、プラズマにより
成膜材料をスパッタリングすることで成膜材料をクラス
ター化させ、そのクラスター化された成膜材料を被処理
体に堆積させて成膜することを特徴とする。
【００１６】この発明の方法によれば、真空状態の反応
容器内にプラズマ生成用のスパッタリングガスを導入し
た状態で、反応容器内を所定圧力に制御して減圧雰囲気
中の成膜材料保持手段に高周波電圧を印加するので、成
膜材料として絶縁物でありプラズマディスプレイパネル
の保護膜として好適な酸化マグネシウムを用いた場合に
も、ガスのイオンによって成膜材料表面がプラスにチャ
ージされることなく、被処理体との対向空間で発生させ
たプラズマの発生を継続させることができる。そして、
プラズマによるスパッタリング中、成膜材料に埋め込ま
れた加熱手段により成膜材料を加熱するので、スパッタ
リングしてクラスター化させた成膜材料例えばクラスタ
ー化したＭｇＯを、被処理体に堆積させて成膜すること
ができる。したがって、耐スパッタ性膜であるＭｇＯ膜
でも成膜速度が速くなって生産性が向上し、コスト低減
を図ることができると共に、再現性も良くなるので良質
の薄膜を形成することができる。また上記方法を用いて
プラズマディスプレイパネルの保護膜を形成すれば、プ
ラズマディスプレイパネルの放電開始電圧、放電維持電
圧および発光効率を向上することができる。
容器内にプラズマ生成用のスパッタリングガスを導入し
た状態で、反応容器内を所定圧力に制御して減圧雰囲気
中の成膜材料保持手段に高周波電圧を印加するので、成
膜材料として絶縁物でありプラズマディスプレイパネル
の保護膜として好適な酸化マグネシウムを用いた場合に
も、ガスのイオンによって成膜材料表面がプラスにチャ
ージされることなく、被処理体との対向空間で発生させ
たプラズマの発生を継続させることができる。そして、
プラズマによるスパッタリング中、成膜材料に埋め込ま
れた加熱手段により成膜材料を加熱するので、スパッタ
リングしてクラスター化させた成膜材料例えばクラスタ
ー化したＭｇＯを、被処理体に堆積させて成膜すること
ができる。したがって、耐スパッタ性膜であるＭｇＯ膜
でも成膜速度が速くなって生産性が向上し、コスト低減
を図ることができると共に、再現性も良くなるので良質
の薄膜を形成することができる。また上記方法を用いて
プラズマディスプレイパネルの保護膜を形成すれば、プ
ラズマディスプレイパネルの放電開始電圧、放電維持電
圧および発光効率を向上することができる。
【００１７】また上記第１、第２発明の各方法におい
て、被処理体を加熱可能に保持すると好適である。
て、被処理体を加熱可能に保持すると好適である。
【００１８】本発明の第３発明の薄膜形成装置は、真空
状態の維持が可能な反応容器と、反応容器内を所定圧力
に制御する圧力制御手段と、反応容器内にスパッタリン
グガスを供給するガス導入口と、成膜材料が保持されて
高周波電圧の印加が可能な成膜材料保持手段と、スパッ
タリングにより成膜される被処理体を成膜材料保持手段
の対向位置で保持する被処理体保持手段と、成膜材料保
持手段に高周波電圧を印加してプラズマを発生させる高
周波電源と、成膜材料表面を活性化させる成膜材料活性
化手段とを有し、成膜材料表面の活性化とプラズマによ
るスパッタリングを並行して行って被処理体に成膜する
ように構成したことを特徴とする。
状態の維持が可能な反応容器と、反応容器内を所定圧力
に制御する圧力制御手段と、反応容器内にスパッタリン
グガスを供給するガス導入口と、成膜材料が保持されて
高周波電圧の印加が可能な成膜材料保持手段と、スパッ
タリングにより成膜される被処理体を成膜材料保持手段
の対向位置で保持する被処理体保持手段と、成膜材料保
持手段に高周波電圧を印加してプラズマを発生させる高
周波電源と、成膜材料表面を活性化させる成膜材料活性
化手段とを有し、成膜材料表面の活性化とプラズマによ
るスパッタリングを並行して行って被処理体に成膜する
ように構成したことを特徴とする。
【００１９】上記発明の装置によれば、第１発明の方法
を各構成手段により具体的に実現し、この装置を用いて
プラズマディスプレイパネルの保護膜を形成すれば、プ
ラズマディスプレイパネルの放電開始電圧、放電維持電
圧および発光効率を向上することができる。
を各構成手段により具体的に実現し、この装置を用いて
プラズマディスプレイパネルの保護膜を形成すれば、プ
ラズマディスプレイパネルの放電開始電圧、放電維持電
圧および発光効率を向上することができる。
【００２０】ここで、成膜材料活性化手段がレーザであ
り、レーザの光源が、ＫｒＦ、ＡｒＦ等のエキシマレー
ザ、ＹＡＧレーザの第２又は第３高調波、ＬＤのいずれ
かであると好適である。
り、レーザの光源が、ＫｒＦ、ＡｒＦ等のエキシマレー
ザ、ＹＡＧレーザの第２又は第３高調波、ＬＤのいずれ
かであると好適である。
【００２１】また 成膜材料活性化手段がランプであ
り、ランプの光源が、紫外線、遠紫外線、赤外線、遠赤
外線のいずれかであると好適である。
り、ランプの光源が、紫外線、遠紫外線、赤外線、遠赤
外線のいずれかであると好適である。
【００２２】また上記装置で、成膜材料表面の活性化と
プラズマによるスパッタリングを並行して行って被処理
体に成膜する際、プラズマ状態を観察するプラズマ状態
観察手段を有すると共に、その観察結果に基づいて、成
膜材料活性化手段の出力および／または高周波電源の出
力を制御するプラズマ状態制御手段、例えばプラズマ状
態観察手段として発光分析装置を用いてそのデータに基
づいて各出力を制御するようにすれば、成膜材料がクラ
スター化した際にそのクラスターが一定個数内であるよ
うに調整しながら成膜を実施することができる。
プラズマによるスパッタリングを並行して行って被処理
体に成膜する際、プラズマ状態を観察するプラズマ状態
観察手段を有すると共に、その観察結果に基づいて、成
膜材料活性化手段の出力および／または高周波電源の出
力を制御するプラズマ状態制御手段、例えばプラズマ状
態観察手段として発光分析装置を用いてそのデータに基
づいて各出力を制御するようにすれば、成膜材料がクラ
スター化した際にそのクラスターが一定個数内であるよ
うに調整しながら成膜を実施することができる。
【００２３】本発明の第４発明の薄膜形成装置は、真空
状態の維持が可能な反応容器と、反応容器内を所定圧力
に制御する圧力制御手段と、反応容器内にスパッタリン
グガスを供給するガス導入口と、成膜材料が保持されて
高周波電圧の印加が可能な成膜材料保持手段と、スパッ
タリングにより成膜される被処理体を成膜材料保持手段
の対向位置で保持する被処理体保持手段と、成膜材料保
持手段に高周波電圧を印加してプラズマを発生させる高
周波電源と、成膜材料を加熱するために成膜材料に埋設
した成膜材料加熱手段とを有し、成膜材料の加熱とプラ
ズマによるスパッタリングを並行して行って被処理体に
成膜するように構成したことを特徴とする。
状態の維持が可能な反応容器と、反応容器内を所定圧力
に制御する圧力制御手段と、反応容器内にスパッタリン
グガスを供給するガス導入口と、成膜材料が保持されて
高周波電圧の印加が可能な成膜材料保持手段と、スパッ
タリングにより成膜される被処理体を成膜材料保持手段
の対向位置で保持する被処理体保持手段と、成膜材料保
持手段に高周波電圧を印加してプラズマを発生させる高
周波電源と、成膜材料を加熱するために成膜材料に埋設
した成膜材料加熱手段とを有し、成膜材料の加熱とプラ
ズマによるスパッタリングを並行して行って被処理体に
成膜するように構成したことを特徴とする。
【００２４】この発明の装置によれば、第２発明の方法
を各構成手段によって具体的に実現することができる。
を各構成手段によって具体的に実現することができる。
【００２５】また上記第３、第４発明の各装置におい
て、被処理体を保持する被処理体保持手段が、加熱可能
に構成されると好適である。
て、被処理体を保持する被処理体保持手段が、加熱可能
に構成されると好適である。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の薄膜形成装置及び方法の
実施形態について図１〜図４を参照しながら具体的に説
明する。
実施形態について図１〜図４を参照しながら具体的に説
明する。
【００２７】（第１実施形態）図１は本発明の第１実施
形態に基づく、プラズマディスプレイパネルの保護膜と
なる薄膜の形成装置の概略構成を示している。反応容器
１の内部には、基板（被処理体）３を保持し、基板３を
必要に応じて加熱できるヒータ（加熱手段）を備えたス
テージ（被処理体保持手段）２が設置されている。ステ
ージ２の対向位置にはターゲット（成膜材料）４を保持
したターゲット保持台（成膜材料保持手段）５が設置さ
れている。ターゲット保持台５は一般的に銅製であり、
成膜中の温度上昇を避けるため、冷却水により冷却され
ている。ターゲット保持台５には、電界に直交する磁界
をターゲット４表面に発生させるマグネット６が裏面に
配置され、高周波電源７と接続されて高周波の電圧が印
加されたときに、ターゲット４の表面でプラズマを発生
させて酸化マグネシウム等の絶縁物のターゲット４でも
効果的にスパッタを起こさせることができる構成となっ
ている。８はプラズマ生成用のスパッタリングガスを導
入するガス導入口であり、９は反応容器１内を図示しな
い真空排気ポンプにより排気する排気ポートであり、１
０は真空引き後にガス導入口８を通じてスパッタリング
ガスを導入した状態で、反応容器１内の圧力を所定圧力
に制御する圧力制御バルブ（圧力制御手段）である。１
１は、プラズマ発生中にターゲット４表面を活性化させ
るターゲット活性化手段（成膜材料活性化手段）であ
る。
形態に基づく、プラズマディスプレイパネルの保護膜と
なる薄膜の形成装置の概略構成を示している。反応容器
１の内部には、基板（被処理体）３を保持し、基板３を
必要に応じて加熱できるヒータ（加熱手段）を備えたス
テージ（被処理体保持手段）２が設置されている。ステ
ージ２の対向位置にはターゲット（成膜材料）４を保持
したターゲット保持台（成膜材料保持手段）５が設置さ
れている。ターゲット保持台５は一般的に銅製であり、
成膜中の温度上昇を避けるため、冷却水により冷却され
ている。ターゲット保持台５には、電界に直交する磁界
をターゲット４表面に発生させるマグネット６が裏面に
配置され、高周波電源７と接続されて高周波の電圧が印
加されたときに、ターゲット４の表面でプラズマを発生
させて酸化マグネシウム等の絶縁物のターゲット４でも
効果的にスパッタを起こさせることができる構成となっ
ている。８はプラズマ生成用のスパッタリングガスを導
入するガス導入口であり、９は反応容器１内を図示しな
い真空排気ポンプにより排気する排気ポートであり、１
０は真空引き後にガス導入口８を通じてスパッタリング
ガスを導入した状態で、反応容器１内の圧力を所定圧力
に制御する圧力制御バルブ（圧力制御手段）である。１
１は、プラズマ発生中にターゲット４表面を活性化させ
るターゲット活性化手段（成膜材料活性化手段）であ
る。
【００２８】以上のように構成された第１実施形態の薄
膜形成装置の動作について説明する。まず、ステージ２
に基板３を載置した後、ガス導入口８からスパッタリン
グガスを導入し、圧力制御バルブ１０により排気ポート
９を通じて反応容器１内を所定圧力に設定する。その
後、ターゲット保持台５に高周波電源７から高周波の電
圧を印加すると、プラズマが発生する。つまり、プラズ
マ中のスパッタリングガスの正のイオンが陰極となるタ
ーゲット保持台５上のターゲット４表面に衝突し、ター
ゲット原子を弾き飛ばす。そして弾き飛ばされたターゲ
ット原子を陽極となるステージ２に保持された基板３上
に堆積させて成膜する。この際、電界に直交して発生し
たマグネット６の磁界による作用でプラズマ密度の高い
部分が発生し、イオンのターゲット衝突量が増加するマ
グネトロンプラズマ放電が発生する。このマグネトロン
プラズマ放電と並行して成膜材料活性化手段１１からタ
ーゲット４表面にエネルギーを照射してその表面を活性
化することで、図４に示すように耐スパッタ性材料であ
るＭｇＯからＭｇ原子とＯ原子がクラスター状でスパッ
タリングされ、高速で良質の薄膜を基板３上に成膜する
ことができる。
膜形成装置の動作について説明する。まず、ステージ２
に基板３を載置した後、ガス導入口８からスパッタリン
グガスを導入し、圧力制御バルブ１０により排気ポート
９を通じて反応容器１内を所定圧力に設定する。その
後、ターゲット保持台５に高周波電源７から高周波の電
圧を印加すると、プラズマが発生する。つまり、プラズ
マ中のスパッタリングガスの正のイオンが陰極となるタ
ーゲット保持台５上のターゲット４表面に衝突し、ター
ゲット原子を弾き飛ばす。そして弾き飛ばされたターゲ
ット原子を陽極となるステージ２に保持された基板３上
に堆積させて成膜する。この際、電界に直交して発生し
たマグネット６の磁界による作用でプラズマ密度の高い
部分が発生し、イオンのターゲット衝突量が増加するマ
グネトロンプラズマ放電が発生する。このマグネトロン
プラズマ放電と並行して成膜材料活性化手段１１からタ
ーゲット４表面にエネルギーを照射してその表面を活性
化することで、図４に示すように耐スパッタ性材料であ
るＭｇＯからＭｇ原子とＯ原子がクラスター状でスパッ
タリングされ、高速で良質の薄膜を基板３上に成膜する
ことができる。
【００２９】上記第１実施形態に基づいた実施例１を以
下に示す。
下に示す。
【００３０】反応容器１内のステージ２に基板３を載置
した後、一旦反応容器１内を１×１０-4Ｐａ程度まで排
気ポート９を通じて真空引きを行った。ターゲット４に
はＭｇＯを使用した。ガス導入口８からプラズマ生成用
のスパッタリングガスとしてアルゴン１０ｍｌ／ｍｉｎ
で導入し、反応容器１内の圧力を圧力制御バルブ１０に
より１．０Ｐａに制御した。その後、ターゲット保持台
５に高周波電源７から１３．５６ＭＨｚの高周波の電圧
を１．５ｋＷ印加してマグネトロンプラズマ放電を発生
させた。このマグネトロンプラズマ放電と並行して成膜
材料活性化手段１１にＫｒＦエキシマレーザを使用し、
ターゲット４表面にレーザ光を照射した。すると図４に
示すように、ＭｇＯがクラスター状でスパッタリングさ
れ、基板３上に成膜速度３００ｎｍ／ｍｉｎで成膜され
た。
した後、一旦反応容器１内を１×１０-4Ｐａ程度まで排
気ポート９を通じて真空引きを行った。ターゲット４に
はＭｇＯを使用した。ガス導入口８からプラズマ生成用
のスパッタリングガスとしてアルゴン１０ｍｌ／ｍｉｎ
で導入し、反応容器１内の圧力を圧力制御バルブ１０に
より１．０Ｐａに制御した。その後、ターゲット保持台
５に高周波電源７から１３．５６ＭＨｚの高周波の電圧
を１．５ｋＷ印加してマグネトロンプラズマ放電を発生
させた。このマグネトロンプラズマ放電と並行して成膜
材料活性化手段１１にＫｒＦエキシマレーザを使用し、
ターゲット４表面にレーザ光を照射した。すると図４に
示すように、ＭｇＯがクラスター状でスパッタリングさ
れ、基板３上に成膜速度３００ｎｍ／ｍｉｎで成膜され
た。
【００３１】成膜過程でのＭｇＯクラスター化の観察に
は、発光分光分析を使用した。従来の電子ビーム蒸着法
でスパッタリングを行った場合は、プラズマ中のアルゴ
ンイオンは波長３３０ｎｍ付近での発光が主に観察さ
れ、ＭｇＯは波長５００ｎｍ付近でも発光が観察されな
かった。これに対し第１実施形態のスパッタリングを行
った場合は、成膜過程で同様の発光分光分析を行った結
果、ＭｇＯは波長５００ｎｍ付近での発光が観察され、
図４に示すようにＭｇＯがクラスター化していることが
判明した。
は、発光分光分析を使用した。従来の電子ビーム蒸着法
でスパッタリングを行った場合は、プラズマ中のアルゴ
ンイオンは波長３３０ｎｍ付近での発光が主に観察さ
れ、ＭｇＯは波長５００ｎｍ付近でも発光が観察されな
かった。これに対し第１実施形態のスパッタリングを行
った場合は、成膜過程で同様の発光分光分析を行った結
果、ＭｇＯは波長５００ｎｍ付近での発光が観察され、
図４に示すようにＭｇＯがクラスター化していることが
判明した。
【００３２】実施例１により形成された酸化マグネシウ
ム層の薄膜の膜質は、光学バンドギャップ値が７．７ｅ
Ｖ、Ｘ線解析による膜構造は（１，０，０）及び（１，
１，０）面に優先配向した。膜質に関しては光源波長等
を変化させることで配向性を制御することも可能であ
る。形成された厚さ０．５μｍの酸化マグネシウム層を
誘電体保護膜として、３電極面放電方式によるプラズマ
ディスプレイパネルに応用したときの放電性能は、放電
開始電圧が１５０Ｖであり、良好な特性を示した。
ム層の薄膜の膜質は、光学バンドギャップ値が７．７ｅ
Ｖ、Ｘ線解析による膜構造は（１，０，０）及び（１，
１，０）面に優先配向した。膜質に関しては光源波長等
を変化させることで配向性を制御することも可能であ
る。形成された厚さ０．５μｍの酸化マグネシウム層を
誘電体保護膜として、３電極面放電方式によるプラズマ
ディスプレイパネルに応用したときの放電性能は、放電
開始電圧が１５０Ｖであり、良好な特性を示した。
【００３３】尚、上記第１実施形態では、成膜材料活性
化手段１１としてＫｒＦエキシマレーザを使用したが、
他のレーザ例えばＹＡＧレーザ、紫外線ランプ、近赤外
線ランプあるいは遠赤外線ランプ光源による光照射を使
用しても同様の効果がある。
化手段１１としてＫｒＦエキシマレーザを使用したが、
他のレーザ例えばＹＡＧレーザ、紫外線ランプ、近赤外
線ランプあるいは遠赤外線ランプ光源による光照射を使
用しても同様の効果がある。
【００３４】（第２実施形態）図２は本発明の第２実施
形態に基づく、プラズマディスプレイパネルの保護膜の
薄膜形成装置の概略構成を示している。第１実施形態と
同じ構成部分には同符号を付す。
形態に基づく、プラズマディスプレイパネルの保護膜の
薄膜形成装置の概略構成を示している。第１実施形態と
同じ構成部分には同符号を付す。
【００３５】反応容器１の内部には、基板３を保持し、
基板３を必要に応じて加熱できるヒータを備えたステー
ジ２が設置されている。ステージ２の対向位置にはター
ゲット４を保持したターゲット保持台５が設置されてい
る。ターゲット保持台５は一般的に銅製であり、成膜中
の温度上昇を避けるため、冷却水により冷却されてい
る。ターゲット保持台５には、電界に直交する磁界をタ
ーゲット４表面に発生させるマグネット６が裏面に配置
され、高周波電源７と接続されて高周波の電圧が印加さ
れたときに、ターゲット４の表面でプラズマを発生させ
て酸化マグネシウム等の絶縁物のターゲット４でも効果
的にスパッタを起こさせることができる構成となってい
る。８はプラズマ生成用のスパッタリングガスを導入す
るガス導入口であり、９は反応容器１内を図示しない真
空排気ポンプにより排気する排気ポートであり、１０は
真空引き後にガス導入口８を通じてスパッタリングガス
を導入した状態で、反応容器１内の圧力を所定圧力に制
御する圧力制御バルブである。２１は、プラズマ発生中
にターゲット４を加熱する加熱ヒータ（成膜材料加熱手
段）であり、ターゲット４に埋設され、加熱ヒータ２１
用の電源２２に接続されている。
基板３を必要に応じて加熱できるヒータを備えたステー
ジ２が設置されている。ステージ２の対向位置にはター
ゲット４を保持したターゲット保持台５が設置されてい
る。ターゲット保持台５は一般的に銅製であり、成膜中
の温度上昇を避けるため、冷却水により冷却されてい
る。ターゲット保持台５には、電界に直交する磁界をタ
ーゲット４表面に発生させるマグネット６が裏面に配置
され、高周波電源７と接続されて高周波の電圧が印加さ
れたときに、ターゲット４の表面でプラズマを発生させ
て酸化マグネシウム等の絶縁物のターゲット４でも効果
的にスパッタを起こさせることができる構成となってい
る。８はプラズマ生成用のスパッタリングガスを導入す
るガス導入口であり、９は反応容器１内を図示しない真
空排気ポンプにより排気する排気ポートであり、１０は
真空引き後にガス導入口８を通じてスパッタリングガス
を導入した状態で、反応容器１内の圧力を所定圧力に制
御する圧力制御バルブである。２１は、プラズマ発生中
にターゲット４を加熱する加熱ヒータ（成膜材料加熱手
段）であり、ターゲット４に埋設され、加熱ヒータ２１
用の電源２２に接続されている。
【００３６】以上のように構成された第２実施形態の薄
膜形成装置の動作について説明する。まず、ステージ２
に基板３を載置した後、ガス導入口８からスパッタリン
グガスを導入し、圧力制御バルブ１０により排気ポート
９を通じて反応容器１内を所定圧力に設定する。その
後、ターゲット保持台５に高周波電源７から高周波の電
圧を印加すると、プラズマが発生する。つまり、プラズ
マ中のスパッタリングガスの正のイオンが陰極となるタ
ーゲット保持台５上のターゲット４表面に衝突し、ター
ゲット原子を弾き飛ばす。そして弾き飛ばされたターゲ
ット原子を、陽極となるステージ２に保持された基板３
上に堆積させて成膜する。この際、電界に直交して発生
したマグネット６の磁界による作用でプラズマ密度の高
い部分が発生し、イオンのターゲット衝突量が増加する
マグネトロンプラズマ放電が発生する。このマグネトロ
ンプラズマ放電と並行して成膜材料加熱ヒータ２１でタ
ーゲット４を加熱することで、図４に示すように耐スパ
ッタ性材料であるＭｇＯからＭｇ原子とＯ原子がクラス
ター状でスパッタリングされ、高速で良質の薄膜を基板
３上に成膜することができる。
膜形成装置の動作について説明する。まず、ステージ２
に基板３を載置した後、ガス導入口８からスパッタリン
グガスを導入し、圧力制御バルブ１０により排気ポート
９を通じて反応容器１内を所定圧力に設定する。その
後、ターゲット保持台５に高周波電源７から高周波の電
圧を印加すると、プラズマが発生する。つまり、プラズ
マ中のスパッタリングガスの正のイオンが陰極となるタ
ーゲット保持台５上のターゲット４表面に衝突し、ター
ゲット原子を弾き飛ばす。そして弾き飛ばされたターゲ
ット原子を、陽極となるステージ２に保持された基板３
上に堆積させて成膜する。この際、電界に直交して発生
したマグネット６の磁界による作用でプラズマ密度の高
い部分が発生し、イオンのターゲット衝突量が増加する
マグネトロンプラズマ放電が発生する。このマグネトロ
ンプラズマ放電と並行して成膜材料加熱ヒータ２１でタ
ーゲット４を加熱することで、図４に示すように耐スパ
ッタ性材料であるＭｇＯからＭｇ原子とＯ原子がクラス
ター状でスパッタリングされ、高速で良質の薄膜を基板
３上に成膜することができる。
【００３７】上記第２実施形態に基づいた実施例２を以
下に示す。
下に示す。
【００３８】反応容器１内のステージ２に基板３を載置
した後、一旦反応容器１内を１×１０-4Ｐａ程度まで排
気ポート９を通じて真空引きを行った。ターゲット４に
はＭｇＯを使用した。ガス導入口８からプラズマ生成用
のスパッタリングガスとしてアルゴン１０ｍｌ／ｍｉｎ
で導入し、反応容器１内の圧力を圧力制御バルブ１０に
より１．０Ｐａに制御した。その後、ターゲット保持台
５に高周波電源７から１３．５６ＭＨｚの高周波の電圧
を１．５ｋＷ印加してマグネトロンプラズマ放電を発生
させた。このマグネトロンプラズマ放電と並行して成膜
材料加熱ヒータ２１を使用し、ターゲット４を６００℃
以上に加熱した。すると図４に示すように、ＭｇＯがク
ラスター状でスパッタリングされ、基板３上に成膜速度
３００ｎｍ／ｍｉｎで成膜された。
した後、一旦反応容器１内を１×１０-4Ｐａ程度まで排
気ポート９を通じて真空引きを行った。ターゲット４に
はＭｇＯを使用した。ガス導入口８からプラズマ生成用
のスパッタリングガスとしてアルゴン１０ｍｌ／ｍｉｎ
で導入し、反応容器１内の圧力を圧力制御バルブ１０に
より１．０Ｐａに制御した。その後、ターゲット保持台
５に高周波電源７から１３．５６ＭＨｚの高周波の電圧
を１．５ｋＷ印加してマグネトロンプラズマ放電を発生
させた。このマグネトロンプラズマ放電と並行して成膜
材料加熱ヒータ２１を使用し、ターゲット４を６００℃
以上に加熱した。すると図４に示すように、ＭｇＯがク
ラスター状でスパッタリングされ、基板３上に成膜速度
３００ｎｍ／ｍｉｎで成膜された。
【００３９】成膜過程でのＭｇＯクラスター化の観察に
は、発光分光分析を使用した。従来の電子ビーム蒸着法
でスパッタリングを行った場合は、プラズマ中のアルゴ
ンイオンは波長３３０ｎｍ付近での発光が主に観察さ
れ、ＭｇＯは波長５００ｎｍ付近でも発光が観察されな
かった。これに対し第２実施形態のスパッタリングを行
った場合は、成膜過程で同様の発光分光分析を行った結
果、ＭｇＯは波長５００ｎｍ付近での発光が観察され、
図４に示すようにＭｇＯがクラスター化していることが
判明した。
は、発光分光分析を使用した。従来の電子ビーム蒸着法
でスパッタリングを行った場合は、プラズマ中のアルゴ
ンイオンは波長３３０ｎｍ付近での発光が主に観察さ
れ、ＭｇＯは波長５００ｎｍ付近でも発光が観察されな
かった。これに対し第２実施形態のスパッタリングを行
った場合は、成膜過程で同様の発光分光分析を行った結
果、ＭｇＯは波長５００ｎｍ付近での発光が観察され、
図４に示すようにＭｇＯがクラスター化していることが
判明した。
【００４０】実施例２により形成された酸化マグネシウ
ム層の薄膜の膜質は、光学バンドギャップ値が７．７ｅ
Ｖ、Ｘ線解析による膜構造は（１，０，０）及び（１，
１，０）面に優先配向した。膜質に関しては成膜温度等
を変化させることで配向性を制御することも可能であ
る。形成された厚さ０．５μｍの酸化マグネシウム層を
誘電体保護膜として、３電極面放電方式によるプラズマ
ディスプレイパネルに応用したときの放電性能は、放電
開始電圧が１５０Ｖであり、良好な特性を示した。
ム層の薄膜の膜質は、光学バンドギャップ値が７．７ｅ
Ｖ、Ｘ線解析による膜構造は（１，０，０）及び（１，
１，０）面に優先配向した。膜質に関しては成膜温度等
を変化させることで配向性を制御することも可能であ
る。形成された厚さ０．５μｍの酸化マグネシウム層を
誘電体保護膜として、３電極面放電方式によるプラズマ
ディスプレイパネルに応用したときの放電性能は、放電
開始電圧が１５０Ｖであり、良好な特性を示した。
【００４１】尚、上記第２実施形態では、成膜材料加熱
手段としてヒータを使用したが、熱電素子を使用しても
同様の効果がある。
手段としてヒータを使用したが、熱電素子を使用しても
同様の効果がある。
【００４２】（第３実施形態）図３は本発明の第３実施
形態に基づく、プラズマディスプレイパネルの保護膜の
薄膜形成装置の概略構成を示している。第１実施形態と
同じ構成部分には同符号を付す。
形態に基づく、プラズマディスプレイパネルの保護膜の
薄膜形成装置の概略構成を示している。第１実施形態と
同じ構成部分には同符号を付す。
【００４３】反応容器１の内部には、基板３を保持し、
基板３を必要に応じて加熱できるヒータを備えたステー
ジ２が設置されている。ステージ２の対向位置にはター
ゲット４を保持したターゲット保持台５が設置されてい
る。ターゲット保持台５は一般的に銅製であり、成膜中
の温度上昇を避けるため、冷却水により冷却されてい
る。ターゲット保持台５には、電界に直交する磁界をタ
ーゲット４表面に発生させるマグネット６が裏面に配置
され、高周波電源７と接続されて高周波の電圧が印加さ
れたときに、ターゲット４の表面でプラズマを発生させ
て酸化マグネシウム等の絶縁物のターゲット４でも効果
的にスパッタを起こさせることができる構成となってい
る。８はプラズマ生成用のスパッタリングガスを導入す
るガス導入口であり、９は反応容器１内を図示しない真
空排気ポンプにより排気する排気ポートであり、１０は
真空引き後にガス導入口８を通じてスパッタリングガス
を導入した状態で、反応容器１内の圧力を所定圧力に制
御する圧力制御バルブである。１１は、プラズマ発生中
にターゲット４表面を活性化させるターゲット活性化手
段であり、３１はターゲット４表面のプラズマ放電状態
を観察する発光分光分析装置（プラズマ状態観察手段）
である。発光分光分析装置は、ターゲット４からスパッ
タされたターゲット原子がプラズマ中で励起されてその
元素固有の波長の光を発生するので、その発光スペクト
ル強度を分光して検出・測定するものである。発光分光
分析装置３１の観察に基づいてターゲット活性化手段の
出力調整機（プラズマ状態制御手段）３２により、ター
ゲット活性化手段１１の出力を調整する。尚、プラズマ
状態制御手段として高周波電源７の電源に接続させ、そ
の出力調整をも兼ねるように構成し、発光分光分析装置
３１と高周波電源７の両方またはいずれか一方を制御す
るようにしてもよい。
基板３を必要に応じて加熱できるヒータを備えたステー
ジ２が設置されている。ステージ２の対向位置にはター
ゲット４を保持したターゲット保持台５が設置されてい
る。ターゲット保持台５は一般的に銅製であり、成膜中
の温度上昇を避けるため、冷却水により冷却されてい
る。ターゲット保持台５には、電界に直交する磁界をタ
ーゲット４表面に発生させるマグネット６が裏面に配置
され、高周波電源７と接続されて高周波の電圧が印加さ
れたときに、ターゲット４の表面でプラズマを発生させ
て酸化マグネシウム等の絶縁物のターゲット４でも効果
的にスパッタを起こさせることができる構成となってい
る。８はプラズマ生成用のスパッタリングガスを導入す
るガス導入口であり、９は反応容器１内を図示しない真
空排気ポンプにより排気する排気ポートであり、１０は
真空引き後にガス導入口８を通じてスパッタリングガス
を導入した状態で、反応容器１内の圧力を所定圧力に制
御する圧力制御バルブである。１１は、プラズマ発生中
にターゲット４表面を活性化させるターゲット活性化手
段であり、３１はターゲット４表面のプラズマ放電状態
を観察する発光分光分析装置（プラズマ状態観察手段）
である。発光分光分析装置は、ターゲット４からスパッ
タされたターゲット原子がプラズマ中で励起されてその
元素固有の波長の光を発生するので、その発光スペクト
ル強度を分光して検出・測定するものである。発光分光
分析装置３１の観察に基づいてターゲット活性化手段の
出力調整機（プラズマ状態制御手段）３２により、ター
ゲット活性化手段１１の出力を調整する。尚、プラズマ
状態制御手段として高周波電源７の電源に接続させ、そ
の出力調整をも兼ねるように構成し、発光分光分析装置
３１と高周波電源７の両方またはいずれか一方を制御す
るようにしてもよい。
【００４４】以上のように構成された第３実施形態の薄
膜形成装置の動作について説明する。まず、ステージ２
に基板３を載置した後、ガス導入口８からスパッタリン
グガスを導入し、圧力制御バルブ１０により排気ポート
９を通じて反応容器１内を所定圧力に設定する。その
後、ターゲット保持台５に高周波電源７から高周波の電
圧を印加すると、プラズマが発生する。つまり、プラズ
マ中のスパッタリングガスの正のイオンが陰極となるタ
ーゲット保持台５上のターゲット４表面に衝突し、ター
ゲット原子を弾き飛ばす。そして弾き飛ばされたターゲ
ット原子を、陽極となるステージ２に保持された基板３
上に堆積させて成膜する。この際、電界に直交して発生
したマグネット６の磁界による作用でプラズマ密度の高
い部分が発生し、イオンのターゲット衝突量が増加する
マグネトロンプラズマ放電が発生する。このマグネトロ
ンプラズマ放電と並行して成膜材料活性化手段１１でタ
ーゲット４表面にエネルギーを照射する。この際、発光
分光分析装置３１でプラズマ状態を観察しながら出力調
整機３２（高周波電源７の出力調整機を兼ねても良
い。）で、成膜材料活性化手段１１や高周波電源７の出
力を調整することで、図４に示すように耐スパッタ性材
料であるＭｇＯから任意の個数のＭｇ原子とＯ原子がク
ラスター状でスパッタリングされ、高速で良質の薄膜を
基板３上に成膜することができる。
膜形成装置の動作について説明する。まず、ステージ２
に基板３を載置した後、ガス導入口８からスパッタリン
グガスを導入し、圧力制御バルブ１０により排気ポート
９を通じて反応容器１内を所定圧力に設定する。その
後、ターゲット保持台５に高周波電源７から高周波の電
圧を印加すると、プラズマが発生する。つまり、プラズ
マ中のスパッタリングガスの正のイオンが陰極となるタ
ーゲット保持台５上のターゲット４表面に衝突し、ター
ゲット原子を弾き飛ばす。そして弾き飛ばされたターゲ
ット原子を、陽極となるステージ２に保持された基板３
上に堆積させて成膜する。この際、電界に直交して発生
したマグネット６の磁界による作用でプラズマ密度の高
い部分が発生し、イオンのターゲット衝突量が増加する
マグネトロンプラズマ放電が発生する。このマグネトロ
ンプラズマ放電と並行して成膜材料活性化手段１１でタ
ーゲット４表面にエネルギーを照射する。この際、発光
分光分析装置３１でプラズマ状態を観察しながら出力調
整機３２（高周波電源７の出力調整機を兼ねても良
い。）で、成膜材料活性化手段１１や高周波電源７の出
力を調整することで、図４に示すように耐スパッタ性材
料であるＭｇＯから任意の個数のＭｇ原子とＯ原子がク
ラスター状でスパッタリングされ、高速で良質の薄膜を
基板３上に成膜することができる。
【００４５】上記第３実施形態に基づいた実施例３を以
下に示す。
下に示す。
【００４６】反応容器１内のステージ２に基板３を載置
した後、一旦反応容器１内を１×１０-4Ｐａ程度まで排
気ポート９を通じて真空引きを行った。ターゲット４に
はＭｇＯを使用した。ガス導入口８からプラズマ生成用
のスパッタリングガスとしてアルゴン１０ｍｌ／ｍｉｎ
で導入し、反応容器１内の圧力を圧力制御バルブ１０に
より１．０Ｐａに制御した。その後、ターゲット保持台
５に高周波電源７から１３．５６ＭＨｚの高周波の電圧
を１．５ｋＷ印加してマグネトロンプラズマ放電を発生
させた。このマグネトロンプラズマ放電と並行して成膜
材料活性化手段１１にＫｒＦエキシマレーザを使用し、
ターゲット４表面に照射した。すると、図４に示すよう
に、ＭｇＯがクラスター状でスパッタリングされ、基板
３上に成膜速度３００〜５００ｎｍ／ｍｉｎで成膜され
た。
した後、一旦反応容器１内を１×１０-4Ｐａ程度まで排
気ポート９を通じて真空引きを行った。ターゲット４に
はＭｇＯを使用した。ガス導入口８からプラズマ生成用
のスパッタリングガスとしてアルゴン１０ｍｌ／ｍｉｎ
で導入し、反応容器１内の圧力を圧力制御バルブ１０に
より１．０Ｐａに制御した。その後、ターゲット保持台
５に高周波電源７から１３．５６ＭＨｚの高周波の電圧
を１．５ｋＷ印加してマグネトロンプラズマ放電を発生
させた。このマグネトロンプラズマ放電と並行して成膜
材料活性化手段１１にＫｒＦエキシマレーザを使用し、
ターゲット４表面に照射した。すると、図４に示すよう
に、ＭｇＯがクラスター状でスパッタリングされ、基板
３上に成膜速度３００〜５００ｎｍ／ｍｉｎで成膜され
た。
【００４７】成膜過程でのＭｇＯクラスター化の観察に
は、発光分光分析装置３１を使用した。従来の電子ビー
ム蒸着法でスパッタリングを行った場合は、プラズマ中
のアルゴンイオンは波長３３０ｎｍ付近での発光が主に
観察され、ＭｇＯは波長５００ｎｍ付近でも発光が観察
されなかった。これに対し第３実施形態において同様の
発光分光分析を行いながら、成膜過程で波長５００ｎｍ
付近のＭｇＯの発光が一定となるように、ＫｒＦエキシ
マレーザ光源の出力や高周波電源７の出力を調整しなが
らスパッタリングを行った場合は、図４に示すようなＭ
ｇＯのクラスターが一定個数内であるように成膜を実施
することができた。
は、発光分光分析装置３１を使用した。従来の電子ビー
ム蒸着法でスパッタリングを行った場合は、プラズマ中
のアルゴンイオンは波長３３０ｎｍ付近での発光が主に
観察され、ＭｇＯは波長５００ｎｍ付近でも発光が観察
されなかった。これに対し第３実施形態において同様の
発光分光分析を行いながら、成膜過程で波長５００ｎｍ
付近のＭｇＯの発光が一定となるように、ＫｒＦエキシ
マレーザ光源の出力や高周波電源７の出力を調整しなが
らスパッタリングを行った場合は、図４に示すようなＭ
ｇＯのクラスターが一定個数内であるように成膜を実施
することができた。
【００４８】実施例３により形成された酸化マグネシウ
ム層の薄膜の膜質は、光学バンドギャップ値が７．７ｅ
Ｖ、Ｘ線解析による膜構造は（１，０，０）及び（１，
１，０）面に優先配向した。膜質に関しては成膜温度等
を変化させることで配向性を制御することも可能であ
る。形成された厚さ０．５μｍの酸化マグネシウム層を
誘電体保護膜として、３電極面放電方式によるプラズマ
ディスプレイパネルに応用したときの放電性能は、放電
開始電圧が１５０Ｖであり、良好な特性を示した。
ム層の薄膜の膜質は、光学バンドギャップ値が７．７ｅ
Ｖ、Ｘ線解析による膜構造は（１，０，０）及び（１，
１，０）面に優先配向した。膜質に関しては成膜温度等
を変化させることで配向性を制御することも可能であ
る。形成された厚さ０．５μｍの酸化マグネシウム層を
誘電体保護膜として、３電極面放電方式によるプラズマ
ディスプレイパネルに応用したときの放電性能は、放電
開始電圧が１５０Ｖであり、良好な特性を示した。
【００４９】尚、上記第３実施形態では、ＫｒＦエキシ
マレーザを使用したが、他のレーザ例えばＹＡＧレー
ザ、紫外線ランプ、近赤外線ランプあるいは遠赤外線ラ
ンプ光源による光照射を使用しても同様の効果がある。
マレーザを使用したが、他のレーザ例えばＹＡＧレー
ザ、紫外線ランプ、近赤外線ランプあるいは遠赤外線ラ
ンプ光源による光照射を使用しても同様の効果がある。
【００５０】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように本発明
によれば、ターゲット表面を活性化させながらプラズマ
によるスパッタリングを行い、クラスター化したＭｇＯ
を基板に堆積させて成膜速度が速く低コストで良質の保
護膜（薄膜）を形成することによって、プラズマディス
プレイパネルの低電圧化と発光効率向上を図ることがで
きる薄膜形成方法及び装置を提供することができる。
によれば、ターゲット表面を活性化させながらプラズマ
によるスパッタリングを行い、クラスター化したＭｇＯ
を基板に堆積させて成膜速度が速く低コストで良質の保
護膜（薄膜）を形成することによって、プラズマディス
プレイパネルの低電圧化と発光効率向上を図ることがで
きる薄膜形成方法及び装置を提供することができる。
【図１】本発明の第１実施形態の薄膜形成装置の概略構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図２】本発明の第２実施形態の薄膜形成装置の概略構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図３】本発明の第３実施形態の薄膜形成装置の概略構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図４】上記第１実施形態〜第３実施形態における成膜
工程の模式図。
工程の模式図。
【図５】従来法における成膜工程の模式図。
１ 反応容器 ２ ステージ（被処理体保持手段） ３ 基板（被処理体） ４ ターゲット（成膜材料） ５ ターゲット保持台（成膜材料保持手段） ７ 高周波電源 ８ ガス導入口 ９ 排気ポート １０ 圧力制御バルブ（圧力制御手段） １１ ターゲット活性化手段（成膜材料活性化手段） ２１ 加熱ヒータ（成膜材料加熱手段） ３１ 発光分光分析装置（プラズマ状態観察手段） ３２ 出力調整機（プラズマ状態制御手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K029 BD00 BD01 CA05 DA08 DC35 EA03 EA06 EA09 5C027 AA10 5C040 FA01 GB03 GB14 GE09 JA07 MA03 MA26
Claims (16)
- 【請求項１】 反応容器内を排気して真空状態にすると
共にスパッタリングガスを導入した状態で反応容器内を
所定圧力に制御し、成膜材料を保持した成膜材料保持手
段に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、成膜材
料表面を活性化させながら、プラズマにより成膜材料を
スパッタリングすることで成膜材料をクラスター化さ
せ、そのクラスター化された成膜材料を被処理体に堆積
させて成膜することを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】 成膜材料表面を活性化させる方法がレー
ザ光の照射である請求項１記載の薄膜形成方法。 - 【請求項３】 レーザの光源が、ＫｒＦ、ＡｒＦ等のエ
キシマレーザ、ＹＡＧレーザの第２又は第３高調波、Ｌ
Ｄのいずれかである請求項２記載の薄膜形成方法。 - 【請求項４】 成膜材料表面を活性化させる方法がラン
プ光の照射である請求項１記載の薄膜形成方法。 - 【請求項５】 ランプの光源が、紫外線、遠紫外線、赤
外線、遠赤外線のいずれかである請求項４記載の薄膜形
成方法。 - 【請求項６】 クラスター化された成膜材料を被処理体
に堆積させる際、成膜材料表面の活性化および／または
プラズマの強度を制御しながら成膜する請求項１〜５の
いずれかに記載の薄膜形成方法。 - 【請求項７】 反応容器内を排気して真空状態にすると
共にスパッタリングガスを導入した状態で反応容器内を
所定圧力に制御し、成膜材料を保持した成膜材料保持手
段に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ、成膜材
料に埋め込まれた加熱手段により成膜材料を加熱しなが
ら、プラズマにより成膜材料をスパッタリングすること
で成膜材料をクラスター化させ、そのクラスター化され
た成膜材料を被処理体に堆積させて成膜することを特徴
とする薄膜形成方法。 - 【請求項８】 被処理体を加熱可能に保持している請求
項１〜７のいずれかに記載の薄膜形成方法。 - 【請求項９】 真空状態の維持が可能な反応容器と、反
応容器内を所定圧力に制御する圧力制御手段と、反応容
器内にスパッタリングガスを供給するガス導入口と、成
膜材料が保持されて高周波電圧の印加が可能な成膜材料
保持手段と、スパッタリングにより成膜される被処理体
を成膜材料保持手段の対向位置で保持する被処理体保持
手段と、成膜材料保持手段に高周波電圧を印加してプラ
ズマを発生させる高周波電源と、成膜材料表面を活性化
させる成膜材料活性化手段とを有し、成膜材料表面の活
性化とプラズマによるスパッタリングを並行して行って
被処理体に成膜するように構成したことを特徴とする薄
膜形成装置。 - 【請求項１０】 成膜材料活性化手段がレーザである請
求項９記載の薄膜形成装置。 - 【請求項１１】 レーザの光源が、ＫｒＦ、ＡｒＦ等の
エキシマレーザ、ＹＡＧレーザの第２又は第３高調波、
ＬＤのいずれかである請求項１０記載の薄膜形成装置。 - 【請求項１２】 成膜材料活性化手段がランプである請
求項９記載の薄膜形成装置。 - 【請求項１３】 ランプの光源が、紫外線、遠紫外線、
赤外線、遠赤外線のいずれかである請求項１２記載の薄
膜形成装置。 - 【請求項１４】 成膜材料表面の活性化とプラズマによ
るスパッタリングを並行して行って被処理体に成膜する
際、プラズマ状態を観察するプラズマ状態観察手段を有
すると共に、その観察結果に基づいて、成膜材料活性化
手段の出力および／または高周波電源の出力を制御する
プラズマ状態制御手段を有する請求項９〜１３のいずれ
かに記載の薄膜形成装置。 - 【請求項１５】 真空状態の維持が可能な反応容器と、
反応容器内を所定圧力に制御する圧力制御手段と、反応
容器内にスパッタリングガスを供給するガス導入口と、
成膜材料が保持されて高周波電圧の印加が可能な成膜材
料保持手段と、スパッタリングにより成膜される被処理
体を成膜材料保持手段の対向位置で保持する被処理体保
持手段と、成膜材料保持手段に高周波電圧を印加してプ
ラズマを発生させる高周波電源と、成膜材料を加熱する
ために成膜材料に埋設した成膜材料加熱手段とを有し、
成膜材料の加熱とプラズマによるスパッタリングを並行
して行って被処理体に成膜するように構成したことを特
徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項１６】 被処理体を保持する被処理体保持手段
が、加熱可能に構成されている請求項９〜１５のいずれ
かに記載の薄膜形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000394288A JP3874607B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 薄膜形成方法 |
| KR1020010084670A KR20020053010A (ko) | 2000-12-26 | 2001-12-26 | 박막형성방법 및 장치 |
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|---|---|---|---|
| JP2000394288A JP3874607B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 薄膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002194539A true JP2002194539A (ja) | 2002-07-10 |
| JP3874607B2 JP3874607B2 (ja) | 2007-01-31 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000394288A Expired - Fee Related JP3874607B2 (ja) | 2000-12-26 | 2000-12-26 | 薄膜形成方法 |
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| KR (1) | KR20020053010A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009154130A1 (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-23 | 株式会社アルバック | プラズマディスプレイパネルの製造方法、成膜装置 |
| JP2018531324A (ja) * | 2015-10-09 | 2018-10-25 | 北京北方華創微電子装備有限公司Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｎａｕｒａ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． | 加熱装置および加熱チャンバ |
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| KR20040082814A (ko) * | 2003-03-20 | 2004-09-30 | 엘지전자 주식회사 | 플라즈마 디스플레이 패널용 산화막 증착 방법 |
| KR100739140B1 (ko) * | 2005-04-07 | 2007-07-13 | 엘지전자 주식회사 | 플라즈마 디스플레이 패널 소자 제조 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6055946A (ja) * | 1983-09-04 | 1985-04-01 | 土倉 満 | 生理用衛生ナプキンの改良 |
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| JPH04119982A (ja) * | 1990-09-11 | 1992-04-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化ホウ素膜の製造方法 |
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-
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- 2001-12-26 KR KR1020010084670A patent/KR20020053010A/ko active Search and Examination
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|---|---|
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