WO2017014278A1

WO2017014278A1 - 成膜装置

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Publication number: WO2017014278A1
Application number: PCT/JP2016/071438
Authority: WO
Inventors: 尚久北見; 酒見　俊之; 山本　哲也; 淳一野本
Original assignee: 住友重機械工業株式会社
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2017-01-26
Also published as: CN111364008A; KR102573358B1; KR20200032276A; KR20230129601A; CN111364008B

Abstract

成膜対象物に成膜材料を成膜する成膜装置であって、前記成膜対象物を収納し成膜処理を行う真空チャンバーと、前記真空チャンバー内において前記成膜材料の粒子を前記成膜対象物に付着させる成膜部と、前記真空チャンバー内に負イオンを生成する負イオン生成部と、を備える、成膜装置。

Description

成膜装置

　本発明は、成膜装置に関する。

　成膜対象物の表面に膜を形成する成膜装置として、例えば蒸発させた成膜材料の粒子を真空チャンバー内に拡散させて、成膜対象物の表面に成膜材料の粒子を付着させるイオンプレーティング法による成膜装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０００－２８２２２６号公報

　上記従来の成膜装置において膜が形成された成膜対象物を大気中に取り出すと、成膜対象物における膜の表面に大気中の酸素が付着する。このように酸素が膜に付着すると、膜質が低下する可能性がある。

　より詳細には、例えば、成膜対象物に形成されたＺｎＯ膜を半導体式水素ガスセンサのガスを検知するための膜として利用する場合、ＺｎＯ膜の表面に大気中の酸素がＯ^２－の形で付着することにより、水素の検出レスポンスが低下するという問題がある。

　そこで本発明は、成膜対象物における膜質の低下を抑制することができる成膜装置を提供することを課題とする。

　上記課題を解決するため、本発明の一側面に係る成膜装置は、成膜対象物に成膜材料を成膜する成膜装置であって、成膜対象物を収納し成膜処理を行う真空チャンバーと、真空チャンバー内において成膜材料の粒子を成膜対象物に付着させる成膜部と、真空チャンバー内に負イオンを生成する負イオン生成部と、を備えることを特徴とする。

　本発明の一側面に係る成膜装置では、負イオン生成部により真空チャンバー内に負イオンが生成されるので、当該負イオンを、成膜処理によって成膜対象物に形成された膜の表面に付着させることができる。これにより、成膜処理後の成膜対象物を大気中に取り出しても、成膜対象物に形成された膜の表面には負イオンが付着しているので、成膜対象物における膜の表面に大気中の酸素が付着することによる膜質の低下を抑制することができる。以上より、成膜対象物における膜質の低下を抑制することができる。

　成膜装置において、負イオン生成部は、真空チャンバー内でプラズマを生成するプラズマガンと、真空チャンバー内へ負イオンの原料ガスを供給する原料ガス供給部と、プラズマを間欠的に生成するようにプラズマガンを制御する制御部と、を有してもよい。この場合、プラズマが真空チャンバー内に間欠的に生成されるので、真空チャンバー内のプラズマの生成が停止されているときには真空チャンバー内におけるプラズマの電子温度が急激に低下し、真空チャンバー内へ供給された負イオンの原料ガスの粒子に電子が付着し易くなる。これにより、真空チャンバー内で負イオンを効率的に生成することができる。その結果、成膜対象物に形成された膜の表面に、負イオンを効率良く付着させることができる。以上によって、成膜対象物における膜質の低下を確実に抑制することができる。

　成膜装置において、負イオン生成部は、真空チャンバー内へのプラズマの供給と遮断とを切り替える切替部を更に有し、制御部は、切替部を切り替えることによってプラズマを間欠的に生成するようにプラズマガンを制御してもよい。この場合、切替部を切り替えるだけで容易にプラズマを間欠的に生成することができる。

　成膜装置において、真空チャンバーは、成膜対象物を搬送する搬送室と、成膜材料を拡散させる成膜室と、を有し、成膜室から搬送室へ向かう方向と交差する方向の磁力線を有する磁場を発生させることにより、成膜室内の電子が搬送室へ流入するのを抑制する磁場発生コイルを更に備えてもよい。この場合、磁場発生コイルによって発生した磁場により、成膜室内の電子が搬送室へ流入するのを抑制することができるため、成膜室内で負イオンをより効率的に生成することが可能となる。その結果、成膜対象物に形成された膜の表面に、負イオンをより効率良く付着させることができる。

　成膜装置において、磁場発生コイルは、真空チャンバー内であって、成膜室と搬送室との間に設けられていてもよい。この場合、成膜室内の電子が搬送室へ流入するのを抑制する方向の磁力線を有する磁場を好適に発生させることができる。

　成膜装置において、成膜部は、プラズマガンを有し、イオンプレーティング法により成膜材料の粒子を成膜対象物に付着させており、成膜部のプラズマガンは、負イオン生成部のプラズマガンと兼用されていてもよい。この場合、成膜部のプラズマガンと負イオン生成部のプラズマガンとが兼用されているため、成膜処理のために必要な構成として真空チャンバー内に本来備えられている構造を大きく変えることなく、負イオン生成部を構成することができる。よって、成膜条件へ与える影響を抑制しつつ負イオン生成部を設けることが可能となる。さらに、プラズマガンが兼用されていることで装置構成を簡略化することができる。

　成膜装置において、成膜部による成膜処理後の成膜対象物に正のバイアス電圧を印加する電圧印加部を更に備えてもよい。この場合、電圧印加部によって、成膜処理後の成膜対象物に正のバイアス電圧が印加される。これにより、負イオン生成部で生成された負イオンが成膜対象物側に引き寄せられ、成膜対象物に形成された膜の表面に照射される。その結果、成膜対象物における膜の表面に大気中の酸素が付着することによる膜質の低下をより抑制することができる。

　成膜装置において、負イオン生成部は、真空チャンバー内で間欠的にプラズマを生成し、電圧印加部は、負イオン生成部によるプラズマの生成が停止された後に成膜対象物に正のバイアス電圧を印加してよい。これにより、多くの酸素負イオンが成膜対象物に照射される。その結果、成膜対象物における膜の表面に大気中の酸素が付着することによる膜質の低下を更に抑制することができる。

　成膜装置において、真空チャンバーに隣接して配置され、成膜対象物を搬入出する真空ロードロックチャンバーを備え、真空ロードロックチャンバーは、成膜処理後の成膜対象物を真空チャンバーから搬入すると共に、搬入された成膜対象物を負イオン生成部による負イオン生成後に真空チャンバーへ搬出してよい。これにより、成膜対象物は、大気中に曝されることなく、酸素負イオンが生成された適切なタイミングで真空チャンバーへ搬入される。その結果、酸素負イオンを好適に成膜対象物に照射することができる。

　成膜装置において、成膜対象物を保持する保持部材を備え、真空チャンバー内には、トロリ線が延伸して設けられており、保持部材には、トロリ線から給電される給電部が設けられていてもよい。この場合、成膜対象物を保持する保持部材に設けられた給電部が、真空チャンバー内に設けられたトロリ線から給電される。これにより、保持部材の給電部を通して成膜対象物に正の電圧を容易に印加することができる。

　成膜装置において、トロリ線に張力を付与する張力付与部を備えてもよい。この場合、張力付与部によってトロリ線に張力が付与される。これにより、真空チャンバー内で生じる熱等によってトロリ線が伸び縮みした場合にも撓んでしまうことを抑制することができる。

　本発明によれば、成膜対象物における膜質の低下を抑制することができる成膜装置を提供するができる。

本発明の第１実施形態に係る成膜装置の構成を示す概略断面図であって、成膜処理モードにおける動作状態を示す図である。図１の成膜装置の構成を示す概略断面図であって、酸素負イオン生成モードにおける動作状態を示す図である。本発明の第１実施形態に係る成膜装置における成膜方法を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態に係る成膜装置の構成を示す概略断面図であって、酸素負イオン生成モードにおける動作状態を示す図である。図４のトロリ線固定端部の構成を示す概略正面図及び概略側面図である。図４の成膜対象物保持部材の構成を示す概略平面図である。図６のVII－VII線に沿った断面図である。図６のVIII－VIII線に沿った断面図である。ブラシ用ガイドによりガイドされるブラシ体の動作を説明する図である。給電端子部の動作を説明する図である。真空チャンバー内に存在するイオンのフラックスの時間変化を示すグラフである。バイアス電圧の印加の有無とキャリア密度との関係を示すグラフである。バイアス電圧の印加の有無と光学的移動度との関係を示すグラフである。酸素負イオン照射の有無と水素ガスセンサ特性との関係を示すグラフである。

　以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る成膜装置について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
　まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る成膜装置の構成について説明する。図１及び図２は、本実施形態に係る成膜装置の構成を示す概略断面図である。図１は、成膜処理モードにおける動作状態を示し、図２は、酸素負イオン生成モードにおける動作状態を示している。なお、生成処理モード及び酸素負イオン生成モードの詳細については後述する。

　図１及び図２に示すように、本実施形態の成膜装置１は、いわゆるイオンプレーティング法に用いられるイオンプレーティング装置である。なお、説明の便宜上、図１及び図２には、ＸＹＺ座標系を示す。Ｙ軸方向は、後述する成膜対象物が搬送される方向である。Ｘ軸方向は、成膜対象物と後述するハース機構とが対向する位置である。Ｚ軸方向は、Ｙ軸方向とＸ軸方向とに直交する方向である。

　成膜装置１は、成膜対象物１１の板厚方向が水平方向（図１及び図２ではＸ軸方向）となるように、成膜対象物１１を直立又は直立させた状態から傾斜した状態で、成膜対象物１１が真空チャンバー１０内に配置されて搬送される、いわゆる縦型の成膜装置である。この場合には、Ｘ軸方向は水平方向且つ成膜対象物１１の板厚方向であり、Ｙ軸方向は水平方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向となる。なお、本発明の一実施形態に係る成膜装置は、成膜対象物の板厚方向が略鉛直方向となるように成膜対象物が真空チャンバー内に配置されて搬送されるいわゆる横型の成膜装置であってもよい。この場合には、Ｚ軸及びＹ軸方向は水平方向であり、Ｘ軸方向は鉛直方向且つ板厚方向となる。以下、縦型の成膜装置を例として説明する。

　成膜装置１は、真空チャンバー１０、搬送機構３、成膜部１４、負イオン生成部２４、及び磁場発生コイル３０を備えている。

　真空チャンバー１０は、成膜対象物１１を収納し成膜処理を行う。真空チャンバー１０は、成膜材料Ｍａの膜が形成される成膜対象物１１を搬送するための搬送室１０ａと、成膜材料Ｍａを拡散させる成膜室１０ｂと、プラズマ源７からビーム状に照射されるプラズマＰを真空チャンバー１０に受け入れるプラズマ口１０ｃとを有している。搬送室１０ａ、成膜室１０ｂ、及びプラズマ口１０ｃは互いに連通している。搬送室１０ａは、所定の搬送方向（図中の矢印Ａ）に（Ｙ軸に）沿って設定されている。また、真空チャンバー１０は、導電性の材料からなり接地電位に接続されている。

　成膜室１０ｂは、壁部１０ｗとして、搬送方向（矢印Ａ）に沿った一対の側壁と、搬送方向（矢印Ａ）と交差する方向（Ｚ軸方向）に沿った一対の側壁１０ｈ，１０ｉと、Ｘ軸方向と交差して配置された底面壁１０ｊと、を有する。

　搬送機構３は、成膜材料Ｍａと対向した状態で成膜対象物１１を保持する成膜対象物保持部材１６を搬送方向（矢印Ａ）に搬送する。例えば成膜対象物保持部材１６は、成膜対象物１１の外周縁を保持する枠体である。搬送機構３は、搬送室１０ａ内に設置された複数の搬送ローラ１５によって構成されている。搬送ローラ１５は、搬送方向（矢印Ａ）に沿って等間隔に配置され、成膜対象物保持部材１６を支持しつつ搬送方向（矢印Ａ）に搬送する。なお、成膜対象物１１は、例えばガラス基板やプラスチック基板などの板状部材が用いられる。

　続いて、成膜部１４の構成について詳細に説明する。成膜部１４は、イオンプレーティング法により成膜材料Ｍａの粒子を成膜対象物１１に付着させる。成膜部１４は、プラズマ源７と、ステアリングコイル５と、ハース機構２と、輪ハース６とを有している。

　プラズマ源７は、例えば圧力勾配型のプラズマガンであり、その本体部分が成膜室１０ｂの側壁に設けられたプラズマ口１０ｃを介して成膜室１０ｂに接続されている。プラズマ源７は、真空チャンバー１０内でプラズマＰを生成する。プラズマ源７において生成されたプラズマＰは、プラズマ口１０ｃから成膜室１０ｂ内へビーム状に出射される。これにより、成膜室１０ｂ内にプラズマＰが生成される。

　プラズマ源７は、陰極６０により一端が閉塞されている。陰極６０とプラズマ口１０ｃとの間には、第１の中間電極（グリッド）６１と、第２の中間電極（グリッド）６２とが同心的に配置されている。第１の中間電極６１内にはプラズマＰを収束するための環状永久磁石６１ａが内蔵されている。第２の中間電極６２内にもプラズマＰを収束するため電磁石コイル６２ａが内蔵されている。なお、プラズマ源７は、後述する負イオン生成部２４としての機能も有する。この詳細については、負イオン生成部２４の説明において後述する。

　ステアリングコイル５は、プラズマ源が装着されたプラズマ口１０ｃの周囲に設けられている。ステアリングコイル５は、プラズマＰを成膜室１０ｂ内に導く。ステアリングコイル５は、ステアリングコイル用の電源（不図示）により励磁される。

　ハース機構２は、成膜材料Ｍａを保持する。ハース機構２は、真空チャンバー１０の成膜室１０ｂ内に設けられ、搬送機構３から見てＸ軸方向の負方向に配置されている。ハース機構２は、プラズマ源７から出射されたプラズマＰを成膜材料Ｍａに導く主陽極又はプラズマ源７から出射されたプラズマＰが導かれる主陽極である主ハース１７を有している。

　主ハース１７は、成膜材料Ｍａが充填されたＸ軸方向の正方向に延びた筒状の充填部１７ａと、充填部１７ａから突出したフランジ部１７ｂとを有している。主ハース１７は、真空チャンバー１０が有する接地電位に対して正電位に保たれているため、プラズマＰを吸引する。このプラズマＰが入射する主ハース１７の充填部１７ａには、成膜材料Ｍａを充填するための貫通孔１７ｃが形成されている。そして、成膜材料Ｍａの先端部分が、この貫通孔１７ｃの一端において成膜室１０ｂに露出している。

　成膜材料Ｍａには、ＩＴＯやＺｎＯなどの透明導電材料や、ＳｉＯＮなどの絶縁封止材料が例示される。成膜材料Ｍａが絶縁性物質からなる場合、主ハース１７にプラズマＰが照射されると、プラズマＰからの電流によって主ハース１７が加熱され、成膜材料Ｍａの先端部分が蒸発又は昇華し、プラズマＰによりイオン化された成膜材料粒子（蒸発粒子）Ｍｂが成膜室１０ｂ内に拡散する。また、成膜材料Ｍａが導電性物質からなる場合、主ハース１７にプラズマＰが照射されると、プラズマＰが成膜材料Ｍａに直接入射し、成膜材料Ｍａの先端部分が加熱されて蒸発又は昇華し、プラズマＰによりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１０ｂ内に拡散する。成膜室１０ｂ内に拡散した成膜材料粒子Ｍｂは、成膜室１０ｂのＸ軸正方向へ移動し、搬送室１０ａ内において成膜対象物１１の表面に付着する。なお、成膜材料Ｍａは、所定長さの円柱形状に成形された固体物であり、一度に複数の成膜材料Ｍａがハース機構２に充填される。そして、最先端側の成膜材料Ｍａの先端部分が主ハース１７の上端との所定の位置関係を保つように、成膜材料Ｍａの消費に応じて、成膜材料Ｍａがハース機構２のＸ負方向側から順次押し出される。

　輪ハース６は、プラズマＰを誘導するための電磁石を有する補助陽極である。輪ハース６は、成膜材料Ｍａを保持する主ハース１７の充填部１７ａの周囲に配置されている。輪ハース６は、環状のコイル９と環状の永久磁石部２０と環状の容器１２とを有し、コイル９及び永久磁石部２０は容器１２に収容されている。本実施形態では、搬送機構３から見てＸ負方向にコイル９、永久磁石部２０の順に設置されているが、Ｘ負方向に永久磁石部２０、コイル９の順に設置されていてもよい。輪ハース６は、コイル９に流れる電流の大きさに応じて、成膜材料Ｍａに入射するプラズマＰの向き、または、主ハース１７に入射するプラズマＰの向きを制御する。

　続いて、負イオン生成部２４の構成について詳細に説明する。負イオン生成部２４は、プラズマ源７と、原料ガス供給部４０と、制御部５０と、回路部３４とを有している。なお、制御部５０及び回路部３４に含まれる一部の機能は、前述の成膜部１４にも属する。

　プラズマ源７は、前述の成膜部１４が有するプラズマ源７と同様のものが用いられる。すなわち、本実施形態において、成膜部１４のプラズマ源７は、負イオン生成部２４のプラズマ源７と兼用されている。プラズマ源７は、成膜部１４として機能すると共に、負イオン生成部２４としても機能する。なお、成膜部１４と負イオン生成部２４とで、互いに異なる別箇のプラズマ源を有していてもよい。

　プラズマ源７は、成膜室１０ｂ内において間欠的にプラズマＰを生成する。具体的には、プラズマ源７は、後述の制御部５０によって成膜室１０ｂ内において間欠的にプラズマＰを生成するように制御されている。この制御については、後述の制御部５０の説明において詳述する。

　原料ガス供給部４０は、真空チャンバー１０の外部に配置されている。原料ガス供給部４０は、成膜室１０ｂの側壁（例えば、側壁１０ｈ）に設けられたガス供給口４１を通し、真空チャンバー１０内へ酸素負イオンの原料ガスである酸素ガスを供給する。原料ガス供給部４０は、例えば成膜処理モードから酸素負イオン生成モードに切り替わると、酸素ガスの供給を開始する。また、原料ガス供給部４０は、成膜処理モード及び酸素負イオン生成モードの両方において酸素ガスの供給を行い続けてもよい。

　ガス供給口４１の位置は、成膜室１０ｂと搬送室１０ａとの境界付近の位置が好ましい。この場合、原料ガス供給部４０からの酸素ガスを、成膜室１０ｂと搬送室１０ａとの境界付近に供給することができるので、当該境界付近において後述する酸素負イオンの生成が行われる。よって、生成した酸素負イオンを、搬送室１０ａにおける成膜対象物１１に好適に付着させることができる。なお、ガス供給口４１の位置は、成膜室１０ｂと搬送室１０ａとの境界付近に限られない。

　制御部５０は、真空チャンバー１０の外部に配置されている。制御部５０は、回路部３４が有する切替部を切り替える。この制御部５０による切替部の切り替えについては、以下、回路部３４の説明と併せて詳述する。

　回路部３４は、可変電源８０と、第１の配線７１と、第２の配線７２と、抵抗器Ｒ１～Ｒ４と、短絡スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、を有している。

　可変電源８０は、接地電位にある真空チャンバー１０を挟んで、負電圧をプラズマ源７の陰極６０に、正電圧をハース機構２の主ハース１７に印加する。これにより、可変電源８０は、プラズマ源７の陰極６０とハース機構２の主ハース１７との間に電位差を発生させる。

　第１の配線７１は、プラズマ源７の陰極６０を、可変電源８０の負電位側と電気的に接続している。第２の配線７２は、ハース機構２の主ハース１７（陽極）を、可変電源８０の正電位側と電気的に接続している。

　抵抗器Ｒ１は、一端がプラズマ源７の第１の中間電極６１と電気的に接続されていると共に、他端が第２の配線７２を介して可変電源８０と電気的に接続されている。すなわち、抵抗器Ｒ１は、第１の中間電極６１と可変電源８０との間において直列接続されている。

　抵抗器Ｒ２は、一端がプラズマ源７の第２の中間電極６２と電気的に接続されていると共に、他端が第２の配線７２を介して可変電源８０と電気的に接続されている。すなわち、抵抗器Ｒ２は、第２の中間電極６２と可変電源８０との間において直列接続されている。

　抵抗器Ｒ３は、一端が成膜室１０ｂの壁部１０ｗと電気的に接続されていると共に、他端が第２の配線７２を介して可変電源８０と電気的に接続されている。すなわち、抵抗器Ｒ３は、成膜室１０ｂの壁部１０ｗと可変電源８０との間において直列接続されている。

　抵抗器Ｒ４は、一端が輪ハース６と電気的に接続されていると共に、他端が第２の配線７２を介して可変電源８０と電気的に接続されている。すなわち、抵抗器Ｒ４は、輪ハース６と可変電源８０との間において直列接続されている。

　短絡スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれ前述の制御部５０からの指令信号を受信することにより、ＯＮ／ＯＦＦ状態に切り替えられる切替部である。

　短絡スイッチＳＷ１は、抵抗器Ｒ２に並列接続されている。短絡スイッチＳＷ１は、成膜処理モードであるか酸素負イオンモードであるかに応じて、制御部５０によってＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替えられる。短絡スイッチＳＷ１は、成膜処理モードにおいてはＯＦＦ状態とされる。これにより、成膜処理モードにおいては、第２の中間電極６２と可変電源８０とが抵抗器Ｒ２を介して互いに電気的に接続されるので、第２の中間電極６２と可変電源８０との間には電流が流れにくい。その結果、プラズマ源７からのプラズマＰが真空チャンバー１０内に出射され、成膜材料Ｍａに入射する（図１参照）。

　一方、短絡スイッチＳＷ１は、酸素負イオン生成モードにおいては、プラズマ源７からのプラズマＰを真空チャンバー１０内で間欠的に生成するため、制御部５０によってＯＮ／ＯＦＦ状態が所定間隔で切り替えられる。短絡スイッチＳＷ１がＯＮ状態に切り替えられると、第２の中間電極６２と可変電源８０との間の電気的な接続が短絡するので、第２の中間電極６２と可変電源８０との間に電流が流れる。すなわち、プラズマ源７に短絡電流が流れる。その結果、プラズマ源７からのプラズマＰが真空チャンバー１０内に出射されなくなる。

　短絡スイッチＳＷ１がＯＦＦ状態に切り替えられると、第２の中間電極６２と可変電源８０とが抵抗器Ｒ２を介して互いに電気的に接続されるので、第２の中間電極６２と可変電源８０との間には電流が流れにくい。その結果、プラズマ源７からのプラズマＰが真空チャンバー１０内に出射される。このように、短絡スイッチＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦ状態が制御部５０によって所定間隔で切り替えられることにより、プラズマ源７からのプラズマＰが真空チャンバー１０内において間欠的に生成される。すなわち、短絡スイッチＳＷ１は、真空チャンバー１０内へのプラズマＰの供給と遮断とを切り替える切替部である。

　短絡スイッチＳＷ２は、抵抗器Ｒ４に並列接続されている。短絡スイッチＳＷ２は、例えば成膜処理モードになる前の成膜対象物１１の搬送前の状態であるスタンバイモードであるか成膜処理モードであるかに応じて、制御部５０によってＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替えられる。短絡スイッチＳＷ２は、スタンバイモードではＯＮ状態とされる。これにより、輪ハース６と可変電源８０との間の電気的な接続が短絡するので、主ハース１７よりも輪ハース６に電流を流しやすくなり、成膜材料Ｍａの無駄な消費を防ぐことができる。

　一方、短絡スイッチＳＷ２は、成膜処理モードではＯＦＦ状態とされる。これにより、輪ハース６と可変電源８０が抵抗器Ｒ４を介して電気的に接続されるので、輪ハース６よりも主ハース１７に電流を流しやすくなり、プラズマＰの出射方向を好適に成膜材料Ｍａに向けることができる。なお、短絡スイッチＳＷ２は、酸素負イオン生成モードではＯＮ状態又はＯＦＦ状態のいずれの状態とされてもよい。

　磁場発生コイル３０は、真空チャンバー１０内であって、成膜室１０ｂと搬送室１０ａとの間に設けられている。磁場発生コイル３０は、例えばハース機構２と搬送機構３との間に配置されている。より具体的には、磁場発生コイル３０は、成膜室１０ｂの搬送室１０ａ側の端部と、搬送室１０ａの成膜室１０ｂ側の端部とに介在するように位置している。磁場発生コイル３０は、互いに対向する一対のコイル３０ａ，３０ｂを有している。各コイル３０ａ，３０ｂは、例えば成膜室１０ｂから搬送室１０ａへ向かう方向（ハース機構２から搬送機構３へ向かう方向）に交差する方向で互いに対向している。

　磁場発生コイル３０は、成膜処理モードにおいては励磁されず、酸素負イオン生成モードにおいて磁場発生コイル３０用の電源（不図示）により励磁される。ここで、成膜処理モードとは、真空チャンバー１０内で成膜対象物１１に対して成膜処理を行うモードである。酸素負イオン生成モードは、真空チャンバー１０内で成膜対象物１１に形成された膜の表面に付着させるための酸素負イオンの生成を行うモードである。磁場発生コイル３０は、酸素負イオン生成モードにおいて励磁されることにより、成膜室１０ｂから搬送室１０ａへ向かう方向（ハース機構２から搬送機構３へ向かう方向）と交差する方向に伸びる磁力線を有する封止磁場Ｍを真空チャンバー１０内に形成する（図２参照）。磁場発生コイル３０は、このような封止磁場Ｍを発生させることにより、成膜室１０ｂ内の電子が搬送室１０ａ内へ流入するのを抑制する。封止磁場Ｍが有する磁力線は、例えば成膜対象物１１の搬送方向（矢印Ａ）に略平行な方向に伸びる部分を有していてもよい。なお、磁場発生コイル３０用の電源のＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えは、後述する制御部５０によって制御されてもよい。磁場発生コイル３０は、成膜材料Ｍａが堆積しないようケース３１で覆われている。なお、磁場発生コイル３０はケース３１で覆われていなくてもよい。

　次に、図３を参照して、成膜装置１における成膜方法について詳細に説明する。図３は、成膜装置１における成膜方法を示すフローチャートである。

　図３に示すように、まず、成膜装置１では、制御部５０によって成膜処理モードに切り替えられると、成膜対象物１１に成膜材料Ｍａの膜を形成する（Ｓ１：成膜工程）。このとき、制御部５０によって短絡スイッチＳＷ１がＯＦＦ状態とされている。また、成膜処理モードにおいて、ステアリングコイル５が励磁されている一方、磁場発生コイル３０は励磁されていない。これにより、プラズマ源７によって成膜室１０ｂ内でプラズマＰが生成され、当該プラズマＰが主ハース１７に照射される（図１参照）。その結果、主ハース１７における成膜材料ＭａがプラズマＰによりイオン化されて成膜材料粒子Ｍｂとなり、成膜室１０ｂ内に拡散し、搬送室１０ａ内の成膜対象物１１の表面に付着する。このようにして、成膜対象物１１に成膜材料Ｍａの膜が形成され、成膜工程Ｓ１が終了する。

　続いて、成膜装置１では、酸素負イオンモードにおいて、酸素負イオンを生成する（Ｓ２：酸素負イオン生成工程）。以下、酸素負イオン生成工程Ｓ２について具体的に説明する。まず、原料ガス供給部４０によって、成膜室１０ｂ内に酸素ガスが供給される（Ｓ２１：原料ガス供給工程）。

　続いて、制御部５０によって、プラズマ源７からのプラズマＰを成膜室１０ｂ内で間欠的に生成するようにプラズマ源７が制御される（Ｓ２２：プラズマ生成工程）。例えば、制御部５０によって、短絡スイッチＳＷ１のＯＮ／ＯＦＦ状態が所定間隔で切り替えられることにより、プラズマ源７からのプラズマＰが成膜室１０ｂ内で間欠的に生成される。

　短絡スイッチＳＷ１がＯＮ状態とされているときは、プラズマ源７からのプラズマＰが成膜室１０ｂ内に出射されないので成膜室１０ｂ内におけるプラズマＰの電子温度が急激に低下する。このため、前述の原料ガス供給工程Ｓ２１において成膜室１０ｂ内に供給された酸素ガスの粒子に、プラズマＰの電子が付着し易くなる。これにより、成膜室１０ｂ内には、酸素負イオンが効率的に生成される。

　続いて、制御部５０によって、真空チャンバー１０内に封止磁場Ｍが形成される（Ｓ２３：封止磁場形成工程）。例えば、磁場発生コイル３０が励磁されることにより、真空チャンバー１０内で成膜室１０ｂと搬送室１０ａとの間に介在するように封止磁場Ｍが形成される（図２参照）。封止磁場Ｍは、成膜室１０ｂから搬送室１０ａへ向かう方向（ハース機構２から搬送機構３へ向かう方向）に交差する方向に伸びる磁力線を有している。

　前述のプラズマ生成工程Ｓ２２において生成された成膜室１０ｂ内におけるプラズマＰの電子は、封止磁場形成工程Ｓ２３において形成された封止磁場Ｍの磁力線に阻害され、搬送室１０ａへの流入が抑制される。これにより、成膜室１０ｂ内の酸素ガスの粒子に、プラズマＰの電子が付着し易くなり、より効率的に酸素負イオンを生成することができる。そして、プラズマ生成工程Ｓ２２において生成された酸素負イオンが成膜室１０ｂのＸ軸正方向へ移動し、搬送室１０ａ内において、成膜処理によって成膜対象物１１に形成された膜の表面に付着する。なお、成膜対象物１１に正のバイアス電圧をかけることによって、より積極的に酸素負イオンを成膜対象物１１に形成された膜の表面に付着させてもよい。以上のようにして、酸素負イオン生成工程Ｓ２が終了すると、図３に示す成膜方法が終了する。

　以上、本実施形態に係る成膜装置１によれば、負イオン生成部２４により真空チャンバー１０内に酸素負イオンが生成されるので、当該酸素負イオンを、成膜処理によって成膜対象物１１に形成された膜の表面に付着させることができる。これにより、成膜処理後の成膜対象物１１を大気中に取り出しても、成膜対象物１１に形成された膜の表面には酸素負イオンが付着しているので、成膜対象物１１における膜の表面に大気中の酸素が付着することによる膜質の低下を抑制することができる。以上より、成膜対象物１１における膜質の低下を抑制することができる。

　本実施形態に係る成膜装置１によれば、プラズマＰが真空チャンバー１０内に間欠的に生成されるので、真空チャンバー１０内のプラズマＰの生成が停止されているときには真空チャンバー１０内におけるプラズマＰの電子温度が急激に低下し、真空チャンバー１０内へ供給された酸素ガスの粒子に電子が付着し易くなる。これにより、真空チャンバー１０内で酸素負イオンを効率的に生成することができる。その結果、成膜対象物１１に形成された膜の表面に、負イオンを効率良く付着させることができる。以上によって、成膜対象物１１における膜質の低下を確実に抑制することができる。

　成膜装置１によれば、短絡スイッチＳＷ１を切り替えるだけで容易にプラズマＰを間欠的に生成することができる。例えばプラズマ源７が圧力勾配型のプラズマガンである場合には、プラズマＰの生成を直接停止させることが難しいが、本実施形態に係る成膜装置１によれば短絡スイッチＳＷ１を切り替えるだけで容易にプラズマＰの生成を停止させることができ好適である。

　成膜装置１によれば、磁場発生コイル３０によって発生した封止磁場Ｍの磁力線により、成膜室１０ｂ内の電子が搬送室１０ａへ流入するのを抑制することができるため、成膜室１０ｂ内で負イオンをより効率的に生成することが可能となる。その結果、成膜対象物に形成された膜の表面に、負イオンをより効率良く付着させることができる。

　成膜装置１によれば、磁場発生コイル３０が成膜室１０ｂと搬送室１０ａとの間に設けられているため、成膜室１０ｂ内の電子が搬送室１０ａへ流入するのを抑制する方向の磁力線を有する封止磁場Ｍを好適に発生させることができる。

　成膜装置１によれば、成膜部１４のプラズマ源７と負イオン生成部２４のプラズマ源７とが兼用されているため、成膜処理のために必要な構成として真空チャンバー１０内に本来備えられている構造を大きく変えることなく負イオン生成部２４を構成することができる。よって、成膜条件へ与える影響を抑制しつつ負イオン生成部２４を設けることが可能となる。さらに、プラズマ源７が兼用されていることで装置構成を簡略化することができる。

（第２実施形態）
　次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る成膜装置１Ａの構成について説明する。成膜装置１Ａは、第１実施形態に係る成膜装置１と同様の要素や構造を備えている。そのため、第１実施形態に係る成膜装置１と同様の要素や構造には同一の符号を付して詳細な説明は省略し、第１実施形態と異なる部分について説明する。

　図４は、本実施形態に係る成膜装置１Ａの構成を示す概略断面図であって、酸素負イオン生成モードにおける動作状態を示す図である。なお、第２実施形態に係る成膜装置１Ａの成膜処理モードにおける動作状態を示す図は、図４と比べて、短絡スイッチＳＷ１がＯＦＦ状態であり、成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１０ｂ内に拡散している点でのみ異なり、その他の点は同様であるため、図示を省略する。

　図４に示すように、本実施形態の成膜装置１Ａは、成膜対象物１１の板厚方向が略鉛直方向（図４ではＺ軸方向）となるように、成膜対象物１１が真空チャンバー１０内に配置されて搬送されるいわゆる横型の成膜装置である。なお、本実施形態に係る成膜装置は、上述したいわゆる縦型の成膜装置であってもよい。以下、横型の成膜装置を例として説明する。

　成膜装置１Ａは、成膜装置１と同様、真空チャンバー１０、搬送機構３、成膜部１４、及び負イオン生成部２４を備えている。その一方で、成膜装置１Ａは、成膜装置１と異なり、磁場発生コイル３０及びそのケース３１を備えていない。

　また、成膜装置１Ａでは、成膜対象物１１の搬送方向が一方向ではなく双方向（図中の矢印Ｂ）となっており、成膜対象物１１を保持する成膜対象物保持部材１６に代えて、成膜対象物１１を保持する成膜対象物保持部材１６Ａ（保持部材）を備えている。すなわち、本実施形態において、搬送機構３は、成膜対象物保持部材１６Ａを搬送方向（矢印Ｂ）に搬送する。成膜対象物保持部材１６Ａは、例えば成膜対象物１１の被成膜面を露出させた状態で成膜対象物１１を保持して搬送するトレイ等が用いられる。なお、成膜対象物保持部材１６Ａの詳細な構成については後述する。

　さらに、成膜装置１Ａは、成膜後の成膜対象物１１に正のバイアス電圧を印加するためのバイアス回路部３５と、真空チャンバー１０内に設けられたトロリ線１８と、トロリ線１８に張力を付与する張力付与部２５と、真空チャンバー１０に隣接して配置されたロードロック室２６（真空ロードロックチャンバー）とを備えている点で、成膜装置１とは異なっている。なお、第１実施形態では、ロードロック室２６の図示及び説明を省略しているが、第１実施形態に係る成膜装置１がロードロック室２６を備えていてもよい。また、第１実施形態に係る成膜装置１における成膜対象物１１の搬送方向が一方向でなく双方向であってもよい。

　バイアス回路部３５は、成膜対象物１１に正のバイアス電圧（以下、単に「バイアス電圧」ともいう）を印加するバイアス電源２７（電圧印加部）と、バイアス電源２７とトロリ線１８とを電気的に接続する第３の配線７３と、第３の配線７３に設けられた短絡スイッチＳＷ３とを有している。バイアス電源２７は、バイアス電圧として、周期的に増減する矩形波である電圧信号（周期的電気信号）を印加する。バイアス電源２７は、印加するバイアス電圧の周波数を制御部５０の制御によって変更可能に構成されている。第３の配線７３は、一端がバイアス電源２７の正電位側に接続されていると共に、他端が張力付与部２５のプーリ２５ｂに接続されている。これにより、第３の配線７３は、プーリ２５ｂを介してトロリ線１８とバイアス電源２７とを電気的に接続する。

　短絡スイッチＳＷ３は、第３の配線７３によって、プーリ２５ｂとバイアス電源２７の正電位側との間において直列に接続されている。短絡スイッチＳＷ３は、トロリ線１８へのバイアス電圧の印加の有無を切り替える切替部である。短絡スイッチＳＷ３は、制御部５０によってそのＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替えられる。短絡スイッチＳＷ３は、酸素負イオン生成モードにおける所定のタイミングでＯＮ状態とされる。短絡スイッチＳＷ３がＯＮ状態とされると、トロリ線１８とバイアス電源２７の正電位側とが互いに電気的に接続され、トロリ線１８にバイアス電圧が印加される。

　一方、短絡スイッチＳＷ３は、成膜処理モードのとき、及び、酸素負イオン生成モードにおける所定のタイミングにおいてＯＦＦ状態とされる。短絡スイッチＳＷ３がＯＦＦ状態とされると、トロリ線１８とバイアス電源２７とが互いに電気的に切断され、トロリ線１８にはバイアス電圧が印加されない。なお、バイアス電圧を印加するタイミングの詳細は、後述する。

　トロリ線１８は、成膜対象物保持部材１６Ａへの給電を行う架線である。トロリ線１８は、成膜対象物保持部材１６Ａに設けられた後述の給電ブラシ４２と接触することで、給電ブラシ４２を通して成膜対象物保持部材１６Ａへの給電を行う。トロリ線１８は、例えばステンレス製の針金等により構成されている。

　トロリ線１８は、搬送室１０ａ内に搬送方向（矢印Ｂ）に延伸して設けられている。トロリ線１８の一端側は、トロリ線固定部２８によって搬送室１０ａ内における上端内壁１０ｄに固定されている。トロリ線１８の他端側には、張力付与部２５が設けられている。なお、トロリ線固定部２８の詳細な構成は、後述する。

　張力付与部２５は、搬送室１０ａ内における下端内壁１０ｅに固定されたプーリ支持部２５ａと、プーリ支持部２５ａに支持されたプーリ２５ｂと、トロリ線１８の他端に接続された錘部材２５ｃとを有している。プーリ支持部２５ａは、搬送室１０ａの下端内壁１０ｅから上端内壁１０ｄに向かって延在し、プーリ２５ｂの軸に接続されている。プーリ２５ｂは、トロリ線１８を受けており、搬送方向（矢印Ｂ）に延伸しているトロリ線１８の方向を、Ｚ軸負方向へと変換する。錘部材２５ｃは、所定の重さを有しており、その重さによってトロリ線１８をＺ軸負方向へ引っ張る。これにより、トロリ線１８に張力が与えられ、トロリ線１８が熱等によって伸び縮みした場合にも、トロリ線１８が撓まないようになっている。

　ロードロック室２６は、搬送方向（矢印Ｂ）における搬送室１０ａの一端に開閉可能なゲート２９を介して繋がっている。なお、ロードロック室２６は、搬送室１０ａの一端に限られず、その他端に繋がっていてもよく、その一端及び他端の両方に繋がっていてもよい。ロードロック室２６は、搬送室１０ａ及び成膜室１０ｂとは独立して真空状態が制御されている。ロードロック室２６は、ゲート２９を通して、搬送室１０ａとの間で成膜対象物１１を搬入出する。

　ロードロック室２６は、成膜部１４による成膜処理後の成膜対象物１１を真空チャンバー１０の搬送室１０ａから搬入する。これにより、ロードロック室２６内には、成膜処理後の成膜対象物１１が収容される。ロードロック室２６内では、後述する成膜対象物保持部材１６Ａにおける給電端子部５１（図６及び図８参照）の操作が行われる。例えば、給電端子部５１は、成膜対象物１１の裏面（成膜処理される側の面）に接触するように操作される。この操作により、給電端子部５１を通して成膜対象物１１の裏面へバイアス電圧が印加可能となる。

　また、ロードロック室２６は、ロードロック室２６内において給電端子部５１の上記操作が行われ、成膜対象物１１の裏面へバイアス電圧が印加可能となると、成膜対象物１１を搬送室１０ａへ搬出する。例えば、ロードロック室２６は、搬入された成膜対象物１１を、負イオン生成部２４による負イオン生成後に、真空チャンバー１０の搬送室１０ａへ搬出する。

　次に、図５を参照して、トロリ線固定部２８の詳細な構成について説明する。図５の（ａ）は、トロリ線固定部２８の概略正面図であり、図５の（ｂ）は、トロリ線固定部２８の概略側面図である。図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、トロリ線固定部２８は、周辺構造物（ここでは、上端内壁１０ｄ）に取り付けられる取付部材３２と、トロリ線１８を固定する固定部３３と、給電ブラシ４２（図７及び図９参照）をトロリ線１８にガイドするブラシ用ガイド部３７とを有している。

　取付部材３２は、例えばコ字状の板状部材によって構成されるブラケットである。取付部材３２は、搬送室１０ａにおける上端内壁１０ｄ（図４参照）にボルト３２ｆ等によって固定される上端固定部３２ａと、上端固定部３２ａからＺ軸負方向に延びている延在部３２ｂと、延在部３２ｂにおけるＺ軸負方向での先端部に設けられた座面部３２ｃとを有している。

　固定部３３は、取付部材３２におけるＺ軸方向の負方向での端部に設けられたねじ支持部３３ａと、ねじ支持部３３ａから突出した取付ねじ３３ｂと、取付ねじ３３ｂに取り付けられた圧着端子３３ｃとを有している。ねじ支持部３３ａは、例えば直方体状の金属ブロック等である。ねじ支持部３３ａは、取付部材３２の延在部３２ｂに対し、磁器又はガラス等の絶縁部材３３ｇを介して、ボルト３２ｆ等によって固定されている。ねじ支持部３３ａは、延在部３２ｂからＹ軸正方向に突出するように設けられている。取付ねじ３３ｂは、ねじ支持部３３ａの側面からＸ軸正方向に突出している。圧着端子３３ｃは、取付ねじ３３ｂにナット３３ｅ等によって固定されている。圧着端子３３ｃには、トロリ線１８の一端が接続されている。

　ブラシ用ガイド部３７は、取付部材３２の座面部３２ｃからＸ軸正方向へ延長する延長部３７ａと、Ｚ軸正方向へ屈曲する山なりのガイド部３７ｂとを有している。延長部３７ａは、取付部材３２の座面部３２ｃと一体的に形成されており、固定部３３の取付ねじ３３ｂよりもＸ軸正方向に突出している。

　ガイド部３７ｂは、Ｘ軸方向から見て、Ｚ軸正方向に立ち上がる山なり形状の縁３７ｅを有している。ガイド部３７ｂは、Ｙ軸方向で略中央に位置する部分が最も幅広となっており、当該幅広の部分が固定部３３の圧着端子３３ｃの位置に対応している。ガイド部３７ｂは、ロードロック室２６から搬出されて搬送室１０ａへ搬入されてきた成膜対象物保持部材１６Ａの給電ブラシ４２が、トロリ線１８上に載るようにガイドする機能を有する（図９参照）。

　次に、図６～図８を参照して、成膜対象物保持部材１６Ａの詳細な構成について説明する。図６は、図４の成膜対象物保持部材１６Ａの構成を示す概略平面図である。図７は、図６のVII－VII線に沿った断面図である。図８は、図６のVIII－VIII線に沿った断面図である。図６～図８においては、矩形板状の成膜対象物１１を例示している。図６において、成膜対象物１１の裏面１１ｂ（成膜処理される側の面）は紙面奥側の面であって、成膜対象物１１の表面１１ａは紙面手前側の面である。

　図６に示すように、成膜対象物保持部材１６Ａは、成膜対象物１１を載置して搬送するためのトレイ６３及びホルダ６６を有している。トレイ６３及びホルダ６６は、例えばステンレス鋼等の導電性金属材料によって形成されている。

　トレイ６３は、成膜対象物１１が保持されたホルダ６６を載置する枠状の容器である。トレイ６３は、ホルダ６６を載置する台座部６４と、ホルダ６６の外径に対応して立ち上がっている縁部６５とを有している。台座部６４は、縁部６５の内側側面６５ａから突出しており、ホルダ６６の裏面（図６の紙面奥側の面）側を支持している。台座部６４は、中央部に成膜対象物１１に応じた外径の開口部６４ｃを有している。

　ホルダ６６は、成膜対象物１１を保持する枠状の保持部である。ホルダ６６は、ホルダ本体部６７と、ホルダ本体部６７の裏面６７ｂ（図６の紙面奥側の面）に設けられた複数の爪部６８と、ホルダ本体部６７の裏面６７ｂ側に絶縁碍子７０（図７及び図８参照）を介して設けられた載置部６９と、絶縁碍子７０に対する汚れ防止用のカバー７５とを有している。

　ホルダ本体部６７は、略矩形状の外形を有する板状であって、中央部に成膜対象物１１の外形に応じた開口部６７ｃを有している。また、ホルダ本体部６７は、後述する給電端子部５１に対応する位置に、略Ｙ字状の開口部６７ｄを有している。

　また、ホルダ本体部６７には、トロリ線１８から給電される給電部として、給電ブラシ４２と、給電端子部５１とが設けられている。給電ブラシ４２及び給電端子部５１は、導電性材料で形成されている。なお、給電ブラシ４２及び給電端子部５１の機能及び構成の詳細は、図７～図１０を参照して後述する。

　本実施形態では、平面視において、給電ブラシ４２及び給電端子部５１が、それぞれ点対称となる位置に二つずつ設けられている。これにより、ホルダ６６を１８０度回転させた状態で成膜対象物１１を搬送させた場合でも、トロリ線１８から給電ブラシ４２及び給電端子部５１への給電が可能となっている。また、点対称となるようにずれて位置した二つの給電端子部５１のうち、何れかの給電端子部５１と接触可能な位置に成膜対象物１１を位置させればよいため、ホルダ６６上での成膜対象物１１の大きさ及び位置の自由度を向上させることができる。

　爪部６８は、平面視で開口部６７ｃよりも内側に突出しており、ホルダ本体部６７と重ならずに露出した部分を有している。爪部６８は、この露出した部分において、成膜対象物１１の裏面１１ｂを支持している。なお、成膜対象物１１の裏面１１ｂのうち、爪部６８が支持している部分は、爪部６８が重なっているため、成膜処理後においても成膜されていない状態が維持されている。すなわち、爪部６８と成膜対象物１１の裏面１１ｂとの間は絶縁状態となっており、ホルダ本体部６７にバイアス電圧が印加された場合でも、爪部６８から成膜対象物１１の裏面１１ｂには給電されない。

　図７及び図８に示すように、載置部６９は、トレイ６３の台座部６４に載置されている。載置部６９は、ボルト６９ｆ等によって、ホルダ本体部６７の裏面６７ｂ側に固定されている。載置部６９は、ホルダ本体部６７の裏面６７ｂ側から離間して固定されており、ホルダ本体部６７の裏面６７ｂに非接触となっている。

　載置部６９とボルト６９ｆとの間には、絶縁碍子７０が設けられており、載置部６９は、ホルダ本体部６７と電気的に絶縁されている。絶縁碍子７０は、例えば、磁器又はガラス等の絶縁材料によって形成されている。ホルダ本体部６７と電気的に絶縁された載置部６９がホルダ本体部６７とトレイ６３との間に介在していることにより、トレイ６３はホルダ本体部６７と電気的に絶縁されている。よって、ホルダ本体部６７にバイアス電圧が印加された場合でも、トレイ６３は電気的に絶縁された状態となっている。

　カバー７５は、成膜時に絶縁碍子７０に導電性の膜が付着しないように絶縁碍子７０を保護している。カバー７５は、筒部材７５ａ及び円板部材７５ｂを含んでいる。筒部材７５ａは、ホルダ本体部６７の裏面６７ｂに非接触となっており、ホルダ本体部６７の裏面６７ｂと載置部６９との間において、絶縁碍子７０の周囲を取り囲んでいる。円板部材７５ｂは、絶縁碍子７０の下端部（Ｚ軸負方向での端部）に設けられ、当該下端部の全体を覆っている。このように、カバー７５によって絶縁碍子７０が保護されており、その結果、絶縁碍子７０の絶縁低下を抑制することが可能となっている。

　次に、給電ブラシ４２及び給電端子部５１の構成について詳細に説明する。

　給電ブラシ４２は、バイアス電圧が印加されたトロリ線１８と接触することにより、トロリ線１８からホルダ本体部６７への給電を行う。すなわち、給電ブラシ４２は、ホルダ本体部６７へトロリ線１８からのバイアス電圧を印加する機能を有する。また、上述したように、ホルダ本体部６７へバイアス電圧が印加された場合でも、爪部６８から成膜対象物１１の裏面１１ｂには給電されない。そこで、給電端子部５１は、成膜対象物１１の裏面１１ｂと接触することにより、ホルダ本体部６７から成膜対象物１１の裏面１１ｂへの給電を行う。すなわち、給電端子部５１は、成膜対象物１１の裏面１１ｂへホルダ本体部６７からのバイアス電圧を印加する機能を有する。以下、給電ブラシ４２及び給電端子部５１の各構成についてより具体的に説明する。

　まず、図６、図７及び図９を参照して、給電ブラシ４２について説明する。図６及び図７に示すように、給電ブラシ４２は、板状のブラシ体４３と、ブラシ体４３を支持するブラシ軸部４４と、ブラシ軸部４４を支持する軸支持部４５と、軸支持部４５をホルダ本体部６７の表面６７ａに固定するブラシ固定部４６とを有している。

　ブラシ体４３は、略矩形状を呈しており、その板厚方向がＹ軸方向に沿っている。ブラシ体４３は、長手方向での一端側が自由端となっており、長手方向での他端側には円形状の基端部４３ｄが形成されている。基端部４３ｄは、不図示の継手部等を介して、Ｙ軸方向に沿って延びるブラシ軸部４４に回転可能に支持されている。つまり、ブラシ体４３は、ブラシ軸部４４周りに回転可能となっており、ブラシ体４３がＸ軸方向に沿って延びた状態において、ブラシ体４３の自由端はＺ軸方向に沿った方向（図７中の矢印Ｃ）に移動可能となっている。ブラシ体４３の縁４３ｅは、Ｙ軸方向に沿って延びているトロリ線１８上に載る。これにより、ブラシ体４３は、トロリ線１８と接触する。その結果、ブラシ体４３を通し、トロリ線１８からホルダ本体部６７へ給電される。

　ブラシ体４３は、ブラシ用ガイド部３７によってトロリ線１８に載るようガイドされる。図９は、ブラシ用ガイド部３７によりガイドされるブラシ体４３の動作を説明する図である。図９に示すように、成膜対象物保持部材１６Ａの搬送時において、ブラシ体４３は、搬送方向であるＹ軸方向に沿って、ブラシ用ガイド部３７のガイド部３７ｂ上を移動する。この際、ブラシ体４３の縁４３ｅとガイド部３７ｂの縁３７ｅとが当接された状態となる。これにより、ブラシ体４３は、圧着端子３３ｄを跨ぐようにＹ軸方向に沿って移動し、圧着端子３３ｄに接続されたトロリ線１８上に載り、ブラシ体４３がトロリ線１８と接触する。

　再び図６及び図７を参照し、ブラシ軸部４４は、Ｙ軸方向に延在しており、その一端及び他端が軸支持部４５に固定されている。軸支持部４５は、ブラシ軸部４４の一端及び他端に位置している。軸支持部４５は、略Ｌ字状の板部材であり、Ｚ軸方向に沿って延びる側面部４５ａと、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って延びる底面部４５ｂとを有している。側面部４５ａは、ブラシ軸部４４と固定されており、底面部４５ｂは、ブラシ固定部４６と固定されている。

　ブラシ固定部４６は、軸支持部４５とホルダ本体部６７との間に配置されている。ブラシ固定部４６は、略Ｌ字状の板部材であり、Ｚ軸方向に沿って延びる側面部４６ａと、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に沿って延びる底面部４６ｂとを有している。側面部４６ａは、ブラシ体４３がホルダ本体部６７よりもＺ軸負方向に回転してしまわないよう、ブラシ体４３の縁４３ｅを受けることができる。底面部４６ｂは、軸支持部４５の底面部４５ｂと、ホルダ本体部６７の表面６７ａとに固定されている。

　続いて、図８及び図１０を参照して、給電端子部５１について説明する。図１０は、給電端子部５１の動作を説明する図である。図１０の（ａ）は、図６の給電端子部５１を拡大して示す図であり、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）のｂ－ｂ線に沿った断面図である。

　図８及び図１０に示すように、給電端子部５１は、成膜対象物１１の裏面１１ｂに接触可能なリード端子５２と、リード端子５２を支持するリード軸部５６と、リード軸部５６を支持する軸支持部５７と、リード端子５２の回転を規制する回転規制部５８とを有している。

　リード端子５２は、不図示の継手部等を介して、Ｙ軸方向に沿って延びるリード軸部５６に回転可能に支持されている。つまり、リード端子５２は、リード軸部５６周りに回転可能となっている。

　リード端子５２は、板状部材が折り曲げられてなり、回転規制部５８に当接する当接部５３と、当接部５３からＶ字状に折り曲げられた折曲部５４と、折曲部５４が折り曲げられた方向とは反対側に向かって折曲部５４から折り曲げられた先端突起部５５とを有している。

　当接部５３の裏面５３ｂは、回転規制部５８の表面５８ａに当接することにより、回転規制部５８に支持される。これにより、リード軸部５６を回転中心としたリード端子５２の回転が規制される。当接部５３の表面５３ａには、錘部材５３ｃが接合されている。

　折曲部５４は、当接部５３が回転規制部５８に支持された状態、すなわち当接部５３がＸ軸方向に沿って延びた状態において、当接部５３からＺ軸負方向に折り曲げられている。折曲部５４は、当接部５３に対して鈍角をなすように延びている。先端突起部５５は、当接部５３が回転規制部５８に支持された状態、すなわち当接部５３がＸ軸方向に沿って延びた状態において、折曲部５４からＺ軸正方向に折り曲げられている。先端突起部５５は、折曲部５４に対して略直角に、成膜対象物１１の裏面１１ｂに向かって延びている。先端突起部５５は、リード端子５２の回転によって成膜対象物１１の裏面１１ｂに接触可能となっている。

　リード軸部５６は、Ｙ軸方向に延在しており、その一端及び他端が軸支持部５７に固定されている。軸支持部５７は、リード軸部５６の一端及び他端に位置している。軸支持部５７は、略Ｌ字状の板部材であり、Ｚ軸方向に沿って延びる側面部５７ａと、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って延びる底面部５７ｂとを有している。側面部５７ａは、ホルダ本体部６７の開口部６７ｄからホルダ本体部６７の裏面６７ｂ側へ垂れ下がっており、リード軸部５６と固定されている。底面部５７ｂは、ホルダ本体部６７の表面６７ａに固定されている。

　回転規制部５８は、略矩形状の板状部材であり、ホルダ本体部６７の裏面６７ｂに設けられている。回転規制部５８は、ボルト５８ｆ等によって、ホルダ本体部６７の裏面６７ｂに沿って回転可能に支持されている。

　具体的に、回転規制部５８は、実線で示すリード端子５２を支持する位置から、図１０の（ａ）に示す矢印Ｅ方向へ回転可能となっており、二点鎖線で示す位置へ移動可能となっている。回転規制部５８が図１０の（ａ）に示す矢印Ｅ方向へ回転すると、回転規制部５８の表面５８ａが当接部５３の裏面５３ｂに当接しなくなる。これにより、回転規制部５８によるリード端子５２の回転規制が解除され、錘部材５３ｃ等の重みによってリード端子５２が図１０の（ｂ）に示す矢印Ｄ方向へと回転する。そして、リード端子５２が実線で示す位置から二点鎖線で示す位置へ移動し、リード端子５２の先端突起部５５が成膜対象物１１の裏面１１ｂへ接触する。その結果、先端突起部５５を通して、ホルダ本体部６７から成膜対象物１１の裏面１１ｂへ給電される。

　また、回転規制部５８には、上記の回転移動を操作する操作部５８ｄが設けられている。操作部５８ｄは、例えばボルト等によって構成されており、回転規制部５８の裏面５８ｂ側から表面５８ａ側へ貫通して表面５８ａ上に突出している。上述したように、給電端子部５１の操作は、成膜対象物保持部材１６Ａがロードロック室２６内に搬入されたタイミングで行われる。すなわち、ロードロック室２６内において給電端子部５１の操作部５８ｄが操作されて、給電端子部５１が成膜対象物１１の裏面１１ｂに接触するようになる。操作部５８ｄは、例えば所定の作動条件が成立した場合に作動するアクチュエータ（不図示）等によって操作される。なお、操作部５８ｄの操作はアクチュエータ等による操作に限られず、手動等を含めその他のどのような操作方法であってもよい。

　次に、図１１を参照し、成膜対象物１１にバイアス電圧を印加する好適なタイミングについて説明する。なお、成膜対象物１１にバイアス電圧を印加するタイミングは、以下に説明するタイミングに限られず、例えば負イオン生成モードにおける任意のタイミングでバイアス電圧を印加してもよい。

　図１１は、真空チャンバー１０内に存在するイオンのフラックスの時間変化を示すグラフである。図１１の横軸は、酸素負イオン生成モードにおける処理時間[ｓｅｃ］を示し、図１１の縦軸は、真空チャンバー１０内におけるイオンのフラックス強度［ａ．ｕ．］を示している。グラフＧ１は、アルゴン正イオンのフラックスの時間変化を示すグラフであり、グラフＧ２は、酸素正イオンのフラックスの時間変化を示すグラフであり、グラフＧ３は、酸素負イオンのフラックスの時間変化を示すグラフである。また、図１１において、期間Ｔ１はプラズマＰの生成が行われている期間を示し、期間Ｔ２は、プラズマＰの生成が停止されている期間を示している。すなわち、図１１は、プラズマＰを生成するタイミングと真空チャンバー１０内に存在するイオンとの関係を示している。

　図１１に示されるように、プラズマＰを生成する期間Ｔ１とプラズマＰの生成を停止する期間Ｔ２とは繰り返されており、プラズマＰが間欠的に生成されている。プラズマＰの生成が停止された後、約０．００１～０．００１５秒程度の間は、アルゴン正イオン及び酸素正イオンが多く存在し、これに対応する電子も存在している。そして、プラズマＰの生成が停止された後、約０．００２秒程度以降は、アルゴン正イオン及び酸素正イオンが消失すると共に電子が消失する一方で、酸素負イオンの比率が増加する。

　そこで、本実施形態に係る成膜装置１Ａでは、負イオン生成部２４によるプラズマＰの生成が停止された後に、成膜対象物１１にバイアス電圧を印加する。例えば、バイアス電源２７は、酸素負イオン生成モードにおいて、プラズマＰの生成が停止されてから数ミリ秒後のタイミングで、成膜対象物１１にバイアス電圧を印加する。より具体的には、プラズマＰの生成が行われている間は、制御部５０によって短絡スイッチＳＷ３がＯＦＦ状態とされており、プラズマＰの生成が停止されてから数ミリ秒後に、制御部５０によって短絡スイッチＳＷ３がＯＮ状態とされる。短絡スイッチＳＷ３がＯＮ状態とされると、トロリ線１８とバイアス電源２７とが互いに電気的に接続され、トロリ線１８にバイアス電圧が印加される。

　そして、トロリ線１８からブラシ体４３を通してホルダ本体部６７へ給電され、ホルダ本体部６７から先端突起部５５を通して成膜対象物１１の裏面１１ｂへ給電される。このようにして成膜対象物１１の裏面１１ｂに正のバイアス電圧が印加される結果、酸素負イオン生成モードにおいて生成された酸素負イオンが成膜対象物１１の裏面１１ｂ側に引き寄せられる。

　特に、本実施形態では、プラズマＰの生成が停止されてから数ミリ秒後の酸素負イオンが大幅に増加したタイミングで成膜対象物１１にバイアス電圧を印加する。これにより、多くの酸素負イオンが、成膜対象物１１の裏面１１ｂ側に引き寄せられ、成膜対象物１１に形成された膜に照射される。

　また、成膜対象物１１へのバイアス電圧の印加は、負イオン生成部２４による次回のプラズマＰの生成が開始される直前まで続行する。具体的には、負イオン生成部２４における次回のプラズマ生成が開始される直前において、制御部５０によって短絡スイッチＳＷ３がＯＦＦ状態とされ、トロリ線１８とバイアス電源２７とが互いに電気的に非接続とされる。このように、成膜対象物１１へバイアス電圧を印加するタイミングは、負イオン生成モードにおいてプラズマＰの生成期間と交互に繰り返される。

　次に、図１２～図１４を参照して、成膜処理後の成膜対象物１１に対し、バイアス電圧を印加して酸素負イオンを照射したことによる作用効果について説明する。

　まず、図１２及び図１３を参照して、成膜対象物１１に形成された膜の電気的特性に対する酸素負イオン照射の効果を説明する。図１２は、酸素負イオン照射の有無とキャリア密度との関係を示すグラフである。図１２の横軸は、酸素ガス流量（Ｏｘｇｅｎ　Ｆｌｏｗ　Ｒａｔｅ：ＯＦＲ）［ｓｃｃｍ］を示し、図１２の縦軸は、キャリア密度［ｃｍ^－３］を示している。図１２のグラフＧ４は、酸素負イオン生成モードにおいて成膜対象物１１に酸素負イオンを照射した場合における、酸素ガス流量に対応したキャリア密度を示すグラフである。図１２のグラフＧ５は、酸素負イオン生成モードにおいて成膜対象物１１に酸素負イオンを照射しなかった場合における、酸素ガス流量に対応したキャリア密度を示すグラフである。

　また、図１３は、酸素負イオンの照射の有無と光学的移動度との関係を示すグラフである。図１３の横軸は、酸素ガス流量［ｓｃｃｍ］を示し、図１３の縦軸は、光学的移動度（μｏｐｔ）[ｃｍ^２／Ｖｓ]を示している。図１３のグラフＧ６は、酸素負イオン生成モードにおいて成膜対象物１１に酸素負イオンを照射した場合における、酸素ガス流量に対応した光学的移動度を示すグラフである。図１３のグラフＧ７は、酸素負イオン生成モードにおいて成膜対象物１１に酸素負イオンを照射しなかった場合における、酸素ガス流量に対応した光学的移動度を示すグラフである。なお、光学的移動度は、成膜対象物１１の結晶粒内の移動度を測定したものである。

　成膜処理モードにおける成膜条件としては、電流値を１５０Ａとし、酸素ガス流量を１０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ、又は２５ｓｃｃｍとすることで、成膜対象物１１にＧａが４．０ｗｔ％で５０ｎｍ厚のＺｎＯ膜を形成した。酸素負イオン生成モードにおける酸素負イオン照射条件としては、放電電流値を１２Ａとし、酸素ガス流量を１０ｓｃｃｍとし、周波数が６０Ｈｚで矩形波の１５Ｖのバイアス電圧を成膜対象物１１に１０分間印加した。

　図１２に示すように、全ての酸素ガス流量について、成膜対象物１１に酸素負イオンを照射しなかった場合よりも、成膜対象物１１に酸素負イオンを照射した場合の方が、キャリア密度が低下している。具体的に、酸素ガス流量が１０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍの場合には約２０％のキャリア密度の低下が見られ、酸素ガス流量が２５ｓｃｃｍの場合には約７％のキャリア密度の低下が見られる。キャリア密度の低下は、キャリア（電子）が粒界や不純物等にトラップされた、又は、酸素空孔が減少したことを示している。

　また、図１３に示すように、全ての酸素ガス流量について、成膜対象物１１に酸素負イオンを照射しなかった場合よりも、成膜対象物１１に酸素負イオンを照射した場合の方が、光学的移動度が増加している。光学的移動度の増加は、結晶内の酸素空孔が減少して粒内の移動度が向上したことを示している。この結果は、キャリア密度の減少とも整合している。以上より、成膜後の成膜対象物１１に形成された膜が、酸素負イオンの照射によって改質されたことが確認できる。

　よって、成膜処理後の成膜対象物１１に酸素負イオンを照射することで、成膜対象物１１の膜における酸素空孔を少なくする調整を行い、膜を改質することができる。したがって、膜が形成された成膜対象物１１を大気中に取り出した場合にも、成膜対象物１１における膜の表面に大気中の酸素が付着することを抑制することができ、ひいては膜質の低下を抑制することができる。

　続いて、図１４を参照して、成膜対象物１１における膜を水素ガスセンサに用いた場合の水素ガスセンサ特性に対する酸素負イオン照射の効果を説明する。図１４は、酸素負イオン照射の有無と水素ガスセンサ特性との関係を示すグラフである。図１４の横軸は、水素ガスセンサの応答時間［ｓｅｃ］を示し、図１４の縦軸は水素ガスセンサに流れる電流値［Ａ］を示す。図１４の（ａ）は、酸素負イオン生成モードにおいて成膜対象物１１に酸素負イオンを照射した場合における、水素ガスセンサの応答時間に対する電流値を示すグラフである。図１４の（ｂ）は、酸素負イオン生成モードにおいて成膜対象物１１に酸素負イオンを照射しなかった場合における、水素ガスセンサの応答時間に対する電流値を示すグラフである。

　図１４の（ｂ）に示すように、成膜対象物１１に酸素負イオンを照射しなかった場合には、水素ガスセンサの電流値のグランドレベルが安定せず、水素ガスセンサの動作が不安定となっている。これに対し、図１４の（ａ）に示すように、成膜対象物１１に酸素負イオンを照射した場合には、水素ガスセンサの電流値のグランドレベルが安定し、水素ガスセンサの動作安定性が向上していることが確認できる。

　以上、本実施形態に係る成膜装置１Ａによれば、バイアス電源２７によって、成膜処理後の成膜対象物１１に正のバイアス電圧が印加される。これにより、負イオン生成部２４で生成された酸素負イオンが成膜対象物１１側に引き寄せられ、成膜対象物１１に形成された膜の表面に照射される。その結果、成膜対象物１１における膜の表面に大気中の酸素が付着することによる膜質の低下をより抑制することができる。

　また、本実施形態に係る成膜装置１Ａによれば、成膜対象物１１を保持する成膜対象物保持部材１６Ａに設けられた給電ブラシ４２及び給電端子部５１が、真空チャンバー１０内に設けられたトロリ線１８から給電される。これにより、成膜対象物保持部材１６Ａの給電ブラシ４２及び給電端子部５１を通して成膜対象物１１に正の電圧を容易に印加することができる。

　また、本実施形態に係る成膜装置１Ａによれば、張力付与部２５によってトロリ線１８に張力が付与される。これにより、真空チャンバー１０内で生じる熱等によってトロリ線１８が伸び縮した場合にも撓んでしまうことを抑制することができる。

　また、真空チャンバー１０内に存在する酸素負イオンは、負イオン生成部２４によるプラズマＰの生成が停止された後に増加する。本実施形態に係る成膜装置１Ａによれば、このようなプラズマＰの生成が停止された後の酸素負イオンが増加したタイミングで成膜対象物１１に正のバイアス電圧が印加される。これにより、多くの酸素負イオンが成膜対象物１１に照射される。その結果、成膜対象物１１における膜の表面に大気中の酸素が付着することによる膜質の低下を更に抑制することができる。

　また、本実施形態に係る成膜装置１Ａによれば、成膜処理後の成膜対象物１１が真空チャンバー１０の搬送室１０ａからロードロック室２６へ搬入されると共に、当該搬入された成膜対象物１１が負イオン生成部２４による酸素負イオン生成後にロードロック室２６から真空チャンバー１０の搬送室１０ａへ搬出される。これにより、成膜対象物１１は、大気中に曝されることなく、酸素負イオンが生成された適切なタイミングで搬送室１０ａへ搬入される。その結果、酸素負イオンを好適に成膜対象物１１に照射することができる。

　以上、本実施形態の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

　例えば、上記実施形態では、プラズマ源７を圧力勾配型のプラズマガンとしたが、プラズマ源７は、真空チャンバー１０内にプラズマを生成できればよく、圧力勾配型のプラズマガンには限られない。

　また、上記実施形態では、負イオンの生成時に、間欠的にプラズマを生成するとしたが、これに限られない。例えば、負イオンの生成時に、定常的に電流を第２の中間電極６２へ供給し、定常放電を発生させてもよい。

　また、上記実施形態では、プラズマ源７とハース機構２の組が真空チャンバー１０内に一組だけ設けられていたが、複数組設けてもよい。また、一の材料に対して複数のプラズマ源７からプラズマＰを供給してもよい。上記実施形態では、輪ハース６が設けられていたが、プラズマ源７の向きとハース機構２における材料の位置や向きを工夫することで、輪ハース６を省略してもよい。

　ステアリングコイル５は、酸素負イオン生成モードにおいては、必ずしも励磁されなくてもよい。

　図３に示す成膜方法において、負イオン生成工程Ｓ２に含まれる原料ガス供給工程Ｓ２１、プラズマ生成工程Ｓ２２、及び封止磁場形成工程Ｓ２３は、必ずしもこの順に処理されなくてもよく、Ｓ２１～Ｓ２３の処理を同時に行ってもよい。また、成膜工程Ｓ１において成膜処理が完全に終了する前に成膜工程Ｓ１を終了して負イオン生成工程Ｓ２に進んでもよい。

　成膜装置１，１Ａは、真空チャンバー１０の外部において、例えばプラズマ源７に対向する位置（例えば、成膜室１０ｂの側壁１０ｉ側）に配置された対向コイルを備えていてもよい。この場合、真空チャンバー１０内にはプラズマ源７から対向コイルに向かう方向に伸びる磁場が形成されていてもよい。このような磁場が形成されていると、真空チャンバー１０内におけるプラズマＰの電子がこの磁場に拘束され、当該電子の成膜対象物１１への流入が抑制される。これにより、真空チャンバー１０内で生成された負イオンを成膜対象物１１に向かって拡散させ易くすることができ、効率良く負イオンを成膜対象物１１に形成された膜の表面に付着させることができる。

　また、成膜装置１，１Ａは、例えば成膜室１０ｂの側壁１０ｉの内壁１０ｋに配置され、陽極として機能する対向電極を備えていてもよい。対向電極は、上記の対向コイルを設けた場合に真空チャンバー１０内に形成されている磁場を収束することができる。そして、このように収束された磁場に沿ってプラズマＰの電子を好適に留め、当該電子の成膜対象物１１への流入をより抑制することができる。これにより、真空チャンバー１０内で生成された酸素負イオンを成膜対象物１１に向かって一層拡散させ易くすることができ、より効率良く酸素負イオンを成膜対象物に形成された膜の表面に付着させることができる。

　上記実施形態に係る成膜装置１，１Ａは、イオンプレーティング法を用いて成膜を行う装置であるとしたが、これに限られない。例えば、スパッタリング法、又は化学蒸着法等を用いてもよい。

　上記第２実施形態に係る成膜装置１Ａは、磁場発生コイル３０及びそのケース３１を備えていないとしたが、これに限られず、磁場発生コイル３０及びそのケース３１を備えていてもよい。

　また、上記実施形態では、成膜対象物１１にバイアス電圧を印加することにより、成膜対象物１１に酸素負イオンを照射するとしたが、これに限られない。例えば、成膜対象物１１にバイアス電圧を印加することを、成膜対象物１１に成膜材料粒子Ｍｂを堆積（成膜）させる際に利用することができる。この場合、成膜対象物１１には負のバイアス電圧を印加することで、成膜対象物１１は負の電荷を帯びるため、成膜室１０ｂ内に存在する電子が搬送室１０ａ側へ進入することを抑制すると共に、成膜室１０ｂ内に存在するイオン化した成膜材料粒子Ｍｂが搬送室１０ａ側へ進入するように促進することが可能となる。

　１…成膜装置、７…プラズマ源（プラズマガン）、１０…真空チャンバー、１０ａ…搬送室、１０ｂ…成膜室、１１…成膜対象物、１４…成膜部、１６Ａ…成膜対象物保持部材、１８…トロリ線、２４…負イオン生成部、２５…張力付与部、２６…ロードロック室（真空ロードロックチャンバー）、２７…バイアス電源（電圧印加部）、３０…磁場発生コイル、４０…原料ガス供給部、４２…給電ブラシ（給電部）、５０…制御部、５１…給電端子部（給電部）、Ｍａ…成膜材料、Ｍｂ…成膜材料粒子、Ｐ…プラズマ、ＳＷ１…短絡スイッチ（切替部）、Ｍ…封止磁場。

Claims

　成膜対象物に成膜材料を成膜する成膜装置であって、
　前記成膜対象物を収納し成膜処理を行う真空チャンバーと、
　前記真空チャンバー内において前記成膜材料の粒子を前記成膜対象物に付着させる成膜部と、
　前記真空チャンバー内に負イオンを生成する負イオン生成部と、を備える、成膜装置。
　前記負イオン生成部は、
　前記真空チャンバー内でプラズマを生成するプラズマガンと、
　前記真空チャンバー内へ前記負イオンの原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
　前記プラズマを間欠的に生成するように前記プラズマガンを制御する制御部と、を有する、請求項１に記載の成膜装置。
　前記負イオン生成部は、前記真空チャンバー内への前記プラズマの供給と遮断とを切り替える切替部を更に有し、
　前記制御部は、前記切替部を切り替えることによって前記プラズマを間欠的に生成するように前記プラズマガンを制御する、請求項２に記載の成膜装置。
　前記真空チャンバーは、前記成膜対象物を搬送する搬送室と、前記成膜材料を拡散させる成膜室と、を有し、
　前記成膜室から前記搬送室へ向かう方向と交差する方向の磁力線を有する磁場を発生させることにより、前記成膜室内の電子が前記搬送室へ流入するのを抑制する磁場発生コイルを更に備える、請求項１～３の何れか一項に記載の成膜装置。
　前記磁場発生コイルは、前記真空チャンバー内であって、前記成膜室と前記搬送室との間に設けられている、請求項４に記載の成膜装置。
　前記成膜部は、プラズマガンを有し、イオンプレーティング法により前記成膜材料の粒子を前記成膜対象物に付着させており、
　前記成膜部の前記プラズマガンは、前記負イオン生成部の前記プラズマガンと兼用されている、請求項２又は３に記載の成膜装置。
　前記成膜部による成膜処理後の前記成膜対象物に正のバイアス電圧を印加する電圧印加部を更に備える、請求項１～６の何れか一項に記載の成膜装置。
　前記負イオン生成部は、前記真空チャンバー内で間欠的にプラズマを生成し、
　前記電圧印加部は、前記負イオン生成部によるプラズマの生成が停止された後に前記成膜対象物に前記正のバイアス電圧を印加する、請求項７に記載の成膜装置。
　前記真空チャンバーに隣接して配置され、前記成膜対象物を搬入出する真空ロードロックチャンバーを備え、
　前記真空ロードロックチャンバーは、成膜処理後の前記成膜対象物を前記真空チャンバーから搬入すると共に、搬入された前記成膜対象物を前記負イオン生成部による負イオン生成後に前記真空チャンバーへ搬出する、請求項７又は８に記載の成膜装置。
　前記成膜対象物を保持する保持部材を備え、
　前記真空チャンバー内には、トロリ線が延伸して設けられており、
　前記保持部材には、前記トロリ線から給電される給電部が設けられている、請求項７～９の何れか一項に記載の成膜装置。
　前記トロリ線に張力を付与する張力付与部を備える、請求項１０に記載の成膜装置。