(57)【要約】プラズマ化学気相蒸着装置が開示され、前記プラズマ化学気相蒸着装置は、互いに間隔をおいて対向して配置される一対の磁場発生ユニット、前記一対の磁場発生ユニットの間で互いに対向する一対の対面電極、前記一対の対面電極の間に反応ガスを供給するガス供給ユニット、及び、前記一対の対面電極の間に前駆体を供給する前駆体供給ユニットを含み、前記一対の磁場発生ユニットの間には対面磁場が形成され得る。
2015535889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内で被コーティング物の表面に薄膜を蒸着させるプラズマ化学気相蒸着装置において、
互いに間隔をおいて対向して配置される一対の磁場発生ユニット、
前記一対の磁場発生ユニットの間で互いに対向する一対の対面電極、
前記一対の対面電極の間に反応ガスを供給するガス供給ユニット、及び、
前記一対の対面電極の間に前駆体を供給する前駆体供給ユニット
を含み、
前記一対の磁場発生ユニットの間には対面磁場が形成されるプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項２】
前記一対の磁場発生ユニットのそれぞれは、内部極性部及び前記内部極性部を取り囲む外部極性部を含み、
前記外部極性部は、前記内部極性部と異なる極性を有する請求項１に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項３】
前記一対の磁場発生ユニットは、互いに異なる極性同士に対向するように配置される請求項１または請求項２に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項４】
前記間隔は、互いに対向する前記一対の磁場発生ユニットの間で電子回転力を提供する対面磁場が形成できる間隔である請求項１に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項５】
前記一対の対面電極は、前記対面磁場が通過するように配置される請求項１に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項６】
前記ガス供給ユニットは、前記一対の対面電極の下側に前記反応ガスを供給する請求項１に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項７】
前記ガス供給ユニットは、前記反応ガスを前記一対の対面電極の下側から上側への流量を一定に供給する請求項６に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項８】
前記一対の対面電極の間に中央磁場発生ユニットをさらに含み、
前記中央磁場発生ユニットは、
それぞれの前記磁場発生ユニットとの間に対面磁場を形成させる請求項１または請求項２に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項９】
前記中央磁場発生ユニットは、前記一対の磁場発生ユニットと互いに異なる極性同士に対向するように配置される請求項８に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項１０】
前記前駆体供給ユニットは、前記中央磁場発生ユニットの上側に位置する請求項８に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項１１】
前記ガス供給ユニットは、前記中央磁場発生ユニットの下側に位置する請求項８に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項１２】
前記前駆体供給ユニットは、前記一対の対面電極の上端以上の高さに前記前駆体を供給するものである請求項１に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項１３】
前記真空チャンバ、及び、
前記真空チャンバの内部を真空状態にするための真空ポンプをさらに含む請求項１に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項１４】
前記真空ポンプは、前記真空チャンバの内部の真空度をスパッタリング工程で要求される真空度に維持させる請求項１３に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項１５】
前記一対の対面電極に電源を印加する電源装置をさらに含み、
前記電源装置は、交流電源を発生させる請求項１に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項１６】
前記被コーティング物を移動させる移動ユニットをさらに含む請求項１に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項１７】
前記移動ユニットは、前記被コーティング物を前記真空チャンバの内部に供給した後、前記真空チャンバの外部に排出する請求項１６に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【請求項１８】
前記移動ユニットは、サブロ−ルを含み、
前記サブロ−ルにはバイアスが印加される請求項１６に記載のプラズマ化学気相蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、プラズマ化学気相蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の製造において、薄膜トランジスタの活性層及びオーミックコンタクト層、データラインとゲートラインとを絶縁させる絶縁膜、そして、データ及びゲートラインと画素電極とを絶縁させるための保護膜などは、スパッタリング蒸着方法のように物理的蒸気蒸着法、または、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ、Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法のように化学的気相蒸着法により形成される。
【０００３】
このうち、プラズマ化学気相蒸着方法は、真空をなすチャンバの内部に蒸着時に必要な反応ガスを注入して所望の圧力と基板温度が設定されれば、電源装置を介して電極に超高周波を印加することで反応ガスをプラズマ状態にし、前駆体をイオン化してイオン化された前駆体とプラズマ状態の反応ガスの一部とが物理的または化学的反応をし、基板に蒸着するようにすることで薄膜を形成する方法である。
【０００４】
このようなプラズマ化学気相蒸着方法による薄膜の蒸着効率を高めるためには、真空チャンバ内に生成されたプラズマを磁場などにより維持することで、プラズマの密度を高め、前駆体のイオン化率及びイオン化された前駆体とプラズマ状態の反応ガスの一部との結合率、即ち、物質の反応性を高めなければならない。また、前駆体による電極の汚染を防ぎ、プラズマの発生を円滑にしなければならない。
【０００５】
ところが、従来のプラズマ化学気相蒸着装置は、プラズマの密度が低く、前駆体が電極に入り込んで電極が汚染する恐れがあり、薄膜の蒸着効率が高くないという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−３２０９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願は、前述した従来技術の問題点を解決するためのものであって、プラズマの密度を高めて前駆体の入り込みによる電極の汚染を防ぎ、薄膜の蒸着効率の高いプラズマ化学気相蒸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の技術的課題を達成するための技術的手段として、本願の第１側面によるプラズマ化学気相蒸着装置は、互いに間隔をおいて対向して配置される一対の磁場発生ユニット、前記一対の磁場発生ユニットの間で互いに対向する一対の対面電極、前記一対の対面電極の間に反応ガスを供給するガス供給ユニット、及び、前記一対の対面電極の間に前駆体を供給する前駆体供給ユニットを含み、前記一対の磁場発生ユニットの間には対面磁場が形成される。
【０００９】
本願の一具現例によれば、前記一対の磁場発生ユニットのそれぞれは、内部極性部及び前記内部極性部を取り囲む外部極性部を含み、前記外部極性部は、前記内部極性部と異なる極性を有する。
【００１０】
本願の一具現例によれば、一対の磁場発生ユニット間の間隔は、互いに対向する前記一対の磁場発生ユニットの間で電子回転力を提供する対面磁場が形成される間隔である。
【００１１】
本願の一具現例によれば、前記一対の対面電極の間に中央磁場発生ユニットをさらに含み、前記中央磁場発生ユニットは、それぞれの前記磁場発生ユニットとの間に対面磁場を形成させる。
【発明の効果】
【００１２】
前述した本願の課題の解決手段によれば、磁場発生ユニットのみで、または、磁場発生ユニットと中央磁場発生ユニットとにより、側面磁場だけでなく対面磁場を形成して、電子が対面電極の表面でホッピング（ｈｏｐｐｉｎｇ）運動し、磁場発生ユニットの間で無限回転運動するようにすることで、生成されたプラズマの密度を極大化することができ、薄膜の蒸着効率が大きく高められる。従って、本願は、従来の装置より少量の前駆体及び反応ガスを投入し、真空チャンバの真空度を低めて薄膜蒸着工程を行っても、従来の装置と同一であるか、従来の装置以上の薄膜蒸着の効率が達成されることができる。即ち、本願によれば、用いられる前駆体及び反応ガスの量を減し、真空ポンプの負担が軽減され、より経済的かつ効率的な薄膜蒸着工程が進行されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本願の一実施例に係るプラズマ化学気相装置の概念図である。
【図２】本願の一実施例に係るプラズマ化学気相装置で発生される磁場を説明するための概念図である。
【図３】本願の一実施例に係るプラズマ化学気相装置で発生される磁場による電子の運動を説明するための概念図である。
【図４】図３のＡ部分を側面から斜めに見たときの電子の運動を示す概念図である。
【図５】本願の一実施例に係るプラズマ化学気相装置で反応ガスと前駆体との流れを説明するための概念図である。
【図６】対面電極の多様な実施例を説明するための概念図である。
【図７】外部極性部と内部極性部の多様な実施例を説明するための概念図である。
【図８】中央磁場発生ユニットの他の実施例によって発生される磁場を説明するための概念図である。
【図９】移動ユニットの他の実施例を説明するための概念図である。
【図１０】（ａ）は図２による中央磁場発生ユニットと一対の磁場発生ユニットとの極性配置を説明するための概念図であり、（ｂ）は図８による中央磁場発生ユニットと一対の磁場発生ユニットとの極性配置を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、添付した図面を参照して、本願が属する技術分野で通常の知識を持った者が容易に実施できるように本願の実施例を詳細に説明する。しかし、本願は、様々な異なる形態で具現されることができ、ここで説明する実施例に限らない。なお、図面において、本願を明確に説明するために、説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を通じて類似した部分に対しては類似した図面符号を付した。
【００１５】
本願明細書の全体において、ある部材が他の部材の「上に」位置しているとすると、これは、ある部材が他の部材に接している場合だけでなく、二つの部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。
【００１６】
本願明細書の全体において、ある部分が他の構成要素を「含む」とすると、これは、特に反対する記載がない限り、他の構成要素を除外せず、他の構成要素をさらに含み得るということを意味する。本願明細書の全体において使用される程度の用語「約」、「実質的に」などは、言及された意味に固有の製造及び物質の許容誤差が提示される時、その数値でまたはその数値に近接した意味として使用され、本願の理解を助けるために、正確であるか絶対的な数値が言及された開示内容を非良心的な侵害者が不当に利用することを防止するために使用される。本願明細書の全体において使用される程度の用語「〜（する）ステップ」または「〜のステップ」は、「〜のためのステップ」を意味しない。
【００１７】
本願明細書の全体において、マーカッシュ形式の表現に含まれた「これらの組合」の用語は、マーカッシュ形式の表現に記載された構成要素からなる群より選択される一つ以上の混合または組合を意味するものであり、前記構成要素からなる群より選択される一つ以上を含むことを意味する。
【００１８】
参考として、本願の実施例に関する説明のうち、方向や位置に関する用語（上側、下側、上下方向など）は、図面に示されている各構成の配置状態を基準にして設定したものである。例えば、図１をみると、上の方が上側、下の方が下側などになる。但し、本願の実施例の様々な実際における適用においては、上側と下側が反対になるなど様々な方向に配置されることができる。
【００１９】
以下、添付した図面を参照して、本願を詳しく説明する。
【００２０】
先ず、本願の一実施例に係るプラズマ化学気相蒸着装置（以下、「該プラズマ化学気相蒸着装置」という）に関して説明する。
【００２１】
該プラズマ化学気相蒸着装置は、一対の磁場発生ユニット（１０）を含む。
【００２２】
例えば、一対の磁場発生ユニット（１０）は、複数個の磁石により具現され得る。
【００２３】
一対の磁場発生ユニット（１０）は、互いに間隔をおいて対向して配置される。
【００２４】
プラズマは、直流、交流、超高周波などにより気体が陽イオンと電子に別れることで生成され、磁場などによって維持される。
【００２５】
一対の磁場発生ユニット（１０）により発生された磁場は、超高周波電源などにより分離された反応ガス（３１）から発生される電子にフレミングの左手の法則による力を加えて電子が運動し続けるようにする。これにより、反応ガス（３１）を継続的にイオン化させることで、反応ガス（３１）がプラズマ状態に維持される。
【００２６】
図１〜図９を参照すると、一対の磁場発生ユニット（１０）は、装着部（１００）内に配置される。
【００２７】
一対の磁場発生ユニット（１０）の間には、対面磁場（３００Ａ）が形成される。
【００２８】
対面磁場（３００Ａ）は、一対の磁場発生ユニット（１０）のみで形成されてもよく、図２及び図８に示すように、一対の磁場発生ユニット（１０）と中央磁場発生ユニット（５０）によって形成されてもよい。
【００２９】
一対の磁場発生ユニット（１０）は、互いに異なる極性同士に対向するように配置され得る。
【００３０】
そのような場合、対面磁場（３００Ａ）は、一対の磁場発生ユニット（１０）のみで形成されることができる。
【００３１】
図３及び図４を参照すると、対面磁場（３００Ａ）は、反応ガス（３１）が分離して発生された電子にフレミングの左手の法則により対面磁場（３００Ａ）と鉛直した方向に力を加え、電子が対面電極（２０）の表面上を回転運動（５００Ａ）するようにする。
【００３２】
電子が回転運動（５００Ａ）することで、反応ガス（３１）は引き続きプラズマにイオン化されるので、プラズマの密度が高くなる。このような高い密度のプラズマによって物質の反応性がより大きくなり、前駆体（４１）のイオン化及びプラズマ状態の反応ガス（３１）の一部とイオン化された前駆体（４１）との結合が極大化するので、前駆体（４１）と反応ガス（３１）とが被コーティング物（２００）に蒸着する蒸着効率を高めることができる。
【００３３】
従って、該プラズマ化学気相装置は、従来の装置より少量の前駆体（４１）及び反応ガス（３１）を投入し、真空チャンバ（６０）の真空度を下げて薄膜蒸着工程を行っても、従来の装置と同一であるか、従来の装置以上の薄膜蒸着の効率が達成されることができる。即ち、本願によれば、用いられる前駆体（４１）及び反応ガス（３１）の量を減らし、真空ポンプ（６０）の負担が軽減され、より経済的かつ効率的な薄膜蒸着工程が進行されることができる。
【００３４】
一対の磁場発生ユニット（１０）のそれぞれは、内部極性部（１３）及び内部極性部（１３）を取り囲む外部極性部（１１）を含む。外部極性部（１１）は、内部極性部（１３）と異なる極性を有する。
【００３５】
図２及び図８を参照すると、外部極性部（１１）と内部極性部（１３）との間では、側面磁場（３００Ｂ）が発生する。このような側面磁場（３００Ｂ）は、図３及び図４に示すように、反応ガス（３１）が分離して発生された電子にフレミングの左手の法則によって側面磁場（３００Ｂ）と鉛直した方向に力を加え、電子が対面電極（２０）の表面上をホッピング運動（ｈｏｐｐｉｎｇ）（５００Ｂ）するようにする。
【００３６】
前述したように、プラズマによって物質のイオン化及び結合が活発になされるので、プラズマの密度が高くなると、前駆体（４１）のイオン化率が高くなり、プラズマ状態の反応ガス（３１）の一部とイオン化された前駆体（４１）との結合率が極大化し、前駆体（４１）と反応ガス（３１）とが被コーティング物（２００）に蒸着される蒸着効率を高めることができる。即ち、薄膜蒸着の効率を高めるためには、様々な磁場の形成により反応ガス（３１）が連続的にプラズマ状態にイオン化されるようにし、プラズマの密度を高めなければならない。
【００３７】
従って、本願は、反応ガス（３１）の連続的なイオン化のために、電子が様々な運動をすることができるように磁場を種々形成する。即ち、本願は、前述の対面磁場（３００Ａ）だけでなく、図２及び図８に示すように、外部極性部（１１）と内部極性部（１３）との間で側面磁場（３００Ｂ）が形成されるようにして様々な磁場を発生させることで、電子の様々な運動によってプラズマの密度を高め、これにより、前駆体（４１）と反応ガス（３１）とが被コーティング物（２００）に蒸着される効率を高める。
【００３８】
図３及び図４を参照すると、側面磁場（３００Ｂ）が形成され、電子がホッピング（ｈｏｐｐｉｎｇ）運動（５００Ｂ）によって活性化されることで、対面磁場（３００Ａ）による回転運動（５００Ａ）によって活性化された電子とともに反応ガス（３１）のイオン化に寄与するので、プラズマの密度が増加されることができる。
【００３９】
図７を参照すると、外部極性部（１１）は、他のいずれかの磁場発生ユニット（１０）と対向する面が閉ループをなす形態を有する。例えば、外部極性部（１１）は、矩形をなす形態を有することができ、図７に示すように、トラック状（または楕円状）をなす形態を有することもできる。
【００４０】
また、内部極性部（１３）は、他のいずれかの磁場発生ユニット（１０）と対向する面が、図７の（ａ）に示すように、直線をなす形態を有してもよく、図７の（ｂ）に示すように、閉ループをなす形態を有してもよい。
【００４１】
また、内部極性部（１３）が閉ループをなす形態を有する場合、内部極性部（１３）は、矩形をなす形態を有してもよく、図７の（ｂ）に示すように、トラック状（または楕円状）をなす形態を有してもよい。
【００４２】
また、外部極性部（１１）と内部極性部（１３）とは、それぞれ複数の磁石で構成される。
【００４３】
一対の磁場発生ユニット（１０）が配置される間隔は、互いに対向する一対の磁場発生ユニット（１０）の間で、電子回転力を提供する対面磁場（３００Ａ）が形成される間隔である。
【００４４】
図４を参照すると、電子回転力は、フレミングの左手の法則によって対面磁場（３００Ａ）の方向と鉛直した方向に発生され、電子が回転運動（５００Ａ）をするように電子に加えられる力を意味し得る。
【００４５】
該プラズマ化学気相蒸着装置は、一対の対面電極（２０）を含む。
【００４６】
一対の対面電極（２０）は、一対の磁場発生ユニット（１０）の間で互いに対向する。
【００４７】
一対の対面電極（２０）に電源が印加されると、一対の対面電極（２０）の下側から供給される反応ガス（３１）は、陽イオンと電子に別れてプラズマ状態になる。この際、一対の対面電極（２０）には、後述する電源装置（８０）から直流、交流、超高周波、電子ビームなどが印加される。
【００４８】
一対の対面電極（２０）が互いに対向するとは、それぞれの対面電極（２０）が互いに平行に向かい合うことのみを意味するだけでなく、所定の範囲内で互いに中央磁場発生ユニット（５０）の方へ傾いて形成されることを含み得る。
【００４９】
例えば、一対の対面電極（２０）は、図６の（ａ）に示すように、上側に行くほど中央磁場発生ユニット（５０）に近く傾くように形成されてもよく、これとは逆に、図６の（ｃ）に示すように、下側に行くほど中央磁場発生ユニット（５０）に近く傾くように形成されてもよく、図６の（ｂ）に示すように、中央磁場発生ユニット（５０）と平行に形成されてもよい。
【００５０】
一対の対面電極（２０）は、装着部（１００）内に配置される。
【００５１】
また、一対の対面電極（２０）は、対面磁場（３００Ａ）が通過するように配置されてもよい。例えば、図２及び図８に示すように、対面電極（２０）は、外部極性部（１１）及び内部極性部（１３）上に配置されてもよい。
【００５２】
これにより、反応ガス（３１）には、一対の対面電極（２０）から超高周波などが伝達され、プラズマ状態である陽イオンと電子に別れてすぐ、対面磁場（３００Ａ）により電子が回転運動（３００Ａ）できるので、プラズマの密度をより極大化することができる。
【００５３】
該プラズマ化学気相蒸着装置は、ガス供給ユニット（３０）を含む。
【００５４】
ガス供給ユニット（３０）は、一対の対面電極（２０）の間に位置し、反応ガス（３１）を供給する。
【００５５】
反応ガス（３１）は、一対の対面電極（２０）の間を通りながら、これから超高周波などの伝達を受け、イオン化エネルギー及び重合エネルギーとして働くプラズマになる。
【００５６】
ガス供給ユニット（３０）は、一対の対面電極（２０）の下側に反応ガス（３１）を供給する。
【００５７】
図５を参照すると、反応ガス（３１）は、下側から供給されて徐々に上昇しながら、一対の対面電極（２０）を通ってプラズマ状態となり、プラズマ状態の反応ガス（３１）は、上側に位置する前駆体供給ユニット（４０）から供給される前駆体（４１）をイオン化させる。また、プラズマ状態の反応ガス（３１）の一部は、前駆体（４１）と反応して被コーティング物（２００）の表面に蒸着される。
【００５８】
また、反応ガス（３１）が下側から供給される場合は、前駆体供給ユニット（４０）から供給される前駆体（４１）を上昇させるようになるので、前駆体（４１）が対面電極（２０）に入り込むことを防止することができる。
【００５９】
また、ガス供給ユニット（３０）は、これに備えられ、反応ガス（３１）を吐出する吐出口のみが一対の対面電極（２０）の下側に位置してもよい。
【００６０】
また、ガス供給ユニット（３０）は、反応ガス（３１）を一対の対面電極（２０）の下側から上側への流量を一定に供給する。
【００６１】
反応ガス（３１）の下側から上側への流量が一定であれば、反応ガス（３１）の分離により生成されるプラズマの密度が一定に維持され、薄膜が均一に蒸着されることができる。
【００６２】
また、ガス供給ユニット（３０）は、中央磁場発生ユニット（５０）の下側に位置する。
【００６３】
このような場合には、中央磁場発生ユニット（５０）と別途にガス供給ユニット（３０）を備える必要がなくなるので、コンパクト（ｃｏｍｐａｃｔ）な空間活用により設備全体の規模を減らし、真空ポンプ（７０）の数量も顕著に減らすことができる。
【００６４】
また、ガス供給ユニット（３０）は、これに備えられ、反応ガス（３１）を吐出する吐出口のみが中央磁場発生ユニット（５０）の下側に位置してもよい。
【００６５】
該プラズマ化学気相蒸着装置は、前駆体供給ユニット（４０）を含む。
【００６６】
前駆体供給ユニット（４０）は、一対の対面電極（２０）の間に位置し、前駆体（４１）を供給する。
【００６７】
前駆体（４１）は、ある物質代謝や反応において、特定物質になる前段階の物質、または、最終的に得られる物質になる前の物質のことをいう。
【００６８】
前駆体（４１）は、イオン化エネルギーであるプラズマによりイオン化された後、プラズマ状態の反応ガス（３１）と物理的または化学的反応によって結合され、被コーティング物（２００）の表面に蒸着されることができる。
【００６９】
より具体的に、図５を参照すると、前駆体（４１）は、下側から供給され、対面電極（２０）から超高周波などが伝達されて別れたプラズマ状態の反応ガス（３１）によりイオン化される。イオン化された前駆体（４１）は、プラズマ状態の反応ガス（３１）とともに上昇し、対面電極（２０）に入り込むことが防止されつつ、プラズマ状態の反応ガス（３１）の一部と反応して、上側に位置する被コーティング物（２００）の表面に蒸着される。
【００７０】
前駆体供給ユニット（４０）は、中央磁場発生ユニット（５０）の上側に位置する。
【００７１】
このような場合には、中央磁場発生ユニット（５０）と別途に前駆体供給ユニット（４０）を備える必要がなくなるので、コンパクト（ｃｏｍｐａｃｔ）な空間活用により設備全体の規模を減らし、真空ポンプ（７０）の数量も顕著に減らすことができる。
【００７２】
また、前駆体（４１）は、下側から供給される反応ガス（３１）によりともに上昇するので、対面電極（２０）に入り込むことが防止されることができる。
【００７３】
前駆体供給ユニット（４０）は、図１〜図７及び図９に示すように、中央磁場発生ユニット（５０）の上端に位置してもよい。
【００７４】
また、前駆体供給ユニット（４０）は、これに備えられ、前駆体（４１）を吐出する吐出口のみが中央磁場発生ユニット（５０）の上側に位置してもよい。
【００７５】
また、前駆体供給ユニット（４０）は、一対の対面電極（２０）の上端以上の高さに前駆体（４１）を供給する。
【００７６】
前駆体供給ユニット（４０）が一対の対面電極（２０）の上端の高さより低い所に位置するようになれば、前駆体（４１）が一対の対面電極（２０）に入り込んで対面電極（２０）が汚染される恐れがあり、前述したように、プラズマの密度を極大化することができない。
【００７７】
特に、下側から供給される反応ガス（３１）により前駆体（４１）が上昇されるとしても、前駆体（４１）が対面電極（２０）の上端より低い高さで供給されれば、供給された前駆体（４１）の一部は、対面電極（２０）に入り込む恐れがある。しかし、前駆体（４１）が対面電極（２０）の上端以上の高さで供給されれば、対面電極（２０）に入り込むことが根本的に遮断できる。
【００７８】
また、前駆体（４１）は、下側から供給されるプラズマ状態の反応ガス（３１）によりイオン化され、上側に位置する被コーティング物（２００）の表面に蒸着されるが、この際、プラズマの密度が高いほど前駆体のイオン化率が高くなり、薄膜の蒸着効率が高くなる。プラズマの密度は、一対の対面電極（２０）の間で最も高いので、前駆体（４１）は、対面電極（２０）の上端以上の高さの位置に供給されるが、対面電極（２０）の上端にできる限り近い位置に供給されることで、イオン化が極大化することができる。
【００７９】
整理すれば、前駆体供給ユニット（４０）は、前駆体（４１）の対面電極（２０）への入り込みを根本的に遮断するとともに、前駆体（４１）のイオン化率が極大化するように、一対の対面電極（２０）の上端以上の高さに前駆体（４１）を供給するが、一対の対面電極（２０）の上端にできる限り近い高さに前駆体（４１）を供給することが好ましい。
【００８０】
例えば、前駆体供給ユニット（４０）は、一対の対面電極（２０）の上端の高さと同一であるか、図１〜図９に示すように、一対の対面電極（２０）の上端の高さより高い所に前駆体（４１）を供給することができる。
【００８１】
該プラズマ化学気相蒸着装置は、中央磁場発生ユニット（５０）を含む。
【００８２】
中央磁場発生ユニット（５０）は、一対の対面電極（２０）の間に位置する。
【００８３】
中央磁場発生ユニット（５０）は、図２に示すように、一対の磁場発生ユニット（１０）の間で対面磁場（３００Ａ）の流れが連続的に形成されるように位置することもでき、図８に示すように、対面磁場（３００Ａ）の流れが非連続的に形成されるように位置することもできる。
【００８４】
例えば、図２に示すように位置する中央磁場発生ユニット（５０）は、図１０の（ａ）に示すように配置された三つの磁石を含む。このような場合には、単に三つの磁石を上下方向に間隔をおいて配置すればよいので、中央磁場発生ユニット（５０）がより簡単な工程を通じて製造されることができる。
【００８５】
但し、そのような場合は、図１０の（ａ）に示すように、いずれかの磁場発生ユニット（１０）の外部極性部（１１）と内部極性部（１３）との極性が他のいずれかの磁場発生ユニット（１０）の外部極性部（１１）と内部極性部（１３）との極性とそれぞれ異なるように配置されるので、一対の磁場発生ユニット（１０）のそれぞれを異ならせて製造する必要がある。
【００８６】
即ち、図２に示すように、中央磁場発生ユニット（５０）が位置する場合、中央磁場発生ユニット（５０）の製造工程は単純であるが、一対の磁場発生ユニット（１０）のそれぞれを異ならせて製造するための追加の工程が求められることがある。
【００８７】
また他の例として、図８に示すように位置する中央磁場発生ユニット（５０）は、図１０の（ｂ）に示すように配置された六つの磁石を含む。但し、図１０の（ｂ）に示すように、左側の磁石と右側の磁石が互いに同一の極性同士が向かい合うように配置される場合には、左側の磁石と右側の磁石との間に強磁性体を配置することが好ましい。
【００８８】
このような場合には、図１０の（ｂ）に示すように、いずれかの磁場発生ユニット（１０）の外部極性部（１１）と内部極性部（１３）との極性が他のいずれかの磁場発生ユニット（１０）の外部極性部（１１）と内部極性部（１３）との極性のように配置されるので、一対の磁場発生ユニット（１０）のそれぞれを異ならせて製造する必要がない。
【００８９】
即ち、図８に示すように中央磁場発生ユニット（５０）が位置する場合、中央磁場発生ユニット（５０）の左側の磁石と右側の磁石との間に強磁性体を配置するなどの追加の工程が必要となるが、一対の磁場発生ユニット（１０）は、同一工程を通じて製造できるという利点がある。
【００９０】
但し、中央磁場発生ユニット（５０）は、図１〜図１０に図示された位置及び形態にのみ限定されるのではなく、一対の対面電極（２０）の間に位置するが、後述するように、それぞれの磁場発生ユニット（１０）との間に対面磁場（３００Ａ）が形成できる所に位置すればよい。
【００９１】
中央磁場発生ユニット（５０）は、それぞれの磁場発生ユニット（１０）との間に対面磁場（３００Ａ）を形成させる。
【００９２】
また、中央磁場発生ユニット（５０）は、一対の磁場発生ユニット（１０）と互いに異なる極性同士に対向するように配置される。
【００９３】
中央磁場発生ユニット（５０）が備えられる場合、それぞれの磁場発生ユニット（１０）と中央磁場発生ユニット（５０）との間には対面磁場（３００Ａ）が形成され、それぞれの磁場発生ユニット（１０）の外部極性部（１１）と内部極性部（１３）との間には側面磁場（３００Ｂ）が形成される。従って、一対の磁場発生ユニット（１０）とともに中央磁場発生ユニット（５０）がさらに備えられた場合には、一対の磁場発生ユニット（１０）のみで対面磁場（３００Ａ）と側面磁場（３００Ｂ）の両方を形成させるときより磁束の密度が大きくなるので、一対の磁場発生ユニット（１０）だけが具備されるときより高い対面磁場（３００Ａ）が形成され得る。
【００９４】
即ち、中央磁場発生ユニット（５０）が備えられることで、高い対面磁場（３００Ａ）が形成され、電子が受ける力の強さが強くなり、回転運動（５００Ａ）が活発になるので、プラズマの密度をより高めることができる。
【００９５】
整理すると、該プラズマ化学気相蒸着装置は、一対の磁場発生ユニット（１０）のみで、または、一対の磁場発生ユニット（１０）と中央磁場発生ユニット（５０）により対面磁場（３００Ａ）及び側面磁場（３００Ｂ）の両方を形成してプラズマの密度を高めることで、前駆体（４１）のイオン化率及びイオン化された前駆体（４１）とプラズマ状態の反応ガス（３１）の一部との結合率を極大化し、薄膜の蒸着効率を高める。
【００９６】
該プラズマ化学気相蒸着装置は、真空チャンバ（６０）を含む。
【００９７】
異物が薄膜に入り込むことを最小化するため、薄膜蒸着工程は、真空チャンバ（６０）内で行われることが好ましい。
【００９８】
該プラズマ化学気相蒸着装置は、真空ポンプ（７０）を含む。
【００９９】
真空ポンプ（７０）は、真空チャンバ（６０）の内部を真空状態にする役割をする。
【０１００】
真空ポンプ（７０）は、真空チャンバ（６０）内に残存する反応ガス（３１）及び前駆体（４１）の副産物を排出口を介して外部へ排出させ、真空チャンバ（６０）が真空状態になるようにする。
【０１０１】
真空ポンプ（７０）は、真空チャンバ（６０）の内部の真空度をスパッタリング工程で要求される真空度に維持させる。
【０１０２】
従来のプラズマ化学気相蒸着装置は、蒸着効率が低く、副産物をできる限り多く真空チャンバ（６０）の外部に排出するようにし、真空チャンバ（６０）の真空度が高く維持されるようにした。
【０１０３】
これに対し、該プラズマ化学気相蒸着装置は、対面磁場（３００Ａ）と側面磁場（３００Ｂ）とを発生させてプラズマの密度が極大化されるので、真空チャンバ（６０）の真空度が従来の装置に比べて低く維持されても、高い蒸着効率を示す。
【０１０４】
即ち、該プラズマ化学気相蒸着装置の真空チャンバ（６０）は、真空ポンプ（７０）により、従来の装置とは異なり、スパッタリング工程のような低い真空度に維持されることができるので、同一チャンバ内でプラズマ化学気相蒸着とスパッタリングとが行われることができ、設備の応用分野が高くなる。
【０１０５】
該プラズマ化学気相蒸着装置は、電源装置（８０）を含む。
【０１０６】
気体をプラズマ状態にするためには、一般的に直流、交流、超高周波、電子ビームなどを加える。従って、電源装置（８０）は、直流、交流、超高周波、電子ビームなどを一対の対面電極（２０）に印加することができる。
【０１０７】
電源装置（８０）は、交流電源を発生させる。
【０１０８】
そのような場合には、一対の対面電極（２０）に交流電源が印加される。従って、反応ガス（３１）がプラズマ状態に別れて発生した陽イオンと電子は、それぞれの対面電極（２０）を交互に移動するようになり、陽イオンと電子が再結合されることを防止することができ、プラズマの密度が高くなる。
【０１０９】
即ち、電源装置（８０）が交流電源を発生させることで、プラズマの密度が極大化し、薄膜蒸着の効率を高めることができる。
【０１１０】
該プラズマ化学気相蒸着装置は、移動ユニット（９０）を含む。
【０１１１】
移動ユニット（９０）は、被コーティング物（２００）を移動させる。
【０１１２】
例えば、図１、図５及び図９を参照すると、移動ユニット（９０）にはローラが備えられており、被コーティング物（２００）を移動させる。
【０１１３】
移動ユニット（９０）は、被コーティング物（２００）を真空チャンバ（６０）の内部に供給する。
【０１１４】
また、移動ユニット（９０）は、内部に供給された被コーティング物（２００）を移動させる。
【０１１５】
反応ガス（３１）は、一対の対面電極（２０）の間の下側から上側に供給され、前駆体（４１）も、一対の対面電極（２０）の間に備えられた前駆体供給ユニット（４０）から供給され、プラズマ状態の反応ガス（３１）によって上昇する。例示として、移動ユニット（９０）は、表面に薄膜を蒸着させようとする被コーティング物（２００）を一対の対面電極（２０）の間の上側に移動させることができる。
【０１１６】
また、移動ユニット（９０）は、内部に供給された被コーティング物（２００）を真空チャンバ（６０）の外部に排出することができる。
【０１１７】
移動ユニット（９０）は、被コーティング物（２００）を真空チャンバ（６０）の外部から内部に、または、内部から外部に移動させることができるように設置されなければならないので、真空チャンバ（６０）には、このような移動ユニット（９０）が設置されるための孔などが形成されても良い。
【０１１８】
従来の装置は、高い蒸着効率のために、真空チャンバ（６０）の内部の真空度の高いことが求められるため、完全に密閉された真空チャンバ（６０）内で薄膜蒸着工程を行っていた。従って、従来の装置は、被コーティング物（２００）を密閉された真空チャンバ（６０）内に固定して薄膜を形成していた。
【０１１９】
しかし、該プラズマ化学気相蒸着装置は、前述したように、対面磁場（３００Ａ）及び側面磁場（３００Ｂ）を発生してプラズマの密度を極大化したので、真空チャンバ（６０）が従来の装置に比べて低い真空度に維持されても、従来の装置のような薄膜蒸着の効率が達成されることができる。
【０１２０】
従って、真空チャンバ（６０）に孔などを形成して移動ユニット（９０）が設置され、これにより、被コーティング物（２００）が真空チャンバ（６０）の内部と外部とを移動することができ、より効率的に薄膜蒸着工程が行われることができる。
【０１２１】
さらに、図９を参照すると、移動ユニットは、サブロ−ル（９１）を含む。サブロ−ル（９１）には、バイアス（ｂｉａｓ）が印加され得る。このように、サブロ−ル（９１）により被コーティング物（２００）にバイアスを印加することで、被コーティング物（２００）にコーティング物がさらに密着され、コーティング物の膜質が緻密化され得る。
【０１２２】
例示として、図９に示すように、サブロ−ル（９１）は、薄膜が蒸着される効率をより高めるために、前駆体供給ユニット（４０）とガス供給ユニット（３０）との上側に位置される。
【０１２３】
該プラズマ化学気相蒸着装置は、一対の磁場発生ユニット（１０）の間または中央磁場発生ユニット（５０）と一対の磁場発生ユニット（１０）との間で対面磁場（３００Ａ）を形成し、それぞれの磁場発生ユニット（１０）の外部極性部（１１）と内部極性部（１３）との間で側面磁場（３００Ｂ）を形成する。このような対面磁場（３００Ａ）及び側面磁場（３００Ｂ）は、電子を無限回転運動（５００Ａ）及びホッピング運動（５００Ｂ）させ、これにより、反応ガス（３１）のプラズマ状態へのイオン化率を高め、プラズマの密度が高くなる。プラズマは、物質の反応性を高めるので、プラズマの密度が高くなるにつれ、前駆体（４１）のイオン化率及びイオン化された前駆体（４１）とプラズマ状態の反応ガス（３１）の一部との結合率が極大化するので、薄膜蒸着の効率が高くなる。
【０１２４】
これに加えて、電源装置（８０）に交流電源を印加し、反応ガス（３１）の下側から上側への流量を一定して、前駆体（４１）が対面電極（２０）に入り込むことを防止することで、薄膜の蒸着効率を極大化することができる。
【０１２５】
また、該プラズマ化学気相蒸着装置は、従来と異なり、移動ユニット（９０）を介して被コーティング物（２００）を真空チャンバ（６０）の外部または内部に移動させることで、より効率的に薄膜蒸着工程を行うことができる。
【０１２６】
また、該プラズマ化学気相蒸着装置は、高い薄膜蒸着効率を示すので、従来の装置に比べて真空チャンバ（６０）が高真空度に維持される必要がなく、スパッタリング工程のような低真空度に維持されることができ、同一の真空チャンバ（６０）内でスパッタリング工程及びプラズマ化学気相蒸着工程が同時に行われることができる。従って、該プラズマ化学気相蒸着装置は、応用分野が高く、広い活用範囲を有することができる。
【０１２７】
また、該プラズマ化学気相蒸着装置は、中央磁場発生ユニット（５０）の上側に前駆体供給ユニット（４０）を、下側にガス供給ユニット（３０）を位置させることができ、コンパクト（ｃｏｍｐａｃｔ）な空間活用により設備全体の規模を減らし、真空ポンプ（７０）の数量も顕著に減らすことができる。
【０１２８】
また、該プラズマ化学気相蒸着装置は、反応ガス（３１）を下側から供給することで、前駆体（４１）が対面電極（２０）に入り込むことを防止することができる。この際、前駆体（４１）が対面電極（２０）の上端以上の高さで上端にできる限り近く供給されるように前駆体供給ユニット（４０）を配置することで、前駆体（４１）が対面電極（２０）に入り込むことを根本的に防止し、前駆体（４１）のイオン化率を極大化して薄膜蒸着の効率を高めることができ、これに加えて、反応ガス（３１）の流量を一定にしてプラズマの密度を均一にすることで、薄膜を均一に形成することができる。即ち、該プラズマ化学気相蒸着装置により高い薄膜蒸着効率と高い薄膜均一度が同時に達成されることができる。
【０１２９】
前述した本願の説明は例示のためのものであり、本願が属する技術分野の通常の知識を持った者は、本願の技術的思想や必須特徴を変更することなく他の具体的な形態に容易に変形が可能であるということが理解できるであろう。よって、以上で記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないことを理解しなければならない。例えば、単一型に説明されている各構成要素は分散して実施してもよく、同様に、分散して説明されている構成要素も結合された形態で実施してもよい。
【０１３０】
本願の範囲は、前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導出される全ての変更、または、変形された形態が本願の範囲に含まれるものと解釈すべきである。
【図１】
2015535889.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６（ａ）】
2015535889.tif 000008
【図６（ｂ）】
2015535889.tif 000009
【図６（ｃ）】
2015535889.tif 000010
【図７（ａ）】
2015535889.tif 000011
【図７（ｂ）】
2015535889.tif 000012
【図８】
2015535889.tif 000013
【図９】
2015535889.tif 000014
【図１０（ａ）】
2015535889.tif 000015
【図１０（ｂ）】
2015535889.tif 000016
【国際調査報告】
2015535889.tif 000017
2015535889.tif 000018
2015535889.tif 000019
2015535889.tif 000020