(57)【要約】 【課題】  移動する基体に対してむらの無い蒸着を行う。【解決手段】  プラズマガン１４から射出されるビームＢ１をハース１２の下方に配置された永久磁石１３によってハース１２内に導引し、永久磁石１３を駆動機構１５によってハース１２に対して搬送路Ｔの方向とほぼ直角な水平方向に往復動させながら、ハース１２内から蒸発される蒸着材料Ｅをハース１２の上方を搬送路Ｔに沿って搬送される基板Ｐ１に蒸着させる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマガンから射出されるプラズマ・ビームを炉床の下方に配置された磁石によって炉床内に導いて、この炉床内から蒸発される蒸着材料を炉床の上方を搬送される基体に蒸着させる蒸着方法において、
前記磁石を炉床に対して基体の搬送方向と非平行な方向に往復動させながら基体の搬送を行うことを特徴とする蒸着方法。
【請求項２】
前記磁石を、基体の搬送方向に対してほぼ直角な水平方向に往復動させる請求項１に記載の蒸着方法。
【請求項３】
前記磁石を、往復運動の両側の折り返し点の間の中間位置から折り返し点に近づくほど移動速度が遅くなるように往復動させる請求項１に記載の蒸着方法。
【請求項４】
前記磁石を、往復スライダクランク機構によって往復動させる請求項３に記載の蒸着方法。
【請求項５】
蒸着材料が入れられる炉床とプラズマ・ビームを射出するプラズマガンと炉床の下方に配置された磁石と炉床の上方において基体を搬送する搬送部材とを備え、プラズマガンから射出されるプラズマ・ビームを磁石によって炉床内に導いて、この炉床内から蒸発される蒸着材料を搬送部材によって搬送される基体に蒸着させる蒸着装置において、
前記炉床に対して磁石を基体の搬送部材による搬送方向と非平行な方向に往復動させる駆動部材が、磁石に取り付けられていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項６】
前記駆動部材が、磁石を、搬送部材による基体の搬送方向に対してほぼ直角な水平方向に往復動させる請求項５に記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記駆動部材が、磁石を、往復運動の両側の折り返し点の中間位置から折り返し点に近づくほど移動速度が遅くなるように往復動させる請求項５に記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記駆動部材が、磁石に取り付けられた往復スライダクランク機構である請求項７に記載の蒸着装置。
【請求項９】
プラズマガンから射出されるプラズマ・ビームを炉床の下方に配置された磁石によって炉床内に導いて、この炉床内から蒸発される蒸着材料を炉床の上方を搬送されるプラズマディスプレイパネルの基板に蒸着させる蒸着工程を含むプラズマディスプレイパネルの製造方法において、
前記蒸着工程中に、磁石を炉床に対して基板の搬送方向と非平行な方向に往復動させながら基板の搬送を行うことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１０】
前記磁石を、基板の搬送方向に対してほぼ直角な水平方向に往復動させる請求項９に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１１】
前記磁石を、往復運動の両側の折り返し点の間の中間位置から折り返し点に近づくほど移動速度が遅くなるように往復動させる請求項９に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１２】
前記磁石を、往復スライダクランク機構によって往復動させる請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラズマガンから射出されるビームによって蒸着材料を蒸発させて基体に蒸着させる方法と、この方法を実施するための装置、ならびに、この蒸着方法を用いたプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基体に所要の材料によって薄膜を形成する方法としては、プラズマガンを用いた蒸着方法が知られている。
【０００３】
このプラズマガンによる蒸着方法とは、プラズマガンから射出されるビームを永久磁石が形成する磁場によってハース(炉床)内に導き、このビームによってハースに入れられた蒸着材料を蒸発させて基体の表面に蒸着させることにより、薄膜を形成する方法である。
【０００４】
このような蒸着方法を実施する装置としては、従来、図１に示されるような装置が提案されている。
【０００５】
この図１の蒸着装置は、真空にされた蒸着室１内の底部中央に、皿状のハース２が据え付けられている。
【０００６】
そして、複数個の永久磁石３が、ハース２の下方部に移動自在に配置されて調節機構４に連結されることにより、ハース２の径方向に沿ってそれぞれ移動自在になっている。
【０００７】
蒸着室１の側壁部には、プラズマガン５が取り付けられていて、このプラズマガン５から蒸着室１内にビームＢが射出されるようになっている。
【０００８】
なお、図１中、６はプラズマガン５から射出される圧力状態を調整する空芯コイルであり、１Ａは蒸着室１内を真空にするための排気孔であり、１Ｂは真空の蒸着室１内に反応ガスを導入するためのガス導入孔である。
【０００９】
この従来の蒸着装置は、ハース２内に蒸着材料が入れられ、蒸着室１内の天井部側のハース２に対向する所定位置に、薄膜を形成する対象の基体Ｐがセッティングされている状態で、プラズマガン５が駆動されて、蒸着室１内にビームＢが水平方向に射出される。
【００１０】
そして、このプラズマガン５から射出されたビームＢは、ハース２の下方に配置された永久磁石３が形成する磁場によって、ハース２の方向に進路を変更してハース２内に照射される。
【００１１】
ハース２内の蒸着材料Ｅは、このビームＢの照射によって蒸発し、ハース２に対向する位置にセッティングされている基体Ｐの表面に蒸着して、薄膜を形成する。
【００１２】
このとき、ハース２に照射されるビームＢは、通常、ハース２の中央部でその磁束密度が高く周縁部で低くなるために、上記従来の蒸着装置では、予め各永久磁石３を調節機構４によってハース２の外周部分に対向するように位置させて、ハース２に照射されるビームＢが均一になるように調節出来るようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
しかしながら、例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の基板のような比較的大型の基体にこの蒸着方法を用いて薄膜を形成する場合には、ハース上方において基板を水平方向に移動させながら蒸着を行う、所謂、移動成膜という手法が採られるのが一般的である。
【００１４】
この場合、蒸着材料は蒸発点を中心に四方に広がって蒸発するので、蒸発点の真上の位置を中心に円形の蒸発分布を形成し、この蒸着材料の円形の蒸発分布領域内を基板が移動してゆくために、基板上に形成される薄膜の膜厚は、円形の蒸発分布領域の中心部を通過する基板の中央部分が厚く、蒸発分布領域の周縁部分を通過する基板の両側縁部分が薄くなって、膜厚にむらが発生してしまうという問題が発生する。
【００１５】
このような問題は、図１の従来の蒸着装置によっても解決することは出来ない。
【００１６】
すなわち、図１の従来の蒸着装置によって移動成膜を行う場合、この蒸着装置は、永久磁石３によって形成される磁場が固定されていて、基板の移動方向と直角な幅方向において磁束密度に粗な部分と密な部分が発生するために、どうしても基板上の蒸着分布にピーク値とボトム値が発生する。
【００１７】
さらに、この従来の蒸着装置では、移動成膜を行う場合、蒸着分布のピーク値とボトム値が種々の蒸着条件によっても微妙に変化するために、それぞれの蒸着条件毎に永久磁石３の位置を調節し直す必要があるという問題点が発生する。
【００１８】
【特許文献１】特開平４−３５０１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
この発明は、上記のような移動成膜によって基体に成膜を行う場合の従来の問題点を解決することをその解決課題の一つとしているものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
第１の発明（請求項１に記載の発明）による蒸着方法は、上記目的を達成するために、プラズマガンから射出されるプラズマ・ビームを炉床の下方に配置された磁石によって炉床内に導いて、この炉床内から蒸発される蒸着材料を炉床の上方を搬送される基体に蒸着させる蒸着方法において、前記磁石を炉床に対して基体の搬送方向と非平行な方向に往復動させながら基体の搬送を行うことを特徴としている。
【００２１】
さらに、第２の発明（請求項５に記載の発明）による蒸着装置は、前記目的を達成するために、蒸着材料が入れられる炉床とプラズマ・ビームを射出するプラズマガンと炉床の下方に配置された磁石と炉床の上方において基体を搬送する搬送部材とを備え、プラズマガンから射出されたプラズマ・ビームを磁石によって炉床内に導いて、この炉床内から蒸発される蒸着材料を搬送部材によって搬送される基体に蒸着させる蒸着装置において、前記炉床に対して磁石を基体の搬送部材による搬送方向と非平行な方向に往復動させる駆動部材が、磁石に取り付けられていることを特徴としている。
【００２２】
さらに、第３の発明（請求項９に記載の発明）によるプラズマディスプレイパネルの製造方法は、前記目的を達成するために、プラズマガンから射出されるプラズマ・ビームを炉床の下方に配置された磁石によって炉床内に導いて、この炉床内から蒸発される蒸着材料を炉床の上方を搬送されるプラズマディスプレイパネルの基板に蒸着させる蒸着工程を含むプラズマディスプレイパネルの製造方法において、前記蒸着工程中に、磁石を炉床に対して基板の搬送方向と非平行な方向に往復動させながら基板の搬送を行うことを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
この発明は、永久磁石が、蒸着材料が入れられるハース（炉床）の下面に対向する位置において移動自在に配置され、この永久磁石に、炉床に対して永久磁石をハースの上方における基板の搬送方向とほぼ直角な水平方向に往復動させる駆動機構が取り付けられている蒸着装置の実施形態、および、この蒸着装置の駆動機構によって永久磁石を振幅運動させている状態で、プラズマガンから射出されるプラズマ・ビームを永久磁石によって炉床内に導くことによりハース内の蒸着材料を蒸発させて、ハースの上方を搬送される基板に蒸着させる蒸着方法、ならびに、この蒸着方法を用いて、プラズマディスプレイパネルの基板を製造するプラズマディスプレイパネルの製造方法を、それぞれ最良の実施形態としているものである。
【００２４】
この最良の実施形態による蒸着装置によって実施される蒸着方法およびプラズマディスプレイパネルの製造方法によれば、永久磁石によって形成される磁場によって導引されてハース内に照射されるプラズマガンからのプラズマ・ビームの中心位置は、永久磁石の振幅運動に伴って、ハース内を永久磁石の移動方向に沿って移動するとともに、ハースの中央部分ではその移動速度が速く、ハースの周縁部にゆくほど遅くなる。
【００２５】
これによって、従来の永久磁石が固定されていた蒸着装置では少なかったハースの周縁部分での蒸着材料の蒸発量が、ハースの中央部分での蒸発量に対して相対的に増加されて、永久磁石の移動方向に沿ったハースの径方向での蒸着材料の蒸発量の分布が均一化され、これによって、ハースの上方を搬送される基板に対して蒸着材料がむらなく蒸着されるようになる。
【実施例】
【００２６】
図２は、この発明による蒸着方法を実施するための蒸着装置の実施形態における一実施例を示す概略構成図である。
【００２７】
なお、この実施例においては、蒸着対象の基体として、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の基板を例に挙げて説明を行うが、この発明は、ＰＤＰの基板以外の基体に対して移動成膜を行う場合にも適用が可能である。
【００２８】
図２において、蒸着装置１０は、蒸着室１１の天井部に、ＰＤＰの基板Ｐ１をその蒸着面が露出された状態で搬送路Ｔに沿って水平方向に搬送する図示しない搬送装置が取り付けられており、さらに、蒸着室１１の両側の互いに対向する側壁部分に、蒸着室１１内の真空状態を維持した状態で、基板Ｐ１の蒸着室１１内への搬入と基板Ｐ１の蒸着室１１内からの搬出を行うための搬入口１１Ａと搬出口１１Ｂがそれぞれ設けられている。
【００２９】
蒸着室１１には、さらに、その側壁部に、蒸着室１１内を真空にするための排気孔１１Ｃが設けられ、底部に、蒸着室１１内に反応ガスを導入するためのガス導入孔１１Ｄが設けられている。
【００３０】
蒸着室１１内の底部部分の搬送路Ｔに対向する位置に、蒸着材料Ｅが充填されるハース１２が設置されている。
【００３１】
さらに、このハース１２の下方部に、永久磁石１３が、後述する駆動機構（図２には図示せず）によって、搬送路Ｔの搬送方向と直角な水平方向においてハース１２の底面に対向する範囲内を往復動自在に取り付けられている。
【００３２】
蒸着室１１の一方側の壁部のハース１２の取付位置よりも高い位置（図示の例では、搬入口１１Ａの下方の位置）に、プラズマガン１４が取り付けられており、このプラズマガン１４からビームＢ１が、空芯コイル１４Ａによって所要の圧力に調整された後、ハース１２の上方に向けて水平向きに射出されるようになっている。
【００３３】
図３は、上記蒸着装置１０の永久磁石１３の駆動機構の構成を示す斜視図である。
【００３４】
この図３において、基板Ｐ１の搬送方向と直角方向に、複数個（図示の例では二個）のハース１２が、水平に並べて配置されている。
【００３５】
駆動機構１５は、複数個のハース１２の下面に対向する蒸着室１１の底面上の位置に、基板Ｐ１の搬送方向と直角な水平方向に延びるようにレール１５Ａが取り付けられ、このレール１５Ａ上に、台車１５Ｂがレールに沿って走行自在に載置されている。
【００３６】
この台車１５Ｂ上には、ハース１２の数と同じ数の永久磁石１３が、台車１５Ｂの長手方向（基板Ｐ１の搬送方向に対して直角方向）に沿って、隣接するハース１２の中心間の距離と同じ間隔で配置されて、それぞれ対応するハース１２に対向するように固定されている。
【００３７】
台車１５Ｂの一端側（図３において手前側）に対向する位置に、水平に延びる回転軸１５Ｃａによって垂直面内において一方向に回転される回転板１５Ｃが配置され、この回転板１５Ｃと台車１５Ｂとの間にリンク１５Ｄが、その一端が回転板１５Ｃの外周部に垂直方向に揺動自在に連結され、他端が台車１５Ｂの一端部に垂直方向に揺動自在に連結されることによって取り付けられている。
【００３８】
すなわち、この駆動機構１５は、レール１５Ａと台車１５Ｂ，回転板１５Ｃ，リンク１５Ｄによって往復スライダクランク機構を構成しており、回転板１５Ｃの一方向への回転に伴って、台車１５Ｂがレール１５Ａ上を往復動されるようになっている。
【００３９】
そして、この駆動機構１５の台車１５Ｂの振幅の大きさは、この台車１５Ｂ上に固定されている各永久磁石１３が、上方から見て、それぞれ対応するハース１２の直径の範囲内からはみ出ない大きさに設定されている。
【００４０】
なお、上記においては、蒸着装置１０にハース１２が複数個設けられている場合の例が示されているが、ハース１２が一個設けられている場合も駆動機構１５の構成は同様である。
【００４１】
次に、上記蒸着装置１０によって実施されるＰＤＰ基板への蒸着方法およびＰＤＰ基板の製造方法について説明を行う。
【００４２】
上記蒸着装置１０は、各ハース１２内に所要の蒸着材料Ｅが充填された後、駆動機構１５が起動されるとともに、プラズマガン１４からビームＢ１が蒸着室１１内に水平方向に射出される。
【００４３】
このビームＢ１は、永久磁石１３によって形成される磁場によって下向きにその進路を変更して、それぞれハース１２内に照射される。
【００４４】
このとき、駆動機構１５の回転板１５Ｃの回転によって台車１５Ｂがレール１５Ａ上を往復運動するが、この台車１５Ｂの往復運動は、下記に説明するように、回転板１５Ｃの回転に伴う振幅運動となって、その往復動の両端の死点間の中間位置での速度が最も速く、この中間位置から両側の死点に近づくほど速度が遅くなる。
【００４５】
すなわち、図４に示されるように、回転板１５Ｃとリンク１５Ｄの連結部Ｃが、リンク１５Ｄの両側の死点ｄ１とｄ２の中間位置に位置されているときに、リンク１５Ｄの水平方向の速度成分ｘ１が最大となり、台車１５Ｂの速度ｖ１は最速となる。
【００４６】
そして、図５に示されるように、回転板１５Ｃとリンク１５Ｄの連結部Ｃが、回転板１５Ｃの回転に伴ってリンク１５Ｄの死点ｄ１（またはｄ２）に近づくと、リンク１５Ｄの水平方向の速度成分ｘ２は小さくなっていて、台車１５Ｂの速度ｖ２は減少してゆき、死点ｄ１（またはｄ２）の通過後、増加してゆく。
【００４７】
従って、永久磁石１３によって形成される磁場によって導引されてハース１２内に照射されるビームＢ１の中心位置は、永久磁石１３の振幅運動に伴って、ハース１２内を永久磁石１３の移動方向（搬送路Ｔに対して直角方向）に沿って移動するとともに、ハース１２の中央部分ではその移動速度が速く、ハース１２の周縁部にゆくほど遅くなる。
【００４８】
これによって、相対的に磁束分布の均一化が図られ、従来の永久磁石が固定されていた蒸着装置では少なかったハース１２の周縁部分での蒸着材料Ｅの蒸発量が、ハース１２の中央部分での蒸発量に対して相対的に増加され、これによって、永久磁石１３の移動方向に沿ったハース１２の径方向での蒸着材料Ｅの蒸発量の分布が、均一化される。
【００４９】
図６は、この蒸着装置１０によるハース１２からの蒸着材料Ｅの蒸発分布を示すグラフを示している。
【００５０】
この図６において、波線で示されるグラフａは従来の蒸着時には永久磁石が固定されていた蒸着装置におけるハースからの蒸着剤の蒸発分布を示しており、実線で示されるグラフｂは、蒸着装置１０における各ハース１２毎の蒸着材料Ｅの蒸発分布を示している。
【００５１】
このグラフａとｂを比較すると、グラフａには蒸発分布のピークとボトムが現れているのに対し、グラフｂは基板Ｐ１の搬送方向と直角方向においてほぼ均一な蒸発分布になっていることが分かる。
【００５２】
このハース１２からの蒸着材料Ｅの蒸発分布は、永久磁石１３の移動速度の制御、すなわち、回転板１５Ｃの回転速度の制御をより精密に行う行うようにすることによって、例えば、この回転板１５Ｃの回転速度制御を、永久磁石１３が固定されている場合のハース１２からの蒸着材料Ｅの蒸発分布に応じて行うようにすることによって、さらに均一化を図ることが出来るようになる。
【００５３】
また、この永久磁石１３の速度制御は、回転板１５Ｃの半径や、回転板１５Ｃとリンク１５Ｄの連結位置を選択することによっても、行うことが出来る。
【００５４】
以上のようにして、ハース１２からの蒸着材料Ｅの均一な蒸発分布が保持されている状態で、基板Ｐ１が、蒸着室１１の搬入口１１Ａから搬入され（図２参照）、ハース１２の上方を搬送路Ｔに沿って搬送されて、搬出口１１Ｂから搬出される。
【００５５】
このとき、蒸着室１１内において、ハース１２から蒸着材料Ｅが均一な蒸発分布で蒸発されていることによって、移動している基板Ｐ１にも、均一な蒸着剤の蒸着が行われる。
【００５６】
なお、上記の例においては、永久磁石１３を振幅運動させるのに、回転板１５Ｃの回転による、所謂、往復スライダクランク機構が用いられているが、永久磁石１３を往復動させる駆動機構としては、上記の他に、例えばラックとピニオン等のギヤ機構等を用いることも可能であり、この場合には、ギヤを回転させる駆動モータの駆動制御によって、永久磁石１３の振幅運動が実現される。
【００５７】
また、永久磁石１３の往復動の方向は、上記のように搬送路Ｔに対して直角な水平方向に限らず、搬送路Ｔの搬送方向に対して非平行な方向であれば、ハース１２の形状や基板Ｐ１の形状等に応じて任意の方向に設定される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来例の蒸着装置を示す概略構成図である。
【図２】この発明による蒸着装置の実施形態における一実施例を示す概略構成図である。
【図３】同実施例の駆動機構を示す斜視図である。
【図４】同実施例において永久磁石１３の移動速度を説明するための説明図である。
【図５】同実施例において永久磁石１３の移動速度を説明するための説明図である。
【図６】同実施例におけるハースからの蒸発分布を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０        …蒸着装置
１１        …蒸着室
１２        …ハース（炉床）
１３        …永久磁石（磁石）
１４        …プラズマガン
１５        …駆動機構（駆動部材，往復スライダクランク機構）
１５Ａ      …レール
１５Ｂ      …台車
１５Ｃ      …回転板
１５Ｄ      …リンク
Ｂ１        …ビーム（プラズマ・ビーム）
Ｅ          …蒸着材料
Ｐ１        …基板
Ｔ          …搬送路
ｄ１，ｄ２  …死点（折り返し点）
【図１】
2005213616.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005213616.tif 000006
【図５】
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【図６】
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