JP2000087225A

JP2000087225A - 真空成膜装置

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Publication number: JP2000087225A
Application number: JP10260533A
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: 1998-09-14
Filing date: 1998-09-14
Publication date: 2000-03-28
Anticipated expiration: 2018-09-14
Also published as: JP3958877B2

Abstract

(57)【要約】【課題】真空チャンバ内の雰囲気を検出して、被成膜
体に形成される薄膜の状態を予め予測することができる
真空成膜装置を提供する。【解決手段】真空成膜装置１０のプラズマガン１１に
より真空チャンバ１２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内の雰囲気が質量分析計５５により検出
され、質量分析機５５からの信号に基づいて制御部５８
により酸素供給管４３の調整弁５７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】従来より被成膜体上に成膜材料からなる
薄膜を形成するため、被成膜体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
を備えた真空成膜装置が用いられている。

【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、被成膜体上に蒸着して薄膜を形成する。こ
の場合、真空チャンバ内のるつぼは電気的に浮遊状態に
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来の真空成
膜装置において、真空チャンバ内の雰囲気は放電ガスと
してのＡｒガス、あるいは酸素を供給した場合はＯ_２ガ
スからなっているが、真空チャンバ内の雰囲気、とりわ
けＯ_２ガスの量は被成膜体上に形成される薄膜の状態に
大いに影響を与える。

【０００５】このような場合、真空チャンバ内の雰囲気
を予め検出しておけば安定した薄膜を形成する上で都合
が良い。

【０００６】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、真空チャンバ内の雰囲気を予め検出してお
く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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部に成膜材
料を収納したるつぼと、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、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るつ
ぼ内の成膜材料に照射させ、この成膜材料を被成膜体に
蒸着させる収束コイルとを備え、真空チャンバ内の雰囲
気を分析する質量分析計を設けたことを特徴とする真空
成膜装置である。

【０００８】本発明によれば、真空チャンバ内の雰囲気
を質量分析計により予め検出しておくことにより、被成
膜体上に形成される薄膜の状態を予め予測しておくこと
ができる。

【０００９】

【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。

【００１０】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。

【００１１】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内は真空ポンプ５６によって吸引され、さらに
真空チャンバ１２には真空チャンバ１２内の雰囲気を分
析する質量分析計５５が接続されている。

【００１２】

【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５６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、低アルカリガラス（コーニング社製１７
３７ガラス５５０×６５０×０．９ｔ）のようなガラ
ス材からなり、液晶カラーフィルタ６５上にＩＴＯ膜６
１を形成して液晶ディスプレイ用カラーフィルタ６２を
作製する為に用いられる（図１３（ａ））。

【００１３】また、後述のようにフィルム１３ａ（東レ
（株）製ルミラーＳ−１０厚み１２μｍ、幅６００
ｍｍ、長さ５０００ｍ）上にＳｉＯ膜６３を形成してバ
リアフィルム６４を作してもよい（図１３（ｂ））。

【００１４】すなわち被成膜体として供給ローラ６７ａ
から繰り出され、コーティングドラム６６を経て巻取ロ
ーラ６７ｂに巻取られる合成樹脂フィルム１３ａを用い
てもよい（図１５）。図１５に示すように、真空チャン
バ１２内が仕切板６５により仕切られており、仕切板６
５より上方にコーティングドラム６６が設けられてい
る。なお、図１５に示す真空成膜装置１０は、基板１３
の代わりにコーティングドラム６６に巻付けられた合成
樹脂フィルム１３ａを用いる点が異なるのみであり、他
は図１に示す真空成膜装置と略同一である。

【００１５】図１５においてコーティングドラム６６に
例えばＰＥＴフィルムのような合成樹脂フィルム１３ａ
が巻付けられ、このフィルム１３ａの下面にＩＴＯの薄
膜６１またはＳｉＯｘの薄膜６３を形成することができ
る。また被成膜体としてカラーフィルムを用いてもよ
い。

【００１６】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。

【００１７】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を磁場により軌
道および／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、電気的に
浮遊状態にあるるつぼ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。

【００１８】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。

【００１９】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（ＩＴ
Ｏ）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。

【００２０】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、調整弁５７を有
する酸素供給管４３が設けられている。

【００２１】調整弁５７は制御部５８に接続されてお
り、質量分析計５５からの信号に基づいて制御部５８に
より調整弁５７を制御するようになっている。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。まず成膜材料２０がＩＴＯの
場合について述べる。るつぼ１９内にＩＴＯのペレット
からなる成膜材料２０が収納される。またロードロック
室５２内で加熱装置５２ａにより例えば１９０°まで加
熱された基板１３が真空チャンバ１２内に導入される。
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ＩＴＯか
らなる成膜材料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ＩＴＯの薄膜６１（図１３
（ａ））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２
２を曲げさせる作用を行なう。また、プラズマビーム２
２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（ＩＴＯ）２０に対して酸素を供給し、蒸発す
るＩＴＯの酸素濃度を高める。

【００２５】このようにしてカラーフィルタ６４上にＩ
ＴＯの薄膜６１を形成することにより、液晶ディスプレ
イ用カラーフィルタ６２を作製することができる（図１
３（ａ））。ここでＩＴＯについて詳述する。

【００２６】ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）は、Ｉｎ₂
Ｏ₃の粉末（数μｍ程度）と、ＳｎＯ₂の粉末（数μｍ
程度）とを混合して焼結することにより作られる。また
ＩＴＯの薄膜６１は８５％以上の可視光透過率を有する
透明導電性薄膜となっている。ＩＴＯの薄膜６１は、こ
のため帯電防止特性に優れ、電極あるいは電源波シール
ドとして機能する。

【００２７】なお、ＩＴＯの薄膜６１はガラス基板１３
上で抵抗率１．０〜１．４×１０^-4Ω・cmの値をとるこ
とができ、最適値として抵抗率１．０５×１０^-4Ω・cm
の値をとることができる。またＩＴＯの薄膜６１は後述
する合成樹脂フィルム１３ａ（図１３（ｂ））上におい
て抵抗率３×１０^-4Ω・cmの値をとることができる。こ
れに対して通常のスパッタリングにより基板上に形成さ
れたＩＴＯ薄膜は、２．０×１０^-4Ω・ｍの抵抗率を有
し、かつ基板を３００°以上に加熱することが要求され
る。

【００２８】次に図１４（ａ）により、るつぼ１９から
蒸発するＩＴＯに対して酸素供給管４３から酸素を供給
した場合のＩＴＯの薄膜６１の特性について説明する。

【００２９】図１４（ａ）に示すように、酸素流量を増
加させてＩＴＯの酸素をリッチにしていくと、ＩＴＯの
薄膜６１の抵抗率（Ω・cm）は徐々に低下した後で上昇
し（図１４（ａ）の○印）、可視光透過率（％）は徐々
に上昇して平坦化する（図１４（ａ）の□印）。図１４
（ａ）の結果から明らかなように、酸素供給管４３から
の酸素流量を変化させることにより、所望の抵抗率（Ω
・cm）または可視光透過率（％）を有するＩＴＯの薄膜
６１を得ることができる。

【００３０】次に酸素供給管４３からの酸素流量の調整
について説明する。真空成膜装置１０の運転中、質量分
析計５５によって真空チャンバ１２内の雰囲気が分析さ
れ、真空チャンバ１２内の雰囲気、とりわけ放電ガスと
してのＡｒガス、酸素供給管４３からのＯ_２ガス、真空
チャンバ１２内へのＨ_２ＯおよびＮ_２等のリークガス、
壁面からの放出ガスの量が求められる。

【００３１】質量分析計５５からの信号が制御部５８に
送られ、この制御部５８により調整弁５７を制御するこ
とにより、真空チャンバ１２内の酸素ガス量を所望値に
定めることができる。

【００３２】ところで上述のように、図１４（ａ）によ
り所望の酸素流量が予め定まっている場合、この図１４
（ａ）に示す酸素流量と質量分析計５５からの信号の双
方を考慮して、制御部５８により調整弁５７を適切に制
御する。このことにより所望性状のＩＴＯ薄膜６１を得
ることができる。

【００３３】ところでプラズマビーム２２がるつぼ１９
内の成膜材料（ＩＴＯ）２０に照射されると、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。

【００３４】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。次に真空
成膜装置１０を用いたＳｉＯｘ膜形成方法について説明
する。ＳｉＯｘ膜形成方法は、るつぼ１９内にＳｉＯｘ
（酸化珪素）のペレットからなる成膜材料を収納するも
のであり、上述したＩＴＯ膜形成方法と略同一の方法に
よりフィルム１３ａ上にＳｉＯｘの薄膜６３を形成する
ことによってバリアフィルム６４を作製することができ
る（図１３（ｂ））。ここでＳｉＯｘの薄膜６３につい
て詳述する。

【００３５】ＳｉＯｘの薄膜６３は、蒸発源としてＳｉ
Ｏｘ（０≦ｘ≦２）の粉末（３〜５ｍｍφ）を用いて成
膜されたＳｉＯｘ（１．５≦ｘ≦２）を主体とする薄膜
である。このＳｉＯｘの薄膜６３の酸素量が上記範囲を
下回ると、酸素欠乏による透過率の低下が発生する（図
１４（ｂ））。なお、ＳｉＯｘの粉末としては、焼結さ
れた石英の粉末が考えられ、ＳｉＯｘの薄膜６３は、透
明性および酸素、水蒸気に対する高いガリバリア性を有
する。

【００３６】またＳｉＯｘの薄膜６３は、ＳｉＯ₂の薄
膜６３の主たる構成要素である珪素および酸素の他に、
アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、
ナトリウム、チタン、ジルコニウム、イットリウム等の
金属や、炭素、ホウ素、窒素、フッ素等の非金属元素が
含まれていても構わない。

【００３７】このようなＳｉＯｘの薄膜６３は、上述の
ように透明性を有し、波長６３３ｎｍにおける屈折率が
１．４８〜１．５１の範囲内にあるようなＳｉＯｘの薄
膜からなっている。上記の屈折率とは、光学的測定、す
なわち、エリプソメトリー法、あるいは、分光特性測定
によって得られるものである。また、屈折率は測定光の
波長による依存性をもつので、本発明でいう屈折率は、
測定光の波長が６３３ｎｍであるときの屈折率をいう。

【００３８】ここで、上記のような可視光領域の屈折率
は、対象としている媒体中の光散乱能よって決定され
る。光散乱は、電子によって生じるため、ある原子の光
散乱能は、その原子に帰属する電子の数や状態によって
決まり、原子の種類によってほぼ一定の値になる。した
がって、媒体の屈折率は、媒体中に含まれている原子の
一原子当たりの光散乱能と、光散乱を生じさせる原子を
単位体積当たりに含まれる量に比例する。すなわち、単
位体積当たりに含まれる原子の数が一定であれば、その
原子の構成比率（媒体の化学組成）によって屈折率が決
まる。例えば、珪素と酸素の場合、珪素の方が光散乱能
が高いため、珪素が多く、酸素が少ない場合に屈折率が
高くなる。また、媒体の化学組成が一定であれば、単位
体積当たり含まれる原子の数が多いほど、すなわち、原
子間の距離が短く緻密な状態を形成しているほど、屈折
率は高くなる。

【００３９】図１４（ｂ）に示すようにＳｉＯを材料に
用いた場合、酸素流量が高くなって酸素濃度が上昇する
と、可視透過率は上昇する。一方、図１４（ｂ）に示す
ように酸素流量が減少して酸素濃度が低下すると、化学
組成に変化が生じ、酸素に対する珪素の比率が増大して
珪素の酸化度が減少することになり、このような珪素の
酸化度の減少は、ＳｉＯｘの薄膜６３の可視光に対する
吸収係数の上昇をまねき、ＳｉＯｘの薄膜６３に着色を
生じるので好ましくない。

【００４０】ＳｉＯｘの薄膜６３の膜厚としては、例え
ば、５０〜３０００Ａ程度、好ましくは、１００〜１０
００Ａ程度の範囲内で任意に選択して設定することがで
きる。

【００４１】この間、図１４（ｂ）から求められた所望
酸素流量と、質量分析計５５からの信号の双方を考慮し
て、制御部５８により調整弁５７を適切に制御する。こ
のことにより所望性状のＳｉＯｘ薄膜６３を得ることが
できる。

【００４２】次に図３および図４により、真空成膜装置
１０の変形例について説明する。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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】図５〜図１１は、真空成膜装置１０の他の
変形例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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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１０にも適用できる。

【００４９】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。

【００５０】なお、真空成形装置１０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１２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１
１側にフランジを有する筒体形状とするのが好ましい。

【００５１】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。

【００５２】図１０は、電子帰還電極２内に水冷用ジャ
ケット２３を形成し、この水冷用ジャケット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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。次に図１２により真空成形装置の他の変形例につい
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。

【００５６】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２
に接触す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、水冷ジャケット２ｃおよび真空断熱層２ｄが設け
られている。

【００５７】次に図１２において、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は一般に無酸化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
酸化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。

【００５８】また電子帰還電極２を付着した成膜材料２
０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の性能が低下するが、上述の
ようにコイル（又は永久磁石）２ａの外側に水冷用ジャ
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の性能低下を防止すること
ができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、真空チャ
ンバ内の雰囲気を質量分析計により予め検出しておくこ
とにより、被成膜体上に形成される薄膜の状態を予め予
測しておくことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＩＴＯ膜形成方法およびＳｉＯｘ
膜形成方法を行なう真空成膜装置を示す図。

【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】真空成膜装置の変形例を示す図である。

【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】真空成膜装置の他の変形例を示すプラズマガ
ン、および真空チャンバの短管部の図である。

【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】真空成膜装置の他の変形例を示すプラズマガ
ン、および真空チャンバの短管部の図である。

【図８】真空成膜装置の他の変形例を示すプラズマガ
ン、および真空チャンバの短管部の図である。

【図９】真空成膜装置の他の変形例を示すプラズマガ
ン、および真空チャンバの短管部の図である。

【図１０】真空成膜装置の電子帰還電極を示す図であ
る。

【図１１】真空成膜装置のバッフルプレートを示す図で
ある。

【図１２】真空成膜装置の他の変形例を示す図である。

【図１３】ＰＤＰパネルを示す図である。

【図１４】酸素流量に対するＩＴＯ膜とＳｉＯｘ膜の特
性を示す図。

【図１５】真空成膜装置の他の変形例を示す図。

【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１３ａ合成樹脂フィルム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５５質量分析計５６制御部５７調整弁６１ＩＴＯの薄膜６２液晶ディスプレイ用カラーフィルタ６３ＳｉＯｘの薄膜６４バリアフイルム６５カラーフィルター６６コーティングドラム

フロントページの続きＦターム(参考） 4K029 AA09 AA11 AA24 AA25 BA46 BA50 BC07 BC09 CA04 DD00 DD05 EA04 EA05 4M104 AA10 BB36 CC01 DD35 5F045 AA08 AB32 AB40 AC11 AF07 CA15 DP22 EB08 EE12 EH04 EH16 EH19 EJ05 EJ09 GB06 GB07 5F058 BA20 BB06 BB07 BC02 BC03 BF07 BF18 BF29 BG01 BG02 BG10 5F103 AA10 BB02 BB14 BB44 BB49 BB51 BB60 DD27 DD30 HH04 LL13 NN10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に成膜材料を収納したるつぼと、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、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るつぼ内の成
膜材料に照射させ、この成膜材料を被成膜体に蒸着させ
る収束コイルとを備え、真空チャンバ内の雰囲気を分析する質量分析計を設けた
ことを特徴とする真空成膜装置。
【請求項２】真空チャンバに調整弁を有する酸素供給部
を連結し、質量分析計に質量分析計からの信号に基づい
て調整弁を制御する制御部を接続し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】真空チャンバ内のうちプラズマガン側に、
成膜材料に照射されたプラズマビームから生じる反射電
子流が帰還する電子帰還電極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。