JP2010174349A - 蒸着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ホローカソード型プラズマガン３を使用してプラズマアシスト蒸着を行う装置において、蒸着プロセス室の圧力上昇による蒸着膜の膜質劣化等の問題を解消し、透明で緻密な酸化物膜等が得られる蒸着装置を提供する。
【解決手段】ホローカソード型プラズマガン３のプラズマ放出部１０３と蒸着室１０１との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室１０１へ通過可能な孔２１を有する隔壁２を有する。プラズマアシスト蒸着を行うためのホローカソード型プラズマガン３と、蒸着室１０１と、プラズマガン３のプラズマ放出部１０３と蒸着室１０１との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室１０１へ通過可能な孔２１を有する隔壁２とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】ホローカソード型プラズマガン３のプラズマ放出部１０３と蒸着室１０１との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室１０１へ通過可能な孔２１を有する隔壁２を有する。プラズマアシスト蒸着を行うためのホローカソード型プラズマガン３と、蒸着室１０１と、プラズマガン３のプラズマ放出部１０３と蒸着室１０１との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室１０１へ通過可能な孔２１を有する隔壁２とを有する。
【選択図】図１
Description
本発明は、蒸着装置に関し、特に、透明で緻密な酸化物膜等が得られる蒸着装置に関する。
従来より、酸化物膜等の薄膜の成膜装置として蒸着装置が広く使われている。また最近では、ホローカソード型ガンや、圧力勾配型プラズマガン等のプラズマガンを備え、アーク放電により発生したプラズマ流を原料まで導いて原料を加熱したり、該プラズマ流の高い反応性を利用してイオンプレーティングを高速に行う蒸着装置がある。
また、大面積基体への成膜をそれらのプラズマガンを用いて蒸着する場合は、それらのプラズマガンを複数配置して装置を構成すれば実現でき得ることは知られている。
また、大面積基体への成膜をそれらのプラズマガンを用いて蒸着する場合は、それらのプラズマガンを複数配置して装置を構成すれば実現でき得ることは知られている。
しかしながら、プラズマガンを配置して装置を構成する場合、プラズマを発生させるためのＡｒなど希ガスにより真空蒸着室（プロセス室とも称する）の圧力が高くなり、蒸着やイオンプレーティングなどで形成される蒸着膜の膜質や蒸着原料の蒸着効率に影響を及ぼすという問題があった。
特許文献１には、上記問題を解決すべく、蒸着原料の蒸発部の両側に真空排気口と真空排気手段とを有する蒸着装置が開示されている。
特許文献１には、上記問題を解決すべく、蒸着原料の蒸発部の両側に真空排気口と真空排気手段とを有する蒸着装置が開示されている。
しかしながら、上記特許文献１に開示の蒸着装置を用いても、蒸着プロセス室の圧力上昇による問題を十分に解決することができなかった。
本発明は、上記の従来の技術の問題点を克服し、ホローカソード型プラズマガンを使用してプラズマアシスト蒸着を行う装置において、蒸着プロセス室の圧力上昇による蒸着膜の膜質劣化等の問題を解消し、透明で緻密な酸化物膜等が得られる蒸着装置を提供しようとするものである。
本発明は、上記の従来の技術の問題点を克服し、ホローカソード型プラズマガンを使用してプラズマアシスト蒸着を行う装置において、蒸着プロセス室の圧力上昇による蒸着膜の膜質劣化等の問題を解消し、透明で緻密な酸化物膜等が得られる蒸着装置を提供しようとするものである。
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記の構成を採ることにより、上記の従来の技術の問題点を克服できることを見出した。
即ち、本発明の構成は、以下の通りである。
（１）ホローカソード型プラズマガンを使用してプラズマアシスト蒸着を行う装置であって、ホローカソード型プラズマガンのプラズマ放出部と蒸着室との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室へ通過可能な孔を有する隔壁を有する蒸着装置。
（２）プラズマアシスト蒸着を行うためのホローカソード型プラズマガンと、蒸着室と、該プラズマガンのプラズマ放出部と該蒸着室との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室へ通過可能な孔を有する隔壁とを有する蒸着装置。
（３）前記プラズマガンと前記隔壁との間に電位差を付与する手段を有する前記（１）又は（２）の蒸着装置。
即ち、本発明の構成は、以下の通りである。
（１）ホローカソード型プラズマガンを使用してプラズマアシスト蒸着を行う装置であって、ホローカソード型プラズマガンのプラズマ放出部と蒸着室との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室へ通過可能な孔を有する隔壁を有する蒸着装置。
（２）プラズマアシスト蒸着を行うためのホローカソード型プラズマガンと、蒸着室と、該プラズマガンのプラズマ放出部と該蒸着室との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室へ通過可能な孔を有する隔壁とを有する蒸着装置。
（３）前記プラズマガンと前記隔壁との間に電位差を付与する手段を有する前記（１）又は（２）の蒸着装置。
なお、「ホローカソード型プラズマガンのプラズマ放出部と蒸着室との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室へ通過可能な孔を有する隔壁」における「圧力的に仕切り」とは、該隔壁が、プラズマガンから放出されたプラズマを蒸着室へ通過可能な微小径の孔を有するが、プラズマガンからのプラズマ放出時に、プラズマ放出部と蒸着室とが異なる圧力になるようにすることを意味するものである。
より詳細には、プラズマ放出時において、プラズマ放出部の圧力を高く、蒸着室内の圧力は蒸着に適した真空度となるように低くすることを意味する。
より詳細には、プラズマ放出時において、プラズマ放出部の圧力を高く、蒸着室内の圧力は蒸着に適した真空度となるように低くすることを意味する。
本発明の蒸着装置は、プラズマ放出部と蒸着室との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室へ通過可能な孔を有する隔壁を有することにより、プロセス室へのプラズマ発生ガスの流入を少なくし、プロセス室の圧力を下げることができ、透明で緻密な酸化物膜等を得ることができる。
本発明の蒸着装置を実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。
図１は本発明の蒸着装置の1例の概略説明図である。図１に示す蒸着装置１は、筐体内部に蒸着室１０１及び被蒸着基体収容室１０２を有し、筐体外部より蒸着室１０１に向けてプラズマを放出できるように設置したホローカソード型プラズマガン３を有し、蒸着室１０１内部に蒸着源４及びガス導入孔８を有し、被蒸着基体収容室１０２内部に蒸着ドラム５、基体送出しロール６及び基体巻取りロール７を有し、そして、プラズマガン３からのプラズマが放出されるプラズマ放出部１０３と蒸着室１０１との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室１０１へ通過可能な孔２１を有する隔壁２を有する。
蒸着室１０１と被蒸着基体収容室１０２は、蒸着成分が、被蒸着基体収容室１０２内部に入り込まないように仕切１１で仕切られている。
蒸着ドラム５は、その一部分上で基体９に蒸着膜を成膜できるように、当該一部分が蒸着室１０１の内部に位置するように配置されている。
図１は本発明の蒸着装置の1例の概略説明図である。図１に示す蒸着装置１は、筐体内部に蒸着室１０１及び被蒸着基体収容室１０２を有し、筐体外部より蒸着室１０１に向けてプラズマを放出できるように設置したホローカソード型プラズマガン３を有し、蒸着室１０１内部に蒸着源４及びガス導入孔８を有し、被蒸着基体収容室１０２内部に蒸着ドラム５、基体送出しロール６及び基体巻取りロール７を有し、そして、プラズマガン３からのプラズマが放出されるプラズマ放出部１０３と蒸着室１０１との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室１０１へ通過可能な孔２１を有する隔壁２を有する。
蒸着室１０１と被蒸着基体収容室１０２は、蒸着成分が、被蒸着基体収容室１０２内部に入り込まないように仕切１１で仕切られている。
蒸着ドラム５は、その一部分上で基体９に蒸着膜を成膜できるように、当該一部分が蒸着室１０１の内部に位置するように配置されている。
隔壁２が有するプラズマが通過可能な孔２１の数と孔径は、プラズマ放出部１０３と蒸着室１０１との間を圧力的に仕切ることができる範囲であれば、特に限定されない。
プラズマガン３にＡｒ等の不活性ガスを送気しながらプラズマガン３より不活性ガスのプラズマを放出させる。
プラズマガン３より放出されたプラズマは隔壁２の孔２１を通過して蒸着室１０１内でプラズマ領域１０４を形成する。
また、隔壁２により、プラズマ放出部１０３と蒸着室１０１との間を圧力的に仕切ることにより、プラズマガン３からのプラズマ放出時に、プラズマ放出部１０３の圧力が高くなるが、別途設けた排気手段３１により差圧排気（差動排気）される。
プラズマガン３にＡｒ等の不活性ガスを送気しながらプラズマガン３より不活性ガスのプラズマを放出させる。
プラズマガン３より放出されたプラズマは隔壁２の孔２１を通過して蒸着室１０１内でプラズマ領域１０４を形成する。
また、隔壁２により、プラズマ放出部１０３と蒸着室１０１との間を圧力的に仕切ることにより、プラズマガン３からのプラズマ放出時に、プラズマ放出部１０３の圧力が高くなるが、別途設けた排気手段３１により差圧排気（差動排気）される。
蒸発源４から蒸発した蒸着原料粒子は、プラズマ領域１０４を通過する際に該プラズマにより活性化される。
また、ガス導入孔８から、Ｏ２やＮ２などの反応性ガスを導入することにより、酸化物膜や窒化物膜を形成することができる。
なお、蒸発源４から蒸着原料を蒸発させる際の加熱方式としては、特に限定されず、抵抗加熱方式、電子ビーム加熱方式、誘導加熱方式等の公知公用の方式を始めとし、様々な加熱方式を採ることができる。
また、ガス導入孔８から、Ｏ２やＮ２などの反応性ガスを導入することにより、酸化物膜や窒化物膜を形成することができる。
なお、蒸発源４から蒸着原料を蒸発させる際の加熱方式としては、特に限定されず、抵抗加熱方式、電子ビーム加熱方式、誘導加熱方式等の公知公用の方式を始めとし、様々な加熱方式を採ることができる。
また、プラズマガン３と隔壁２との間に電位差を付与する手段（電圧供給部Ｘ）を設けることが好ましい。この電位差を付与する手段によりプラズマの蒸着室へ通過量を制御することが可能になる。電位差を付与する手段としては、特に限定されないが、図１に示す蒸着装置１では、直流電源が使用され、図示しない可変手段により印加する電圧を適宜制御可能であることが好ましい。
以下に本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、ここに示す内容は本発明の精神から逸脱しない範囲で変更し得るものであり、下記の実施例に制限されるべきものではない。
〔実施例〕
図１に示す装置を用いた。詳細には、蒸着室１０１内部が幅１ｍ、奥行１ｍ、高さ０．９ｍで、ホローカソード型プラズマガン３のプラズマ出射孔径が３０ｍｍ、隔壁２は孔径６０ｍｍの孔がプラズマ出射孔のプラズマ出射方向前方０．１ｍに位置するようにし、蒸着源４と蒸着ドラム５との距離を０．５ｍとし、プラズマ放出部１０３から装置外部に差圧排気するための排気手段３１は、口径１５０ｍｍの排気口より排気速度１０００ｌ／ｓｅｃのターボ分子ポンプを用いた。プラズマガン３と隔壁２に印加する直流電源は６００Ｖ／５Ａを使った。印加する電圧は、〜１００Ｖで安定した蒸着を行うことができた。基体の搬送速度は５０ｍ／ｍｉｎで、蒸着源の蒸着原料はＡｌとし、蒸着原料を誘導加熱方式で約１３５０℃に加熱して蒸発させた。
プラズマガンにＡｒを１００ｓｃｃｍで流し、ガス導入孔８からはＯ2ガスを１０００ｓｃｃｍで流し、排気手段３１で差圧排気を行いながらプラズマ照射した際に、蒸着時の蒸着室１０１内の圧力は２×１０-2Ｐａとなった。
得られた酸化アルミニウム膜は透明で、ＳＥＭ画像の肉眼観察において緻密であることが確認された。
図１に示す装置を用いた。詳細には、蒸着室１０１内部が幅１ｍ、奥行１ｍ、高さ０．９ｍで、ホローカソード型プラズマガン３のプラズマ出射孔径が３０ｍｍ、隔壁２は孔径６０ｍｍの孔がプラズマ出射孔のプラズマ出射方向前方０．１ｍに位置するようにし、蒸着源４と蒸着ドラム５との距離を０．５ｍとし、プラズマ放出部１０３から装置外部に差圧排気するための排気手段３１は、口径１５０ｍｍの排気口より排気速度１０００ｌ／ｓｅｃのターボ分子ポンプを用いた。プラズマガン３と隔壁２に印加する直流電源は６００Ｖ／５Ａを使った。印加する電圧は、〜１００Ｖで安定した蒸着を行うことができた。基体の搬送速度は５０ｍ／ｍｉｎで、蒸着源の蒸着原料はＡｌとし、蒸着原料を誘導加熱方式で約１３５０℃に加熱して蒸発させた。
プラズマガンにＡｒを１００ｓｃｃｍで流し、ガス導入孔８からはＯ2ガスを１０００ｓｃｃｍで流し、排気手段３１で差圧排気を行いながらプラズマ照射した際に、蒸着時の蒸着室１０１内の圧力は２×１０-2Ｐａとなった。
得られた酸化アルミニウム膜は透明で、ＳＥＭ画像の肉眼観察において緻密であることが確認された。
〔比較例〕
隔壁２及び差圧排気のための排気手段３１を設けなかった以外は実施例と同様の装置で同様の処理を行ったところ、蒸着時の蒸着室１０１内の圧力は５×１０-2Ｐａとなった。得られた蒸着膜は、ＳＥＭ画像の肉眼観察において緻密でないことが確認された。
隔壁２及び差圧排気のための排気手段３１を設けなかった以外は実施例と同様の装置で同様の処理を行ったところ、蒸着時の蒸着室１０１内の圧力は５×１０-2Ｐａとなった。得られた蒸着膜は、ＳＥＭ画像の肉眼観察において緻密でないことが確認された。
１ 蒸着装置
２ 隔壁
３ ホローカソード型プラズマガン
４ 蒸着源
５ 蒸着ドラム
６ 基体送出しロール
７ 基体巻取りロール
８ ガス導入孔
９ 基体
１１ 仕切
２１ 孔
３１ 排気手段
１０１ 蒸着室
１０２ 被蒸着基体収容室
１０３ プラズマ放出部
１０４ プラズマ領域
Ｘ 電圧供給部
２ 隔壁
３ ホローカソード型プラズマガン
４ 蒸着源
５ 蒸着ドラム
６ 基体送出しロール
７ 基体巻取りロール
８ ガス導入孔
９ 基体
１１ 仕切
２１ 孔
３１ 排気手段
１０１ 蒸着室
１０２ 被蒸着基体収容室
１０３ プラズマ放出部
１０４ プラズマ領域
Ｘ 電圧供給部
Claims (3)
- ホローカソード型プラズマガンを使用してプラズマアシスト蒸着を行う装置であって、ホローカソード型プラズマガンのプラズマ放出部と蒸着室との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室へ通過可能な孔を有する隔壁を有する蒸着装置。
- プラズマアシスト蒸着を行うためのホローカソード型プラズマガンと、蒸着室と、該プラズマガンのプラズマ放出部と該蒸着室との間を圧力的に仕切りかつプラズマが蒸着室へ通過可能な孔を有する隔壁とを有する蒸着装置。
- 前記プラズマガンと前記隔壁との間に電位差を付与する手段を有する請求項１又は２記載の蒸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009019610A JP2010174349A (ja) | 2009-01-30 | 2009-01-30 | 蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2009019610A JP2010174349A (ja) | 2009-01-30 | 2009-01-30 | 蒸着装置 |
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|---|---|
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Family Applications (1)
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| JP2009019610A Pending JP2010174349A (ja) | 2009-01-30 | 2009-01-30 | 蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010174349A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011021214A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Toppan Printing Co Ltd | 成膜装置およびガスバリア性積層体ならびに光学部材 |
| JP2011029238A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-10 | Fujifilm Corp | 結晶性ホモロガス化合物層を含む積層体の製造方法及び電界効果型トランジスタ |
| JP2015514864A (ja) * | 2012-02-27 | 2015-05-21 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツル フェルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシュング エー ファウＦｒａｕｎｈｏｆｅｒ−Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｚｕｒ Ｆｏｅｒｄｅｒｕｎｇ ｄｅｒ ａｎｇｅｗａｎｄｔｅｎ Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇ ｅ．Ｖ． | 基板にＬｉＰＯＮ層を析出させる方法 |
-
2009
- 2009-01-30 JP JP2009019610A patent/JP2010174349A/ja active Pending
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| JP2015514864A (ja) * | 2012-02-27 | 2015-05-21 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツル フェルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシュング エー ファウＦｒａｕｎｈｏｆｅｒ−Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｚｕｒ Ｆｏｅｒｄｅｒｕｎｇ ｄｅｒ ａｎｇｅｗａｎｄｔｅｎ Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇ ｅ．Ｖ． | 基板にＬｉＰＯＮ層を析出させる方法 |
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