(57)【要約】【課題】基板に成膜する膜を均一とする。【解決手段】成膜装置１は、第１蒸着手段１０及び第２蒸着手段２０を備え、第１蒸着手段１０は、プラズマビームＰ１を出射するプラズマガン１１、ステアリングコイル１３、主ハース１５、及び輪ハース１６を含む。第２蒸着手段２０は、プラズマビームＰ２を出射するプラズマガン２１、ステアリングコイル２３、主ハース２５、及び輪ハース２６を含む。第１蒸着手段１０，第２蒸着手段２０は、プラズマビームＰ１の出射方向とプラズマビームＰ２の出射方向とが対向するように配置され、ステアリングコイル１３には、プラズマビームＰ１の出射方向で見て時計回りに電流が流れ、ステアリングコイル２３には、プラズマビームＰ２の出射方向で見て反時計回りに電流が流れ、輪ハース１６の永久磁石１８は、基板５側がＳ極であり、輪ハース２６の永久磁石１８は、基板５側がＮ極である。【選択図】図１
2015101771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜対象物に成膜材料を成膜する成膜装置であって、
プラズマビームを出射する第１プラズマガンと、前記第１プラズマガンから出射されるプラズマビームの周囲に巻回され、前記プラズマビームの出射方向を制御する第１ステアリングコイルと、前記成膜材料が充填されると共に、前記第１プラズマガンから出射されるプラズマビームを前記成膜材料へ導く主陽極である第１主ハースと、前記第１主ハースの周囲に巻回されると共に、前記第１プラズマガンから出射されるプラズマビームを誘導する補助陽極である第１輪ハースと、を含む第１蒸着手段と、
プラズマビームを出射する第２プラズマガンと、前記第２プラズマガンから出射されるプラズマビームの周囲に巻回され、前記プラズマビームの出射方向を制御する第２ステアリングコイルと、前記成膜材料が充填されると共に、前記第２プラズマガンから出射されるプラズマビームを前記成膜材料へ導く主陽極である第２主ハースと、前記第２主ハースの周囲に巻回されると共に、前記第２プラズマガンから出射されるプラズマビームを誘導する補助陽極である第２輪ハースと、を含む第２蒸着手段と、
を備え、
前記第１蒸着手段と前記第２蒸着手段とは、前記第１プラズマガンから出射されるプラズマビームの出射方向と前記第２プラズマガンから出射されるプラズマビームの出射方向とが対向するように配置され、
前記第１ステアリングコイルには、前記第１プラズマガンから出射されるプラズマビームの出射方向で見て時計回りに電流が流れ、
前記第２ステアリングコイルには、前記第２プラズマガンから出射されるプラズマビームの出射方向で見て反時計回りに電流が流れ、
前記第１輪ハースの環状磁石は、前記成膜対象物側がＳ極であり、
前記第２輪ハースの環状磁石は、前記成膜対象物側がＮ極である、
成膜装置。
【請求項２】
前記成膜対象物を搬送する搬送手段をさらに備え、
前記搬送手段によって前記成膜対象物が搬送される向きは、前記第１プラズマガンと前記第２プラズマガンとが対向する方向と交差している、
請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記搬送手段によって前記成膜対象物が搬送される向きは、前記第１プラズマガンと前記第２プラズマガンとが対向する方向と直交していて、前記搬送手段によって前記成膜対象物が搬送される位置は、前記成膜材料から見て、前記第１ステアリングコイルの遠方側の端部及び前記第２ステアリングコイルの遠方側の端部よりも手前側である、
請求項２に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の成膜装置として、例えば特許文献１に記載されているように、プラズマ発生源、磁気コイル、及びハースを含む蒸着手段を２つ備えた成膜装置が知られている。２つの蒸着手段に含まれる各プラズマ発生源は、互いに面対称になるように配置されているので、２つの蒸着手段は、各プラズマ発生源からのプラズマビームの出射方向が向かい合うように設置されている。
【０００３】
この成膜装置では、各磁気コイルによってそれぞれ水平磁場が形成され、該水平磁場によって、各プラズマ発生源である各プラズマガンから成膜室へとプラズマビームが引き出されている。成膜室へと引き出された各プラズマビームは、各ハースがそれぞれ形成する垂直磁場によって、蒸着材料が充填されたハース内に導かれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２５４３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の成膜装置では、各磁気コイルによって形成される磁場は、成膜室から各プラズマガンへ向かう方向で形成され、各ハースによって形成される磁場は、成膜室から各ハースへ向かう方向で形成される。このため、互いに退け合うような磁力線が生じて、２つのプラズマガンの間で磁場が０となる領域が発生する場合がある。この磁場が０となる領域にはプラズマが集まり易く、プラズマが濃くなるため、当該領域と他の領域とでプラズマ密度にむらが生じてしまう。よって、基板の位置においてこのようなプラズマ密度のむらが生じてしまう結果、その基板に成膜される膜も不均一になってしまうおそれがある。
【０００６】
そこで本発明は、成膜対象物に成膜する膜を均一と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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る成膜装置は、成膜対象物に成膜材料を成膜する成膜装置であって、プラズマビームを出射する第１プラズマガンと、第１プラズマガンから出射されるプラズマビームの周囲に巻回され、前記プラズマビームの出射方向を制御する第１ステアリングコイルと、成膜材料が充填されると共に、第１プラズマガンから出射されるプラズマビームを成膜材料へ導く主陽極である第１主ハースと、第１主ハースの周囲に巻回されると共に、第１プラズマガンから出射されるプラズマビームを誘導する補助陽極である第１輪ハースと、を含む第１蒸着手段と、プラズマビームを出射する第２プラズマガンと、第２プラズマガンから出射されるプラズマビームの周囲に巻回され、プラズマビームの出射方向を制御する第２ステアリングコイルと、成膜材料が充填されると共に、第２プラズマガンから出射されるプラズマビームを成膜材料へ導く主陽極である第２主ハースと、第２主ハースの周囲に巻回されると共に、第２プラズマガンから出射されるプラズマビームを誘導する補助陽極である第２輪ハースと、を含む第２蒸着手段と、を備え、第１蒸着手段と第２蒸着手段とは、第１プラズマガンから出射されるプラズマビームの出射方向と第２プラズマガンから出射されるプラズマビームの出射方向とが対向するように配置され、第１ステアリングコイルには、第１プラズマガンから出射されるプラズマビームの出射方向で見て時計回りに電流が流れ、第２ステアリングコイルには、第２プラズマガンから出射されるプラズマビームの出射方向で見て反時計回りに電流が流れ、第１輪ハースの環状磁石は、成膜対象物側がＳ極であり、第２輪ハースの環状磁石は、成膜対象物側がＮ極であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の成膜装置では、第１蒸着手段と第２蒸着手段とは、第１プラズマガンから出射されるプラズマビームの出射方向と第２プラズマガンから出射されるプラズマビームの出射方向とが対向するように配置されている。第１プラズマガンからのプラズマビームの出射方向は、当該出射方向で見て時計回りに電流が流れる第１ステアリングコイルによって制御される。一方、第２プラズマガンからのプラズマビームの出射方向は、当該出射方向で見て反時計回りに電流が流れる第２ステアリングコイルによって制御される。よって、第１ステアリングコイルにより形成される磁場は、第１プラズマガンから第２プラズマガン側へ出ていく向きに形成され、第２ステアリングコイルにより形成される磁場は、第１プラズマガン側から第２プラズマガンへ入っていく向きに形成される。すなわち、第１プラズマガンから第２プラズマガンへ向かって磁力線が繋がるように各磁場が形成される。さらに、第１輪ハースの環状磁石は、成膜対象物側がＳ極であり、第２輪ハースの環状磁石は、成膜対象物側がＮ極である。よって、第１輪ハースにより形成される磁場は、第１輪ハースから成膜対象物側へ出ていく向きに形成され、第２輪ハースにより形成される磁場は、成膜対象物側から第２輪ハースへ入っていく方向で形成される。すなわち、第１プラズマガンから第２プラズマガンへ、及び、第１輪ハースから第２輪ハースへ向かって磁力線が繋がるように、以上より、第１プラズマガンと第２プラズマガンとの間において、互いに退け合うような磁力線が生じることがない。このため、磁場が０となる領域が発生せず、成膜対象物の位置におけるプラズマ密度を均一にすることができる。また、成膜対象物の位置において電子温度も均一にすることができる。その結果、成膜対象物に成膜される膜を均一とすることが可能となる。
【０００９】
また、成膜対象物を搬送する搬送手段をさらに備え、搬送手段によって成膜対象物が搬送される向きは、第１プラズマガンと第２プラズマガンとが対向する方向と交差していてもよい。このように搬送する方向を第１プラズマガンと第２プラズマガンとが対向する方向に対して交差させることで、第１プラズマガンと第２プラズマガンとの間で拡散するプラズマに対して、成膜対象物を効率良く接触させることができるので、例えば成膜対象物の面積が大きい場合にも対応可能となる。
【００１０】
また、搬送手段によって成膜対象物が搬送される向きは、第１プラズマガンと第２プラズマガンとが対向する方向と直交していて、搬送手段によって成膜対象物が搬送される位置は、成膜材料から見て、第１ステアリングコイルの遠方側の端部及び第２ステアリングコイルの遠方側の端部よりも手前側であってもよい。この場合、成膜対象物の位置を成膜材料へと近づけることができ、プラズマ密度の大きい領域で成膜対象物をプラズマに曝すことができる。その結果、成膜速度を上げることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、成膜対象物に成膜する膜を均一とすることができる成膜装置を提供するができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る成膜装置を示す概略構成図である。
【図２】図１のII-II線に沿った断面図である。
【図３】（ａ）は従来の成膜装置において形成される磁力線の一例を示す図であり、（ｂ）は本実施形態に係る成膜装置において形成される磁力線を示す図である。
【図４】（ａ）は従来の成膜装置における基板が搬送される位置の一例を示す図であり、（ｂ）は本実施形態に係る成膜装置における基板が搬送される位置を示す図である。
【図５】本実施形態に係る成膜装置のハース部の配置に関する変形例について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、一実施形態に係る成膜装置を示す概略構成図である。図中には、便宜上、ＸＹＺ座標系を示している。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。Ｚ軸方向は、成膜対象物と後述するハース部とが対向する方向である。Ｘ軸方向は、Ｙ軸方向とＺ軸方向とに直交する方向である。
【００１５】
本実施形態の成膜装置は、ＲＰＤ［Reactive Plasma Deposition］法による成膜対象物の成膜を行うものであって、いわゆるイオンプレーティング装置である。
【００１６】
本実施形態の成膜装置は、成膜対象物である基板の板厚方向が略鉛直方向となるように、基板がチャンバ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。この場合には、Ｘ軸及びＹ軸方向は水平方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向且つ基板の板厚方向となる。
【００１７】
なお、本実施形態の成膜装置は、基板の板厚方向が水平方向となるように、基板を直立又は直立させた状態から傾斜させた状態で、基板がチャンバ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ってもよい。この場合には、Ｚ軸方向は水平方向且つ基板の板厚方向であり、Ｘ軸方向は水平方向であり、Ｙ軸方向は鉛直方向となる。以下、本実施形態においては、横型の場合を例にして説明する。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本実施形態の成膜装置１は、搬送機構３と、真空チャンバ８と、第１蒸着手段１０と、第２蒸着手段２０と、を備えている。第１蒸着手段１０は、圧力勾配型のプラズマガン１１、ステアリングコイル１３、及びハース部１４を含んでいる。第２蒸着手段２０は、圧力勾配型のプラズマガン２１、ステアリングコイル２３、及びハース部２４を含んでいる。
【００１９】
真空チャンバ８は、成膜材料Ｍａの膜が形成される基板５を搬送するための搬送室８ａと、成膜材料Ｍａを蒸発させて広がるように移動させる成膜室８ｂと、プラズマガン１１から出射されるプラズマビームＰ１を真空チャンバ８に受け入れるプラズマ口８ｃと、プラズマガン２１から出射されるプラズマビームＰ２を真空チャンバ８に受け入れるプラズマ口８ｄと、を有している。
【００２０】
搬送室８ａ、成膜室８ｂ、プラズマ口８ｃ、及びプラズマ口８ｄは、互いに連通している。搬送室８ａは、所定の搬送方向に沿って設定されている。所定の搬送方向は、例えばプラズマガン１１とプラズマガン２１とが対向する方向に交差する方向とすることができる。本実施形態では、搬送方向Ａは、プラズマガン１１とプラズマガン２１とが対向する方向と直交する方向であり、Ｙ軸方向である。
【００２１】
真空チャンバ８は、導電性の材料からなり接地電位に接続されている。真空チャンバ８には、当該真空チャンバ８内の圧力を調整する圧力調整装置（不図示）が接続されている。圧力調整装置は、例えば、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等の減圧部と、真空チャンバ８内の圧力を測定する圧力測定部とを有している。
【００２２】
成膜室８ｂは、搬送方向Ａに沿った一対の側壁８ｊ及び側壁８ｋと、搬送方向Ａと交差する方向に沿った一対の側壁８ｈ及び側壁８ｉと、搬送室８ａと対向する側壁８ｍと、を有する。
【００２３】
搬送機構３は、成膜材料Ｍａと対向した状態で基板５を保持する保持部材６を搬送方向Ａに搬送する搬送手段である。搬送機構３は、搬送室８ａ内に設置された複数の搬送ローラ７によって構成されている。搬送ローラ７は、搬送方向Ａに沿って等間隔に配置され、保持部材６を支持しつつ搬送方向Ａに搬送する。なお、保持部材６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。また、保持部材６は、例えば基板５の被成膜面を露出させた状態で基板５を保持する搬送トレイなどが用いられる。
【００２４】
搬送機構３によって基板５が搬送される位置は、成膜材料Ｍａから見て、ステアリングコイル１３の遠方側の端部１３ａ及びステアリングコイル２３の遠方側の端部２３ａよりも手前側である。よって、基板５は、ステアリングコイル１３の端部１３ａ及びステアリングコイル２３の端部２３ａよりも、Ｚ軸方向で成膜材料Ｍａに近い位置にある。
【００２５】
次に、第１蒸着手段１０について説明する。第１蒸着手段１０は、成膜室８ｂにおける側壁８ｋ側に配置されている。
【００２６】
プラズマガン１１（第１プラズマガン）は、その本体部分が側壁８ｋのプラズマ口８ｃを介して成膜室８ｂに接続されている。プラズマガン１１は、プラズマビームＰ１を生成する。プラズマガン１１において生成されたプラズマビームＰ１は、プラズマ口８ｃから成膜室８ｂ内へＸ軸方向に沿って進むように、出射口１１ａから出射される。プラズマガン１１が装着されたプラズマ口８ｃの周囲には、プラズマビームＰ１を成膜室８ｂへ導くためのステアリングコイル１３が設けられている。
【００２７】
ステアリングコイル１３（第１ステアリングコイル）は、プラズマ口８ｃに沿って、プラズマビームＰ１を巻回するように配置され、プラズマビームＰ１の出射方向を制御する機能を有している。ステアリングコイル１３には、ステアリングコイル用の電源によって、プラズマビームＰ１の出射方向で見て時計回りの電流が流れる。これにより、ステアリングコイル１３の内側において、プラズマガン１１からプラズマガン２１側へ出ていく向きの磁場が形成される。
【００２８】
ハース部１４は、真空チャンバ８内の成膜室８ｂ内に設けられ、搬送機構３から見てＺ軸方向の負方向にある側壁８ｍに配置されている。ハース部１４は、プラズマガン１１に対応しており、プラズマガン２１よりもプラズマガン１１に近い位置で配置されている。ハース部１４は、蒸発源である成膜材料Ｍａを保持するための機構を有している。ハース部１４は、プラズマビームＰ１を成膜材料Ｍａへ導く主陽極である主ハース１５と、プラズマビームＰ１を誘導する補助陽極である輪ハース１６とを含んでいる。
【００２９】
主ハース１５（第１主ハース）は、成膜材料Ｍａが充填されたＺ軸方向に延びた筒状の充填部１５ａと、充填部１５ａから突出したフランジ部１５ｂとを有している。主ハース１５は、真空チャンバ８が有する接地電位に対して正電位に保たれており、プラズマビームＰ１を吸引する。このプラズマビームＰ１が入射する主ハース１５の充填部１５ａには、成膜材料Ｍａを充填するための貫通孔１５ｃ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１５ｃの一端において成膜室８ｂに露出している。
【００３０】
輪ハース１６（第１輪ハース）は、プラズマビームＰ１を誘導するための電磁石を有している。輪ハース１６は、環状のコイル１７と環状磁石である永久磁石１８と環状の容器１９とを有している。コイル１７及び永久磁石１８は、容器１９に収容されている。輪ハース１６は、コイル１７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ビームＰ１の幅及び太さ、又は、主ハース１５に入射するプラズマビームＰ１の幅及び太さを制御する。
【００３１】
輪ハース１６の永久磁石１８は、Ｎ極及びＳ極の極性を有している。永久磁石１８は、基板５側にある端面部１８ａの極性がＳ極であり、搬送室８ａと対向する側壁８ｍ側にある端面部１８ｂの極性がＮ極であるように配置されている。これにより、永久磁石１８の内側において、Ｎ極からＳ極へ、すなわち、輪ハース１６から基板５側へ出ていく向きに磁場が形成される。
【００３２】
成膜材料Ｍａとしては、ＩＴＯやＺｎＯ等の透明導電材料や、ＳｉＯＮ等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１５にプラズマビームＰ１が照射されると、プラズマビームＰ１からの電流によって主ハース１５が加熱され、成膜材料Ｍａの先端部分が蒸発し、プラズマビームＰ１によりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室８ｂ内で広がりつつ搬送室８ａ側へ移動する。また、成膜材料Ｍａが導電性物質からなる場合、主ハース１５にプラズマビームＰ１が照射されると、プラズマビームＰ１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し、プラズマビームＰ１によりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室８ｂ内で広がりつつ搬送室８ａ側へ移動する。
【００３３】
成膜室８ｂ内で広がった成膜材料粒子Ｍｂは、成膜室８ｂのＺ軸正方向へ移動し、搬送室８ａ内において基板５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形成された固体物であり、ハース部１４の主ハース１５のＺ軸方向の負方向側から順次押し出される。
【００３４】
次に、第２蒸着手段２０について説明する。第２蒸着手段２０は、成膜室８ｂにおける側壁８ｊ側に配置されている。
【００３５】
プラズマガン２１（第２プラズマガン）は、その本体部分が側壁８ｊのプラズマ口８ｄを介して成膜室８ｂに接続されている。プラズマガン２１は、プラズマビームＰ２を生成する。プラズマガン２１において生成されたプラズマビームＰ２は、プラズマ口８ｄから成膜室８ｂ内へＸ軸方向に沿って進むように、出射口２１ａから出射される。プラズマガン２１が装着されたプラズマ口８ｄの周囲には、プラズマビームＰ２を成膜室８ｂへ導くためのステアリングコイル２３が設けられている。
【００３６】
ステアリングコイル２３（第２ステアリングコイル）は、プラズマ口８ｄに沿って、プラズマビームＰ２を巻回するように配置され、プラズマビームＰ２の出射方向を制御する機能を有している。ステアリングコイル２３には、ステアリングコイル用の電源によって、プラズマビームＰ２の出射方向で見て反時計回りの電流が流れる。これにより、ステアリングコイル２３の内側において、プラズマガン１１側からプラズマガン２１へ入っていく向きに磁場が形成される。
【００３７】
ハース部２４は、真空チャンバ８内の成膜室８ｂ内に設けられ、搬送機構３から見てＺ軸方向の負方向にある側壁８ｍに配置されている。ハース部２４は、プラズマガン２１に対応し、プラズマガン１１よりもプラズマガン２１に近い位置で配置されている。ハース部２４は、蒸発源である成膜材料Ｍａを保持するための機構を有している。ハース部２４は、プラズマビームＰ２を成膜材料Ｍａへ導く主陽極である主ハース２５と、プラズマビームＰ２を誘導する補助陽極である輪ハース２６とを含んでいる。
【００３８】
主ハース２５（第２主ハース）は、成膜材料Ｍａが充填されたＺ軸方向に延びた筒状の充填部２５ａと、充填部２５ａから突出したフランジ部２５ｂとを有している。主ハース２５は、真空チャンバ８が有する接地電位に対して正電位に保たれており、プラズマビームＰ２を吸引する。このプラズマビームＰ２が入射する主ハース２５の充填部２５ａには、成膜材料Ｍａを充填するための貫通孔２５ｃ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２５ｃの一端において成膜室８ｂに露出している。
【００３９】
輪ハース２６（第２輪ハース）は、プラズマビームＰ２を誘導するための電磁石を有している。輪ハース２６は、環状のコイル２７と環状磁石である永久磁石２８と環状の容器２９とを有している。コイル２７及び永久磁石２８は、容器２９に収容されている。輪ハース２６は、コイル２７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ビームＰ２の幅及び太さ、又は、主ハース２５に入射するプラズマビームＰ２の幅及び太さを制御する。
【００４０】
輪ハース２６の永久磁石２８は、Ｎ極及びＳ極の極性を有している。永久磁石２８は、基板５側にある端面部２８ａの極性がＮ極であり、搬送室８ａと対向する側壁８ｍ側にある端面部２８ｂの極性がＳ極であるように配置されている。これにより、永久磁石２８の内側において、Ｎ極からＳ極へ、すなわち、基板５側から輪ハース２６へ入っていく向きに磁場が形成される。
【００４１】
成膜材料Ｍａが絶縁性物質からなる場合、主ハース２５にプラズマビームＰ２が照射されると、プラズマビームＰ２からの電流によって主ハース２５が加熱され、成膜材料Ｍａの先端部分が蒸発し、プラズマビームＰ２によりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室８ｂ内で広がりつつ搬送室８ａ側へ移動する。また、成膜材料Ｍａが導電性物質からなる場合、主ハース２５にプラズマビームＰ２が照射されると、プラズマビームＰ１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し、プラズマビームＰ２によりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室８ｂ内で広がりつつ搬送室８ａ側へ移動する。
【００４２】
成膜室８ｂ内で広がった成膜材料粒子Ｍｂは、成膜室８ｂのＺ軸正方向へ移動し、搬送室８ａ内において基板５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形成された固体物であり、ハース部２４の主ハース２５のＺ軸方向の負方向側から順次押し出される。
【００４３】
上記に説明したように、本実施形態に係る成膜装置１においては、プラズマガン１１とプラズマガン２１とは、各プラズマビームの出射方向が対向するように配置されている。ステアリングコイル１３とステアリングコイル２３とは、Ｘ軸方向で対向するように位置している。ハース部１４とハース部２４とは、いずれも水平とされ、Ｘ軸方向に並設されている。第１蒸着手段１０と第２蒸着手段２０とは、プラズマガン１１から出射されるプラズマビームＰ１の出射方向と、プラズマガン２１から出射されるプラズマビームＰ２の出射方向とが対向するように配置され、互いに略面対称に位置している。
【００４４】
ここで、例えば２つのプラズマガンが対向しておらず、並列に配置されている場合、２つのプラズマガン間及びそれぞれに対応して設けられる２つのハース間に磁力線が形成され、その近傍にプラズマが集まり、その外側にはあまり拡散されない。したがって、プラズマ密度が十分に高く基板５の成膜が好適に進行する領域の幅（以降、単に「成膜有効幅」という）は、２つのプラズマガンにそれぞれ対応する２つの輪ハースの外周間の距離（最も遠い部分同士の距離）程度となる。
【００４５】
これに対し、本実施形態に係る成膜装置１は、プラズマガン１１とプラズマガン２１とが上記のように対向して配置されているので、２つのハース間よりも幅広のプラズマガン１１とプラズマガン２１との間にプラズマを拡散することができる。よって、成膜有効幅を、プラズマガン１１とプラズマガン２１との間の距離程度とすることができ、プラズマガンが並列に配置されている場合よりも広い領域で成膜を行うことができる。
【００４６】
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る成膜装置１の作用及び効果について説明する。まず、図３を参照し、成膜装置において形成される磁力線に関し、従来の成膜装置と本実施形態に係る成膜装置１とを比較して説明する。図３の（ａ）は従来の成膜装置において形成される磁力線の一例を示す図であり、図３の（ｂ）は本実施形態に係る成膜装置１において形成される磁力線を示す図である。なお、図３以降の図においては、輪ハース１６におけるコイル１７及び輪ハース２６におけるコイル２７の図示を省略している。
【００４７】
図３の（ａ）に示すように、プラズマガンが対向して配置された成膜装置においては、ステアリングコイル１３及びステアリングコイル２３を流れる電流の向きが、いずれもプラズマビームＰ２の出射方向から見て反時計回りである場合があった。このような場合、ステアリングコイル１３により形成される磁場の向きＥ１とステアリングコイル２３により形成される磁場の向きＥ２とが対向していた。また、輪ハース１６の永久磁石１８及び輪ハース２６の永久磁石２８は、いずれも基板５側にある端面部１８ａ，２８ａの極性がＮ極である場合があった。このような場合、輪ハース１６により形成される磁場は、基板５側から輪ハース１６へと入っていく向きＥ３となり、輪ハース２６により形成される磁場は、基板５側から輪ハース２６へと入っていく向きＥ４となっていた。
【００４８】
これらの結果、プラズマガン１１とプラズマガン２１との間には、互いに退け合うような磁力線Ｎ１が形成され、例えばプラズマガン１１とプラズマガン２１との対称面の位置において磁場が０となる領域Ｓが発生していた。この磁場が０となる領域Ｓにはプラズマが集まり易く、プラズマが濃くなるため、当該領域Ｓと他の領域とでプラズマ密度にむらが生じてしまうおそれがあった。そして、このようなプラズマ密度のむらは、成膜材料粒子Ｍｂの拡散のむらを引き起こすため、基板５に形成される膜も不均一になってしまうおそれがあった。
【００４９】
これに対し、図３の（ｂ）に示すように、本実施形態に係る成膜装置１では、ステアリングコイル１３を流れる電流の向きが、プラズマビームＰ２の出射から見て時計回りであり、ステアリングコイル２３を流れる電流の向きが、プラズマビームＰ２の出射から見て反時計回りである。よって、ステアリングコイル１３により形成される磁場は、ステアリングコイル１３の内側において、プラズマガン１１からプラズマガン２１側へ出ていく向きＥ５に形成され、ステアリングコイル２３により形成される磁場は、ステアリングコイル２３の内側において、プラズマガン１１側からプラズマガン２１側へ入っていく向きＥ６に形成される。さらに、輪ハース１６の永久磁石１８は、基板５側の端面部１８ａの極性がＳ極であり、輪ハース２６の永久磁石２８は、基板５側の端面部２８ａがＮ極である。よって、輪ハース１６により形成される磁場は、永久磁石１８の内側において、輪ハース１６から基板５側へ出ていく向きＥ７に形成され、輪ハース２６により形成される磁場は、永久磁石２８の内側において、基板５側から輪ハース２６へ入っていく向きＥ８に形成される。以上のように、プラズマガン１１からプラズマガン２１へ、及び、第１輪ハースから第２輪ハースへ向かって磁力線Ｎ２が繋がるように、成膜室８ｂ内の磁場が形成される。すなわち、プラズマガン１１とプラズマガン２１との間において、互いに退け合うような磁力線が生じることがない。よって、磁場が０となる領域Ｓが発生せず、基板５の位置におけるプラズマ密度を均一にすることができる。また、成膜対象物の位置において電子温度も均一にすることができる。その結果、基板５に成膜される膜を均一とすることが可能となる。
【００５０】
また、成膜装置１に設けられた搬送機構３によって基板５が搬送される向きは、プラズマガン１１とプラズマガン２１とが対向する方向と交差している。このような構成を有することで、プラズマガン１１とプラズマガン２１との間で拡散するプラズマに対して、基板５を効率良く接触させることができるので、例えば基板５の面積が大きい場合にも対応可能である。上述のとおり、プラズマガン１１とプラズマガン２１とが対向する成膜装置１は、プラズマガンが並列の成膜装置に比して成膜有効幅が広いので、基板５の面積が大きい場合に好適である。
【００５１】
また、特に、基板５が搬送される向きをプラズマガン１１とプラズマガン２１とが対向する方向と直交させる場合には、基板５と成膜材料Ｍａとの距離が変更可能となり、本実施形態のように、搬送位置を、成膜材料Ｍａから見て、ステアリングコイル１３の遠方側の端部１３ａ及びステアリングコイル２３の遠方側の端部２３ａよりも手前側とすることができる。よって、基板５は、ステアリングコイル１３の端部１３ａ及びステアリングコイル２３の端部２３ａよりも、Ｚ軸方向で成膜材料Ｍａに近い位置とすることができる。
【００５２】
次に、図４を参照し、成膜装置における基板が搬送される位置に関し、従来の成膜装置と本実施形態に係る成膜装置１とを比較して説明する。図４の（ａ）は従来の成膜装置における基板が搬送される位置の一例を示す図であり、図４の（ｂ）は本実施形態に係る成膜装置１における基板が搬送される位置を示す図である。なお、図４は、第２蒸着手段２０側のみを図示し、第１蒸着手段１０側は省略している。
【００５３】
図４の（ａ）に示す成膜装置では、基板５の搬送方向Ａが、プラズマガン１１とプラズマガン２１とが対向する方向と交差していないＸ軸方向である。このような成膜装置では、基板５の位置を主ハース２５における成膜材料Ｍａから見てステアリングコイル２３の端部２３ａよりも奥側にしなければならなかった。これに対し、図４の（ｂ）に示すように、本実施形態に係る成膜装置１では、基板５の搬送方向Ａが、プラズマガン１１とプラズマガン２１とが対向する方向と直交しているＹ軸方向である。よって、搬送位置の変更が可能となり、基板５が搬送される位置は、成膜材料Ｍａから見て、ステアリングコイル１３の遠方側の端部１３ａ及びステアリングコイル２３の遠方側の端部２３ａよりも手前側にすることができる。その結果、基板５の位置を成膜材料Ｍａへと近づけることができ、プラズマ密度の大きい領域で基板５をプラズマに曝すことができる。プラズマ密度の大きい領域は、成膜材料粒子Ｍｂの密度も大きいため、成膜速度を上げることができる。
【００５４】
また、基板５の位置は、Ｚ軸方向に沿ったプラズマガン１１の出射口１１ａ及びプラズマガン２１の出射口１１ｂの位置よりも、成膜材料Ｍａから離れている方が好ましい。このようにすることで、十分に拡散された成膜材料粒子Ｍｂを基板５に付着させることができる。なお、プラズマ密度の均一性という点では、磁力線が平行に分布する領域が特に良い。
【００５５】
次に、本実施形態に係る成膜装置１の変形例について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態に係る成膜装置１のハース部１４，２４の配置に関する変形例について示す図である。
【００５６】
図１に示すように、上記実施形態に係る成膜装置１では、ハース部１４，２４は水平に配置されている。これに対し、図５の（ａ）に示すように、変形例に係るハース部１４，２４は、成膜室８ｂの内向きに傾いている。ハース部１４は、プラズマガン１１側が斜め上に、プラズマガン２１側が斜め下になるように、全体として内側に傾いている。ハース部２４は、プラズマガン２１側が斜め上に、プラズマガン１１側が斜め下となるように、全体として内側に傾いている。
【００５７】
このような変形例に係る場合、ハース部１４及びハース部２４が水平に配置されている場合と比べて、ハース部１４とハース部２４との間の成膜材料粒子Ｍｂの飛散量（フラックス）を多くすることができ、成膜材料Ｍａの利用効率を上げることができる。なお、ハース部１４とハース部２４との間の中心部分でプラズマ密度が濃くなる影響を考慮し、図５の（ａ）に示すようにハース部１４とハース部２４との距離を少し離してもよい。
【００５８】
また、図５の（ｂ）に示すように、別の変形例に係るハース部１４，２４は、成膜室８ｂの外向きに傾いている。ハース部１４は、プラズマガン１１側が斜め下に、プラズマガン２１側が斜め上になるように、全体として外側に傾いている。ハース部２４は、プラズマガン２１側が斜め下に、プラズマガン１１側が斜め上となるように、全体として外側に傾いている。
【００５９】
このような変形例に係る場合、ハース部１４及びハース部２４が水平に配置されている場合と比べて、成膜材料粒子Ｍｂが飛散する範囲が広がるため、成膜有効幅をより広げることができる。なお、ハース部１４とハース部２４との間の中心部分でプラズマ密度が薄くなる影響を考慮し、図５の（ｂ）に示すようにハース部１４とハース部２４との距離を少し近づけてもよい。
【００６０】
以上、本実施形態の好適な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。
【００６１】
上記実施形態においては、ステアリングコイル１３を流れる電流の向きがプラズマビームＰ１の出射方向で見て時計回りであり、ステアリングコイル２３を流れる電流の向きがプラズマビームＰ２の出射方向で見て反時計回りとし、輪ハース１６の永久磁石１８は基板５側がＳ極であり、輪ハース２６の永久磁石２８は、基板５側がＮ極であるとしたが、プラズマガン１１とプラズマガン２１との間に形成される磁力線が互いに退け合わず繋がってさえいれば、この限りではない。例えば、ステアリングコイル１３を流れる電流の向きがプラズマビームＰ１の出射方向で見て反時計回りであり、ステアリングコイル２３を流れる電流の向きがプラズマビームＰ２の出射方向で見て時計回りであり、輪ハース１６の永久磁石１８は基板５側がＮ極であり、輪ハース２６の永久磁石２８は基板５側がＳ極であってもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…成膜装置、３…搬送機構、５…基板、１０…第１蒸着手段、１１…プラズマガン、１３…ステアリングコイル、１３ａ…端部、１５…主ハース、１６…輪ハース、２０…第２蒸着手段、２１…プラズマガン、２３…ステアリングコイル、２３ａ…端部、２５…主ハース、２６…輪ハース、Ｍａ…成膜材料、Ｐ１，Ｐ２…プラズマビーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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