JP2016089257A - 電極、プラズマｃｖｄ装置、成膜方法および膜付き部材 - Google Patents

Abstract

【課題】安定的な成膜を行うことができるプラズマＣＶＤ装置に用いることができる電極の提供。
【解決手段】第１面および前記第１面の反対側の第２面を有する電極体１１と、前記第１面の側から前記第２面の側へ成膜材料を流す第１ノズル１２Ａと、前記第１面の側から前記第２面の側へ不活性ガスを流す第２ノズル１２Ｂとを有する電極１。電極１を前記第２面の側から平面視した際に、複数の第１ノズル１２Ａが配置された第１領域１７と、前記第１領域１７よりも電極の外周側に設けられ、第２ノズル１２Ｂが配された第２領域１８とを有する電極１。
【選択図】図３

Description

本発明は、電極、プラズマＣＶＤ装置、成膜方法および膜付き部材に関する。

薄膜の形成装置として、プラズマＣＶＤ装置が知られている（例えば、特許文献１参照
）。

プラズマＣＶＤ装置は、一般に、電力を供給する電極を配置した真空室を有し、この真
空室内に処理すべき基材（半導体ウェハーやガラス基板等）を設置し、真空室内を減圧し
た状態で当該真空室内に反応性ガスを導入し、電極に電力を供給して真空室内にプラズマ
を発生せしめて化学反応により基材上に物質を堆積する処理を行うことにより、基材上に
膜を形成する。

しかしながら、従来のプラズマＣＶＤ装置では、絶縁性の膜を形成すると、異常放電が
発生して、成膜が不安定となり形成される膜の膜質が低いものとなったり、電極材料がス
パッタされて異物の発生を招く等の問題があった。

特開２０００−９１２４４号公報

本発明の目的は、安定的な成膜を行うことができるプラズマＣＶＤ装置を提供すること
、安定的な成膜を行うことができるプラズマＣＶＤ装置に用いることができる電極を提供
すること、安定的な成膜を行うことができる成膜方法を提供すること、また、優れた膜質
の膜を備えた膜付き部材を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の電極は、第１面および前記第１面の反対側の第２面を有する電極体と、
前記第１面の側から前記第２面の側へ成膜材料を流す第１ノズルと、
前記第１面の側から前記第２面の側へ不活性ガスを流す第２ノズルとを有することを特
徴とする。

これにより、安定的な成膜を行うことができるプラズマＣＶＤ装置に用いることができ
る電極を提供することができる。

本発明の電極では、前記第２ノズルは、前記第１面から前記第２面に向かう方向に、断
面積が漸減する断面積漸減部を有するものであることが好ましい。

これにより、第２ノズルの内部に成膜材料やその反応生成物が侵入することをより効果
的に防止することができる。また、第２ノズルを流れてきた不活性ガスを、第１ノズルか
ら放出されたガスに含まれる成膜材料と好適に混合させることができるため、成膜材料の
化学反応がより効率よく進行し、成膜速度の向上を図ることができる。

本発明の電極では、電極を前記第２面の側から平面視した際に前記第１ノズルが占める
面積をＳ_１［ｍｍ^２］、電極を前記第２面の側から平面視した際に前記第２ノズルが占め
る面積をＳ_２［ｍｍ^２］としたとき、０．０１≦Ｓ_２／Ｓ_１≦２５．０の関係を満足する
ことが好ましい。
これにより、膜付き部材の生産性を特に優れたものとすることができる。

本発明の電極では、電極を前記第２面の側から平面視した際に、複数の第１ノズルが配
置された第１領域と、前記第１領域よりも電極の外周側に設けられ、第２ノズルが配され
た第２領域とを有することが好ましい。

これにより、成膜速度をさらに高めることができるとともに、成膜材料の無駄を効率よ
く防止することができ、省資源の観点からも好ましい。

本発明の電極では、電極を前記第２面の側から平面視した際の電極の面積をＳ_０［ｍｍ
^２］、電極を前記第２面の側から平面視した際に前記第１ノズルが占める面積をＳ_１［ｍ
ｍ^２］としたとき、４．０Ｅ−４≦Ｓ_１／Ｓ_０≦１．５Ｅ−２の関係を満足することが好
ましい。

これにより、第１ノズルからのガスの噴射圧力を極端に高いものとすることなく、成膜
速度を大きいものとすることができ、膜付き部材の生産性を特に優れたものとすることが
できる。また、第１電極の機械的強度を特に優れたものとすることができるとともに、第
１電極の製造も容易に行うことができる。

本発明のプラズマＣＶＤ装置は、基材上に膜を形成するプラズマＣＶＤ装置であって、
本発明の電極と、
前記基材が設置される他の電極とを備えることを特徴とする。

これにより、安定的な成膜を行うことができるプラズマＣＶＤ装置を提供することがで
きる。

本発明の成膜方法は、本発明のプラズマＣＶＤ装置を用いて膜を形成することを特徴と
する。
これにより、安定的な成膜を行うことができる成膜方法を提供することができる。

本発明の膜付き部材は、基材と、
本発明のプラズマＣＶＤ装置を用いて形成された膜とを備えることを特徴とする。
これにより、優れた膜質の膜を備えた膜付き部材を提供することができる。

本発明の膜付き部材は、基材と、
本発明の成膜方法を用いて形成された膜とを備えることを特徴とする。
これにより、優れた膜質の膜を備えた膜付き部材を提供することができる。

本発明のプラズマＣＶＤ装置の好適な実施形態の概略を模式的に示す縦断面図である。 図１に示す本発明のプラズマＣＶＤ装置の第１電極（本発明の電極）のノズル近傍を模式的に示す拡大断面図である。 図１に示す本発明のプラズマＣＶＤ装置を構成する第１電極の模式的な平面図である。 本発明が適用されたノズルプレートを備えたインクジェットヘッドの好適な実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の膜付き部材が適用されたインクジェット式記録装置の好適な実施形態を示す概略図である。

以下、添付する図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細な説明をする
。

《プラズマＣＶＤ装置》
まず、本発明のプラズマＣＶＤ装置、電極について説明する。

図１は、本発明のプラズマＣＶＤ装置の好適な実施形態の概略を模式的に示す縦断面図
、図２は、図１に示す本発明のプラズマＣＶＤ装置の第１電極（本発明の電極）のノズル
近傍を模式的に示す拡大断面図、図３は、図１に示す本発明のプラズマＣＶＤ装置を構成
する第１電極の模式的な平面図である。

プラズマＣＶＤ装置１０は、第１電極１と、膜が形成されるべき基材が設置される第２
電極２と、第１電極１および第２電極２を収容する真空室（チャンバー）５と、真空室５
内を排気する排気手段６と、真空室５内に成膜材料を含むガスを供給する第１ガス供給手
段７と、真空室５内に不活性ガスを供給する第２ガス供給手段８と、電源９とを備えてい
る。

第１電極１は、図示しない整合回路を介して、電源（高周波電源）９に電気的に接続さ
れている。

第２電極２は接地（アース）されており、第１電極１との間で電位差を生じるように構
成されている。

真空室５は、排気手段６によって内部の空気が排気されたうえで、第１ガス供給手段７
により成膜材料を含むガスが供給され、かつ、第２ガス供給手段８により不活性ガスが供
給されるように構成されている。

排気手段６としては、例えば、油回転ポンプ、ドライポンプ、ターボ分子ポンプ（ＴＭ
Ｐ）、メカニカルブースターポンプ（ＭＢＰ）等の各種ポンプを用いることができる。

第１ガス供給手段７、第２ガス供給手段８としては、例えば、ガスボンベを用いること
ができる。

第１ガス供給手段７から供給されるガスは、少なくとも、成膜材料を含むものであり、
さらに、不活性ガス等のキャリアガスを含むもの（成膜材料とキャリアガスとの混合ガス
）であってもよい。

成膜材料は、形成すべき膜の組成により異なるが、例えば、窒化ケイ素で構成された膜
を形成するものである場合、ＳｉＨ_４等のＳｉ含有ガスとＮＨ_３等のＮ含有ガスとを組み
合わせて用いることができる。また、後に説明する液滴吐出装置のノズルプレート等に適
用することができる絶縁性膜（ＰＰＳｉ膜）を形成する場合、成膜材料としては、ＯＭＴ
Ｓ（オクタメチルトリシロキサン）等を用いることができる。

また、キャリアガスとしては、例えば、アルゴン、水素、窒素等を好適に用いることが
できる。

なお、図示の構成では、１つの第１ガス供給手段７を備えているが、第１ガス供給手段
７を複数備えていてもよい。

これにより、例えば、異なる組成のガスを個別に供給することができる。より具体的に
は、複数種の成膜材料を用いる場合において、第１の成膜材料を含むガスと、第１の成膜
材料とは異なる第２の成膜材料を含むガスとを個別に供給することができる。このように
、複数種のガスを個別に供給することにより、例えば、ガスを貯蔵する容器（ガスボンベ
等）の管理が容易となる。また、複数種のガスの混合比率等を容易に調整することができ
る。

第２ガス供給手段８から供給されるガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガ
スを含むものである。

なお、第２ガス供給手段８から供給されるガスは、少なくとも、不活性ガスを含むもの
であり、さらに、他の成分を含むものであってもよい。例えば、成膜材料を含むものであ
ってもよい。ただし、この場合、第２ガス供給手段８から供給されるガス全体に占める成
膜材料の割合は、第１ガス供給手段７から供給されるガス全体に占める成膜材料の割合よ
りも低いものである。

なお、図示の構成では、１つの第２ガス供給手段８を備えているが、第２ガス供給手段
８を複数備えていてもよい。

そして、第１電極１は、実体を有する電極体１１と、ガスが流れる空間としてのノズル
１２とを有している。

電極体１１は、主面として、第１面１３、および、その反対側に設けられ第２電極２に
対向する面である第２面１４を有している。

ノズル１２は、電極体１１の厚さ方向（第１面１３から第２面１４へ向かう方向）に貫
通するものであり、ガスを第１面１３から第２面１４へ向かう方向に噴射するものである
。

このように、第１電極１と第２電極２の間の空間にガス（成膜材料、キャリアガス等）
を導入する貫通孔（ノズル）１２が第１電極１に設けられていることにより、第２電極２
に設置された基材に向けて当該ガスを効率よく供給することができ、成膜に利用されない
成膜材料の割合を少なくすることができ、効率のよい成膜を行うことができる。また、基
材に形成される膜の膜厚の不本意なばらつきを効果的に防止することができる。

特に、第１電極１は、ノズル１２として、第１ガス供給手段７から供給されたガス（成
膜材料を含むガス）が流れる空間としての第１ノズル１２Ａと、第２ガス供給手段８から
供給されたガス（不活性ガスを含むガス）が流れる空間としての第２ノズル１２Ｂとを有
している。

このような構成であることにより、少なくとも、第２ノズル１２Ｂの内壁面は、成膜材
料や成膜材料の反応生成物との接触やこれらの付着が防止され、導電性を有する表面が露
出した状態を確保することができる。このため、異常放電の発生（より具体的には、例え
ば、成膜材料の反応生成物の付着による第１電極１の絶縁化が生じた後に、その状態で電
圧印加を行うことによって絶縁破壊が生じることによる異常放電の発生）を効果的に防止
・抑制することができる。その結果、プラズマＣＶＤによる成膜を長期間にわたって安定
的に行うことができ、形成される膜の膜質も良好なものとすることができる。また、電極
材料がスパッタされ、形成される膜中に異物が含まれる等の弊害の発生も確実に防止する
ことができる。また、第２ノズル１２Ｂを有することにより、第１電極１の表面に、外部
に露出しており、かつ、成膜材料の反応生成物が付着しにくい領域を確保することができ
るため、例えば、比較的厚い膜を形成した場合や、長期間にわたって成膜を行った場合等
であっても、良好な成膜を安定的に行うことができる。したがって、例えば、プラズマＣ
ＶＤ装置１０の清掃、メンテナンスの頻度を減らしたり、清掃、メンテナンスに要する時
間を短くした場合等であっても、好適な成膜を行うことができる。その結果、膜付き部材
の生産性を優れたものとすることができる。また、過度の清掃等を行わなくても済むため
、プラズマＣＶＤ装置１０の長寿命化を図ることができる。

第１ノズル１２Ａは、第１ガス供給手段７と接続しており、少なくとも成膜材料を含む
ガスが流れるものである。第１ノズル１２Ａを流れるガス（第１面１３側から供給される
ガス）は、成膜材料に加え、さらに、不活性ガス等のキャリアガスを含むもの（成膜材料
とキャリアガスとの混合ガス）であってもよい。

第２ノズル１２Ｂは、第２ガス供給手段８と接続しており、不活性ガスを含むガスが流
れるものである。第２ノズル１２Ｂを流れるガス（第１面１３側から供給されるガス）は
、少なくとも、不活性ガスに加え、さらに、他の成分を含むものであってもよい。例えば
、成膜材料を含むものであってもよい。ただし、この場合、第２ノズル１２Ｂを流れるガ
ス全体に占める成膜材料の割合は、第１ノズル１２Ａを流れるガス全体に占める成膜材料
の割合よりも低いものである。

上記のように、第２ノズル１２Ｂを流れるガス（第１面１３側から供給されるガス）は
、少なくとも、不活性ガス以外の成分として、成膜材料を含むものであってもよいが、成
膜材料を含まないものであるのが好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。

第１電極１を平面視した際の第１ノズル１２Ａの形状は、特に限定されないが、円形で
あるのが好ましい。
これにより、ガスの供給をより円滑に行うことができる。

第１ノズル１２Ａの直径は、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．
２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であるのがより好ましい。

これにより、ガスの噴射圧力が極端に高くなることを防止しつつ、十分な量（単位時間
当たりの供給量）のガスを供給することができる。その結果、成膜の効率（膜付き部材の
生産性）を特に優れたものとしつつ、不本意な膜厚のばらつきの発生等をより効果的に防
止することができる。

また、第１ノズル１２Ａの縦断面形状は、特に限定されないが、図１、図２に示すよう
に、第１面１３から第２面１４に向かう方向（第１電極１の法線方向）と平行な直線形状
（長方形状）であるのが好ましい。

これにより、第１ノズル１２Ａから第２面１４側の空間に噴射されるガスに含まれる成
膜材料の不本意な拡散を効果的に防止することができる。

隣り合う第１ノズル１２Ａのピッチ（中心間距離）は、１．５ｍｍ以上１５．０ｍｍ以
下であるのが好ましく、３．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であるのがより好ましい。

これにより、基材の各部位に供給されるガスまたは成膜材料の反応生成物の量のばらつ
きをより効果的に防止することができ、不本意な膜厚のばらつきの発生等がより効果的に
防止された膜を形成することができる。また、第１電極１の機械的強度を特に優れたもの
とすることができるとともに、第１電極１の製造も容易に行うことができる。

第１電極１を第２面１４の側から平面視した際の第１電極１の面積（総面積）をＳ_０［
ｍｍ^２］、第１電極１を第２面１４の側から平面視した際に第１ノズル１２Ａが占める面
積（総面積）をＳ_１［ｍｍ^２］としたとき、４．０Ｅ−４≦Ｓ_１／Ｓ_０≦１．５Ｅ−２の
関係を満足するのが好ましく、１．５Ｅ−３≦Ｓ_１／Ｓ_０≦１．１Ｅ−２の関係を満足す
るのがより好ましい。

これにより、第１ノズル１２Ａからのガスの噴射圧力を極端に高いものとすることなく
、成膜速度を大きいものとすることができ、膜付き部材の生産性を特に優れたものとする
ことができる。また、第１電極１の機械的強度を特に優れたものとすることができるとと
もに、第１電極１の製造も容易に行うことができる。

第１電極１を平面視した際の第２ノズル１２Ｂの形状は、特に限定されないが、円形で
あるのが好ましい。
これにより、ガスの供給をより円滑に行うことができる。

また、第２ノズル１２Ｂの縦断面形状は、特に限定されないが、図１、図２に示すよう
に、第１面１３から第２面１４に向かう方向に、断面積が漸減する断面積漸減部を有する
ものであるのが好ましい。

これにより、第２ノズル１２Ｂの開口部（第２面１４での開口部）付近で第２ノズル１
２Ｂを流れてきたガスの圧力を高め、第２ノズル１２Ｂの内部に成膜材料やその反応生成
物が侵入することをより効果的に防止することができる。また、第２ノズル１２Ｂを流れ
てきた不活性ガスが、第２ノズル１２Ｂから放出され第２電極２側に向かう際に効果的に
拡散し、当該不活性ガスを、第１ノズル１２Ａから放出されたガスに含まれる成膜材料と
好適に混合させることができるため、成膜材料の化学反応がより効率よく進行し、成膜速
度の向上を図ることができる。また、第１電極１の厚さに対する第２ノズル１２Ｂの表面
積の割合を大きいものとすることができるため、前述したような導電性を有する表面が露
出した状態を確保することによる効果をより顕著に発揮させることができる。

また、第２ノズル１２Ｂが前述したような断面積漸減部を有するものである場合、当該
断面積漸減部は、第１電極１の厚さ方向のいかなる部位に設けられたものであってもよい
が、図示のように、少なくとも、第２面１４と交差する領域に設けられているのが好まし
く、第２ノズル１２Ｂの厚さ方向全体にわたって設けられているのがより好ましい。これ
により、前述したような効果をより顕著に発揮させることができる。すなわち、第２ノズ
ル１２Ｂの開口部（第２面１４での開口部）付近で第２ノズル１２Ｂを流れてきたガスの
圧力を最大とすることができ、第２ノズル１２Ｂの内部に成膜材料やその反応生成物が侵
入することをさらに効果的に防止することができるとともに、第２ノズル１２Ｂから放出
された不活性ガスを第２電極２側に向かう際により効率よく拡散させることができる。

第２ノズル１２Ｂの直径（第２面１４における直径）は、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以
下であるのが好ましく、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であるのがより好ましい。
これにより、前述したような効果をより効果的に発揮させることができる。

また、図３に示すように、本実施形態では、第１電極１は、第１電極１を第２面１４の
側から平面視した際に、複数の第１ノズル１２Ａが配置された第１領域１７と、第１領域
１７よりも第１電極１の外周側に設けられ第２ノズル１２Ｂが配された第２領域１８とを
有している。

これにより、第１ノズル１２Ａから放出された成膜材料の不必要な拡散（例えば、第１
電極１を平面視した際の第１電極１の中心から外周へと向かう方向への不本意な拡散）を
防止することができ、第２電極２に設置された基材に向けて選択的に成膜材料を付与する
ことができる。その結果、成膜速度をさらに高めることができるとともに、成膜材料の無
駄を効率よく防止することができ、省資源の観点からも好ましい。

隣り合う第２ノズル１２Ｂのピッチ（中心間距離）は、１．５ｍｍ以上１５．０ｍｍ以
下であるのが好ましく、２．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であるのがより好ましい。

これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。また、第１電極１の機械的
強度を特に優れたものとすることができるとともに、第１電極１の製造も容易に行うこと
ができる。

第１電極１を第２面１４の側から平面視した際に第１ノズル１２Ａが占める面積（総面
積）をＳ_１［ｍｍ^２］、第１電極１を第２面１４の側から平面視した際に第２ノズル１２
Ｂが占める面積（総面積）をＳ_２［ｍｍ^２］としたとき、０．０１≦Ｓ_２／Ｓ_１≦２５．
０の関係を満足するのが好ましく、０．０７≦Ｓ_２／Ｓ_１≦１４．０の関係を満足するの
がより好ましい。

これにより、成膜材料の供給速度と導電性が保持される表面の面積とのバランスをより
良好なものとすることができる。その結果、成膜速度の向上を図りつつ、プラズマＣＶＤ
装置１０の清掃、メンテナンスの頻度を減らしたり、清掃、メンテナンスに要する時間を
短くすることができ、膜付き部材の生産性を特に優れたものとすることができる。

第１電極１（電極体１１）は、導電性を有するものであれば、いかなる材料で構成され
たものであってもよいが、例えば、アルミニウム等の各種金属を用いることができる。

また、第１電極１の表面には、表面処理が施されていてもよい。
これにより、例えば、第１電極１の耐食性の向上や、スパッタ現象に対する耐性の向上
等を図ることができる。

第１電極１が主としてアルミニウムで構成されたものである場合、前記表面処理として
は、アルマイト処理を採用することができる。これにより、前述したような効果をより顕
著に発揮させることができる。

第２電極２は、通常、膜を形成すべき基材の面積以上の面積を有するものである。
第２電極２を平面視した際の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、円形状で
ある。
これにより、ウェハー状の基材等に対して、より好適に成膜処理を行うことができる。

第２電極２は、通常、第１電極１と同様の形状、大きさを有するものである。
これにより、より安定した成膜を行うことができる。

本発明のプラズマＣＶＤ装置を用いて形成される膜の２５℃における体積抵抗率は、１
×１０^１１Ω・ｃｍ以上であるのが好ましく、１×１０^１２Ω・ｃｍ以上であるのがより
好ましい。

このように、形成される膜の絶縁性の高いものであると、安定的な成膜ができずに、形
成される膜の膜質が低下するという問題がより顕著に発生していたが、本発明では、この
ように絶縁性の高い膜を形成する場合であっても、このような問題の発生を確実に防止す
ることができる。すなわち、このように絶縁性の高い膜を形成する場合に、本発明による
効果がより顕著に発揮される。

《成膜方法（膜の製造方法）》
本発明の成膜方法は、本発明のプラズマＣＶＤ装置を用いて膜を形成することを特徴と
する。
これにより、安定的な成膜を行うことができる成膜方法を提供することができる。

以下、前述したプラズマＣＶＤ装置１０を用いて膜を形成する方法の一例について説明
する。

本実施形態の製造方法は、排気手段６により、真空室５の内部を減圧する減圧工程（１
ａ）と、第２ガス供給手段８から第２ノズル１２Ｂを介して第１電極１と第２電極２との
間に不活性ガスを供給するとともに、第１ガス供給手段７から第１ノズル１２Ａを介して
第１電極１と第２電極２との間に成膜材料を含むガスを供給する成膜材料供給工程（１ｂ
）と、電源９により第１電極１と第２電極２との間に電圧を印加することによりプラズマ
を発生させるプラズマ発生工程（１ｃ）とを有する。

＜減圧工程＞
まず、真空室５の内部にガスを供給するのに先立ち、真空室５の内部を排気手段６によ
り減圧する。

これにより、真空室５の内部を、効率よく、第１ガス供給手段７から供給されるガス、
第２ガス供給手段８から供給されるガスに置換することができる。

減圧工程で減圧された状態での真空室５の内部の圧力は、特に限定されないが、０．０
１Ｐａ以上１Ｐａ以下であるのが好ましく、０．１Ｐａ以上０．５Ｐａ以下であるのがよ
り好ましい。

これにより、真空室５の内部を、より効率よく、第１ガス供給手段７から供給されるガ
ス、第２ガス供給手段８から供給されるガスに置換することができるとともに、成膜の効
率（膜付き部材の生産性）を特に優れたものとすることができる。

これに対し、減圧工程で減圧された状態での真空室５の内部の圧力が前記上限値を超え
ると、真空室５の内部のガスの置換効率が低下する。

また、減圧工程で減圧された状態での真空室５の内部の圧力が前記下限値未満であると
、真空室５の内部のガスの置換効率のさらなる向上が困難となるだけでなく、減圧工程に
要する時間が長くなるため、成膜の効率（膜付き部材の生産性）が低下する。また、過度
の減圧は、排気手段６等への負荷が大きくなり、プラズマＣＶＤ装置１０の安定的な運転
や長寿命化の観点等からも不利である。

＜成膜材料供給工程＞
その後、減圧された状態の真空室５の内部に成膜材料を含むガスを供給する。

これにより、真空室５の内部を、成膜材料等の各成分を所望の含有率で含むものとする
ことができる。その結果、後のプラズマ発生工程において、成膜を好適に進行させること
ができる。

成膜材料供給工程でガスが供給された状態での真空室５の内部の圧力は、特に限定され
ないが、０．１Ｐａ以上９００Ｐａ以下であるのが好ましく、１Ｐａ以上５００Ｐａ以下
であるのがより好ましい。

これにより、後のプラズマ発生工程での成膜の効率（膜付き部材の生産性）を特に優れ
たものとすることができる。

＜プラズマ発生工程＞
その後、電源９により第１電極１と第２電極２との間に電圧を印加する。

これにより、ガスがプラズマ状態となり、成膜材料は励起され、化学的に活性な状態と
なる。そして、化学的に活性な状態となった成膜材料が化学反応し、成膜材料の反応生成
物で構成された膜が基材上に形成される。

ここで、前述したように、プラズマＣＶＤ装置１０は、第１ノズル１２Ａに加え第２ノ
ズル１２Ｂが設けられた第１電極１を備えるものであるため、成膜材料の反応生成物が付
着することが防止された領域（第２ノズル１２Ｂ内壁面）を有しており、本工程で基材へ
の成膜を行った場合に、第１電極１において、導電性を有する表面が露出した状態を確保
することができる。このため、異常放電の発生を効果的に防止・抑制することができ、プ
ラズマＣＶＤによる成膜を長期間にわたって安定的に行うことができ、形成される膜の膜
質も良好なものとすることができる。また、電極材料がスパッタされ、形成される膜中に
異物が含まれる等の弊害の発生も確実に防止することができる。

本工程は、前述したような効果を得るため第２ガス供給手段８から不活性ガスを噴射し
つつ行う。

また、本工程では、成膜材料の反応を継続的に進行させるため、通常、第１ガス供給手
段７からガスを供給しつつ行う。

これにより、例えば、成膜時間を調整することにより、形成する膜の厚さを調整するこ
とができる。

ところで、従来においては、成膜時間を長くしたり、厚みの大きい膜を形成しようとし
た際に、前述したような異常放電による不具合が特に生じ易かったが、本発明では、成膜
時間を長くした場合、厚みの大きい膜を形成する場合であっても、上記のような問題の発
生を確実に防止することができ、良好な成膜を安定的に行うことができる。

本工程で形成する膜の厚さは、特に限定されないが、０．１μｍ以上５．０μｍ以下で
あるのが好ましく、０．２μｍ以上１．０μｍ以下であるのがより好ましい。

このように、膜厚が比較的厚い場合に、前記のような問題がより顕著に発生していたが
、本発明では、このように膜厚が比較的厚い場合であっても、前記のような問題の発生を
確実に防止することができる。したがって、膜の厚さが前記範囲内の値である場合に、本
発明による効果がより顕著に発揮される。また、膜の厚さが前記範囲内の値である場合に
は、膜の内部応力が高くなりすぎること等を防止することができ、膜の基材に対する密着
性、膜の信頼性等を特に優れたものとすることができる。

第１ガス供給手段７、第２ガス供給手段８からガスの供給に伴い、真空室５内部の圧力
が高くなることを防止するため（真空度保持のため）に、本工程では、排気手段６による
排気を行ってもよい。

プラズマ発生工程での真空室５の内部の圧力は、特に限定されないが、０．１Ｐａ以上
９００Ｐａ以下であるのが好ましく、１Ｐａ以上５００Ｐａ以下であるのがより好ましい
。

これにより、成膜の効率（膜付き部材の生産性）を特に優れたものとすることができる
。

《膜付き部材》
次に、本発明の膜付き部材について、説明する。

本発明の膜付き部材は、基材と、前述したプラズマＣＶＤ装置を用いて形成された膜と
を備えるものである。

前述したように、本発明のプラズマＣＶＤ装置は、形成される膜の膜質の低下を防止し
、安定的な成膜を行うことができる。したがって、優れた膜質の膜を備えた膜付き部材を
提供することができる。

膜付き部材が備える膜は、前述した本発明の成膜方法を用いて好適に形成することがで
きる。

なお、前述したような本発明のプラズマＣＶＤ装置、成膜方法を用いて膜が形成された
基材をそのまま膜付き部材として用いてもよいし、膜が形成された基材に対して切断等の
加工を施したものを本発明の膜付き部材としてもよい。

また、膜付き部材が備える膜は、前述したプラズマＣＶＤ装置を用いて形成された膜を
そのまま備えるものであってもよいし、成膜後に他の処理を施されたものであってもよい
。

本発明の膜付き部材は、いかなる用途のものであってもよく、例えば、半導体装置、等
に適用することができる。

また、本発明の膜付き部材は、例えば、液滴吐出装置（インクジェット式記録装置）の
液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を構成するノズルプレートに好適に適用するこ
とができる。液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）は微細な構造を有しており、わず
かな寸法のずれが、液滴吐出特性に大きな影響を与える。また、液滴吐出ヘッドでは、ノ
ズルプレートでのインクの過度な濡れ広がりを防止するために、撥液膜を設けることが一
般に行われているが、この撥液膜における組成のばらつきや厚さのばらつき等も液滴吐出
特性に大きな影響を与える。したがって、本発明を液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッ
ド）を構成するノズルプレートに適用した場合に、本発明の効果がより顕著に発揮される
。

《インクジェットヘッド》
以下、本発明の膜付き部材の一例としてのノズルプレートを備えたインクジェットヘッ
ドについて説明する。

図４は、本発明が適用されたノズルプレートを備えたインクジェットヘッドの好適な実
施形態を模式的に示す断面図である。

図４に示すインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）１００は、インク溜め８７が形成
されたシリコン基板８１と、シリコン基板８１上に形成された振動板８２と、振動板８２
上の所望位置に形成された下電極８３と、下電極８３上であって、インク溜め８７に対応
した位置に形成された圧電体薄膜８４と、圧電体薄膜８４上に形成された上電極８５と、
シリコン基板８１の下面に接合されたノズルプレート８６とを備えている。ノズルプレー
ト８６には、インク溜め８７に連通するインク吐出ノズル（貫通孔）８６Ａが設けられて
いる。

このインクジェットヘッド１００は、図示しないインク流路を介してインク溜め８７に
インクが供給される。ここで、下電極８３と上電極８５とを介して、圧電体薄膜８４に電
圧を印加すると、圧電体薄膜８４が変形してインク溜め８７内を負圧にし、インクに圧力
を加える。この圧力によって、インクがノズルから吐出され、インクジェット記録を行う
。

インクジェットヘッド１００は、例えば、Ｓｉ熱酸化膜を振動板８２とし、その上部に
、下電極８３、圧電体薄膜８４、上電極８５で構成される薄膜圧電体素子を薄膜プロセス
により一体成形し、かつ、キャビティー（インク溜め）８７が形成された単結晶のシリコ
ン基板８１からなるチップと、インク吐出するインク吐出ノズル８６Ａを備えたノズルプ
レート８６とが、接合された構造のものとすることができる。

ここでは、より大きな変位量が稼げるように、圧電体薄膜８４としては、例えば、圧電
歪定数ｄ３１の高い材料として、第３成分としてマグネシウムニオブ酸鉛を添加した３成
分系ＰＺＴで構成されたものを用いることができる。また、圧電体薄膜８４の厚みは、２
μｍ程度とすることができる。

そして、ノズルプレート８６は、基部８６１と、基部８６１の外表面側（シリコン基板
８１に対向する面とは反対の面側）に選択的に設けられた撥液膜８６２とを有している。

撥液膜８６２は、前述したような本発明のプラズマＣＶＤ装置を用いて形成された膜、
または、当該膜に所定の処理を施したものである。
このようなノズルプレート８６の製造方法の一例を以下に説明する。

まず、ニッケル等で構成され、インク吐出ノズル（貫通孔）８６Ａに対応する開口部が
設けられた基板（基部８６１）を用意し、この基板に対し、本発明のプラズマＣＶＤ装置
を用いて膜の形成を行う。このとき、成膜材料としては、オクタメチルトリシロキサンを
用い、その重合物で構成された膜を形成する。その後、形成された膜に、窒素雰囲気下で
加温エージング処理（アニール処理）を行うことにより、該表面上に撥液膜８６２として
のプラズマ重合膜を形成することにより、ノズルプレート８６を得ることができる。

《膜付き部材を備えた装置（電子機器）》
次に、前述した膜付き部材を備えた装置について説明する。

本発明の膜付き部材は、前述したようにいかなる用途のものであってもよいが、各種装
置（例えば、電子機器）の構成部材として用いることができる。

以下、膜付き部材を備えた装置（電子機器）の一例として、前述したインクジェットヘ
ッドを備えたインクジェット式記録装置（液滴吐出装置）について説明する。

図５は、本発明の膜付き部材が適用されたインクジェット式記録装置の好適な実施形態
を示す概略図である。

図５に示すように、インクジェット式記録装置（液滴吐出装置）１０００は、インクジ
ェットヘッドユニット（記録ヘッドユニット）９１Ａおよび９１Ｂと、カートリッジ９２
Ａおよび９２Ｂと、キャリッジ９３と、装置本体９４と、キャリッジ軸９５と、駆動モー
ター９６と、タイミングベルト９７と、プラテン９８とを備えている。

前述したようなインクジェットヘッド１００（本発明の膜付き部材を備えるもの）を備
える記録ヘッドユニット９１Ａおよび９１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ
９２Ａおよび９２Ｂが着脱可能に設けられ、記録ヘッドユニット９１Ａおよび９１Ｂを搭
載したキャリッジ９３は、装置本体９４に取り付けられたキャリッジ軸９５に軸方向移動
自在に設けられている。記録ヘッドユニット９１Ａおよび９１Ｂは、例えば、それぞれブ
ラックインク組成物およびカラーインク組成物を吐出するものとすることができる。

そして、駆動モーター９６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト９
７を介してキャリッジ９３に伝達されることで、記録ヘッドユニット９１Ａおよび９１Ｂ
を搭載したキャリッジ９３はキャリッジ軸９５に沿って移動される。一方、装置本体９４
にはキャリッジ軸９５に沿ってプラテン９８が設けられており、図示しない給紙ローラー
等により給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン９８に巻き掛けられて
搬送されるようになっている。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるも
のではない。

例えば、本発明のプラズマＣＶＤ装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意
の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。例えば
、プラズマＣＶＤ装置では、第２電極に設置された基材を加熱する加熱手段を備えるもの
であってもよい。これにより、成膜材料の化学反応をより好適に進行させることができ、
膜の形成効率（膜付き部材の生産性）を特に優れたものとすることができる。

また、前述した実施形態では、第１ノズルと第２ノズルとが、それぞれ、別個に設けら
れたガス供給手段に独立した形態で接続している場合について説明したが、例えば、複数
のガス供給手段を用い、これらのガス供給手段に含まれるガスの混合比率等を調整した上
で、各ノズルにガスを供給するように構成してもよい。より具体的には、例えば、実質的
に成膜材料のみを含むガス供給手段（第１ガス供給手段）と、実質的に不活性ガスのみを
含むガス供給手段（第２ガス供給手段）とを用い、第１ノズルには、第１ガス供給手段に
含まれるガスと第２ガス供給手段に含まれるガスとを混合した上でガスを供給し、第２ノ
ズルには、第２ガス供給手段に含まれるガスのみを供給する（第１ガス供給手段に含まれ
るガスと第２ガス供給手段に含まれるガスとを混合しないで供給する）構成としてもよい
。

また、前述した実施形態では、電極（第１電極）を第２面の側から平面視した際に、複
数の第１ノズルが配置された第１領域と、第１領域よりも電極の外周側に設けられ複数の
第２ノズルが配された第２領域とを有する場合について代表的に説明したが、第１ノズル
、第２ノズルの配置は、このようなものに限定されるものではない。例えば、第１ノズル
と第２ノズルとが均等に配置されたものであってもよいし、複数の第１ノズルが設けられ
た領域にランダムに第２ノズルが配されていてもよい。

また、前述した実施形態では、電極（第１電極）が第１ノズルおよび第２ノズルをそれ
ぞれ複数有するものである場合について代表的に説明したが、電極（第１電極）は第１ノ
ズルおよび第２ノズルをそれぞれ少なくとも１つ有するものであればよく、第１ノズル、
第２ノズルのうち少なくとも一方について、１つのノズルのみを有するものであってもよ
い。

また、前述した実施形態では、電極（第１電極）が１枚の板状の部材である場合につい
て代表的に説明したが、本発明において、電極は、２つ以上に分割可能なものであっても
よい。例えば、本発明において、電極は、第１ノズルが設けられた第１部材と、第２ノズ
ルが設けられた第２部材とを有するもので、これらを組み合わせて用いるものであっても
よい。

１０…プラズマＣＶＤ装置
１…第１電極
１１…電極体（実体部）
１２…ノズル（貫通孔）
１２Ａ…第１ノズル
１２Ｂ…第２ノズル
１３…第１面
１４…第２面
１７…第１領域
１８…第２領域
２…第２電極
５…真空室（チャンバー）
６…排気手段
７…第１ガス供給手段
８…第２ガス供給手段
９…電源（高周波電源）
１０００…インクジェット式記録装置（液滴吐出装置）
１００…インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）
８１…シリコン基板
８２…振動板
８３…下電極
８４…圧電体薄膜
８５…上電極
８６…ノズルプレート
８６Ａ…吐出ノズル（貫通孔）
８６１…基部
８６２…撥液膜
８７…インク溜め（キャビティー）
９１Ａ…インクジェットヘッドユニット（記録ヘッドユニット）
９１Ｂ…インクジェットヘッドユニット（記録ヘッドユニット）
９２Ａ…カートリッジ
９２Ｂ…カートリッジ
９３…キャリッジ
９４…装置本体
９５…キャリッジ軸
９６…駆動モーター
９７…タイミングベルト
９８…プラテン
Ｓ…記録シート

Claims (9)

1. 第１面および前記第１面の反対側の第２面を有する電極体と、
   前記第１面の側から前記第２面の側へ成膜材料を流す第１ノズルと、
   前記第１面の側から前記第２面の側へ不活性ガスを流す第２ノズルとを有することを特
   徴とする電極。
2. 前記第２ノズルは、前記第１面から前記第２面に向かう方向に、断面積が漸減する断面
   積漸減部を有するものである請求項１に記載の電極。
3. 電極を前記第２面の側から平面視した際に前記第１ノズルが占める面積をＳ_１［ｍｍ^２
   ］、電極を前記第２面の側から平面視した際に前記第２ノズルが占める面積をＳ_２［ｍｍ
   ^２］としたとき、０．０１≦Ｓ_２／Ｓ_１≦２５．０の関係を満足する請求項１または２に
   記載の電極。
4. 電極を前記第２面の側から平面視した際に、複数の第１ノズルが配置された第１領域と
   、前記第１領域よりも電極の外周側に設けられ、第２ノズルが配された第２領域とを有す
   る請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電極。
5. 電極を前記第２面の側から平面視した際の電極の面積をＳ_０［ｍｍ^２］、電極を前記第
   ２面の側から平面視した際に前記第１ノズルが占める面積をＳ_１［ｍｍ^２］としたとき、
   ４．０Ｅ−４≦Ｓ_１／Ｓ_０≦１．５Ｅ−２の関係を満足する請求項１ないし４のいずれか
   １項に記載の電極。
6. 基材上に膜を形成するプラズマＣＶＤ装置であって、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電極と、
   前記基材が設置される他の電極とを備えることを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
7. 請求項６に記載のプラズマＣＶＤ装置を用いて膜を形成することを特徴とする成膜方法
   。
8. 基材と、
   請求項６に記載のプラズマＣＶＤ装置を用いて形成された膜とを備えることを特徴とす
   る膜付き部材。
9. 基材と、
   請求項７に記載の成膜方法を用いて形成された膜とを備えることを特徴とする膜付き部
   材。

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