(57)【要約】【課題】  基板両面にいずれも均一な蒸着層が得られるように独立的にプラズマ密度分布を変化させることが可能な、両面コーティング用のプラズマＣＶＤ装置およびプラズマＣＶＤ方法を提供する。【解決手段】  ガス注入口（２７、２７′、２８、２８′、２９、２９′）および排ガス装置２６が形成されたチャンバ２１と、チャンバ２１内部の中央領域に配置されて基板２２の両側面を露出させて基板２２を支持する基板ホルダー部２２′と、チャンバ２１外部の両側部に形成され、誘導磁場を発生させる第１コイル部２３および第２コイル部２３′と、を含むプラズマＣＶＤ装置。【選択図】      図２Ａ
2005217425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマＣＶＤ装置において、
ガス注入口が形成されたチャンバと、
前記チャンバに設けられた排ガス装置と、
前記チャンバ内部の略中央領域に配置され、基板の両側面を露出させて前記基板を支持する基板ホルダー部と、
前記チャンバ外部の両側部に形成され、誘導磁場を発生させる第１コイル部および第２コイル部と、
を含むことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記排ガス装置は、前記チャンバ内の前記基板ホルダー部を取り囲んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記排ガス装置は、その外周面に、外部のポンプと連結された外部排気口を備え、その内周面に、前記チャンバ内部のガスが一次的に前記排ガス装置内に排出される内部排気口を備えることを特徴とする請求項２に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記内部排気口は２つ以上で形成され、前記外部排気口との距離が遠ざかるほど前記内部排気口のサイズが大きくなることを特徴とする請求項３に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項５】
前記第１コイル部および前記第２コイル部は、前記チャンバの前記両側部で相互に対向する向きに配置された平面アンテナコイルまたは前記チャンバの前記両側部に巻装された螺旋コイルであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項６】
前記第１コイル部および前記第２コイル部は、相互間の距離を調節できるように可動式構成としたことを特徴とする請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項７】
前記第１コイル部および前記第２コイル部は、前記基板ホルダー部を中心に前記チャンバ外部に対称的に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項８】
前記第１コイル部および前記第２コイル部は、その一端部が高周波発生器に接続されてその高周波発生器を共有しており、前記第１コイル部および前記第２コイル部の他端部はそれぞれ第１のキャパシタおよび第２のキャパシタと接続されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項９】
前記ガス吸入口は、前記チャンバの前記両側部に相互対称的に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
【請求項１０】
ガス注入口および排ガス装置が形成されたチャンバ内部の略中央領域に、基板の両側面を露出させつつ前記基板を支持する基板ホルダー部を配置し、前記チャンバ外部の両側部に誘導磁場を発生させる第１コイル部および第２コイル部を形成し、
前記第１コイル部および前記第２コイル部に高周波電位を印加して、前記チャンバ内部の前記基板両側部に均一な磁場を発生させることによって、前記基板の両側面に薄膜を形成することを特徴とするプラズマＣＶＤ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面コーティング用のプラズマ化学気相蒸着（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）装置およびその方法に係り、より詳細には、基板の両面に所望の物質を均一に蒸着できる両面コーティング用のプラズマＣＶＤ装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラスチック基板はガラス基板に比べて軽くて割れにくい性質があることから、従来、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を用いた液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）に採用されてきたガラス基板の代替用または今後有望視されている有機エレクトロルミネッセンス（ElectroLuminescence：ＥＬ）基板の材料として、さかんに研究開発が行われている。一方、プラスチック基板は、シリコン基板やガラス基板に比べて剛性が低く外部の応力によって曲がりやすいという性質（可撓性）を持つものでもある。
【０００３】
ＴＦＴ液晶や有機ＥＬなどをパネルに用いるディスプレイ製造技術の応用分野では、非晶質シリコン膜、金属膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などのいろいろな膜が積層されて基板に大きい応力を加える。既存のシリコンやガラス基板は、このような積層膜による応力がある程度加えられても、基板の剛性が高くほとんど変形しないので深刻な問題にはならない。しかし、プラスチック基板の場合、積層膜により基板が大きく変形（屈曲）してしまい、アラインメントが正常になされない、または、積層膜自体にクラックが発生するなどの深刻な問題が発生する可能性がある。ＴＦＴ液晶ディスプレイ製造工程初期に保護膜として積層されるほか、層間絶縁（InterLayer Dielectric：ＩＬＤ）膜や金属間絶縁（InterMetallic Dielectric：ＩＭＤ）膜としてその製造工程に使用されるシリコン酸化膜は、その厚さが３０００Å〜６０００Åと厚いため、その積層工程は、全工程中でも、基板に加えられる応力が最も大きく発生する工程である。したがって、プラスチック基板を使用してディスプレイ素子を形成する場合、前記工程において、シリコン酸化膜を基板の片面にコーティングするときに基板が大きく屈曲してしまい、基板を反転させて裏面にコーティングするときにその大きく屈曲した部分にクラックが発生してしまうという問題がある。
【０００４】
図１Ａないし図１Ｃは、従来技術によりシリコン酸化膜をプラスチック基板上に片面コーティングした後、基板を反転させて再びシリコン酸化膜をコーティングした場合の問題点を説明するための図面である。
【０００５】
図１Ａは、誘導結合型プラズマＣＶＤ装置を利用してプラスチック基板１０１の上部にシリコン酸化膜１０２を約３０００Å厚さに片面コーティングした結果を示すものである。図１Ａに示すように、プラスチック基板１０１は大きく湾曲してしまう。
【０００６】
図１Ｂは、プラスチック基板１０１を反転することによって両面に順次同じ条件でシリコン酸化膜１０２をコーティングしたものであり、プラスチック基板１０１は全体として平らにはなるものの、曲率が激しく変化したプラスチック基板１０１の周辺部にはクラック１０３が無数に生じている。
【０００７】
図１Ｃは、このようなクラック発生部位を光学顕微鏡で観察した結果を示す。すなわち、プラスチック基板１０１上に約３０００Å程度のシリコン酸化膜１０２を蒸着することによりプラスチック基板１０１は激しく曲がり、それを平らにするためにプラスチック基板１０１を反転させて再びコーティングすれば、平らにする目的は達成されるが、周辺に無視できないクラック１０３が発生して大きな問題となることがわかる。したがって、プラスチック基板１０１を使用してディスプレイ素子を製造する工程のうちＩＭＤ膜やＩＬＤ膜をシリコン酸化膜で形成する工程は、プラスチック基板の両面に対して同時に施されなければ、必然的に大きい問題を生ずることがわかる。
【０００８】
したがって、前記のような問題点を防止するために、プラスチック基板の両面を同時にコーティングする方法が研究されつつある。プラスチックディスプレイ以外でもハードディスクや太陽電池等の分野で両面コーティング法が要求されており、それを具現するためのＣＶＤ装置が提案されている。特許文献１では、太陽電池の製造のためにシリコン基板を反転させず、その両面をコーティングするＣＶＤ装置を開示している。そして、特許文献２では、ハードディスク両面にＤＬＣ（Diamond Like Carbon）をコーティングするためにフィラメント熱線が装着された両面コーティング装置を紹介している。しかし、前記２つの装置はいずれもカソードとアノードの２つの電極を使用する容量結合型プラズマＣＶＤ装置である。
【０００９】
しかし、平板状のカソードおよびアノード電極を使用する容量結合型プラズマＣＶＤ装置は、高抵抗基板や絶縁性基板上に薄膜を形成する場合、基板の背面にアノードの役割をする裏面板が必要であるという問題点がある。このような裏面板がないと、高周波電流が基板を通じて流れにくくなるため、基板表面のプラズマ密度が大幅に低下する。それにより、基板の周辺部に積層された薄膜とその中心部に積層された薄膜との間に厚さの差が発生し、それは、膜特性の不均一を生じさせる。このような傾向は、基板が大きいほど顕著に現れるため、容量結合型プラズマＣＶＤ装置を、裏面板を設けずに、成膜に使用することは、現実的ではない。
【００１０】
前記のような２つの電極を使用する容量結合型プラズマ両面コーティングＣＶＤ装置の問題点を解決するための技術として、特許文献３には、誘導結合型プラズマ発生装置に関する技術が紹介されている。図１Ｄおよび図１Ｅは、このような誘導結合型プラズマ両面コーティングＣＶＤ装置を示す図面（それぞれ、正面断面図、側面断面図）である。誘導結合型プラズマ両面コーティングＣＶＤ装置は、図１Ｄおよび図１Ｅに示すように、二つの誘導結合型電極１１、１１′をチャンバ１２の内部に配置し、その中間に基板１３を基板ホルダー１４上に装着してなるものである。そして、チャンバ１２の一側に反応ガス注入口１５、１５′を形成し、その反対側の他側に排ガス口１６を設置した構造を持つ。
【００１１】
この装置では、ガス注入口１５、１５′で発生したプラズマが拡散状態で基板１３上に到達する。したがって、既存の容量結合型プラズマ装置のように高抵抗基板や絶縁性基板を使用しても、基板の位置によって高周波電流の大きさが変わってしまうという問題は発生しない。しかし、チャンバ１２内部に誘導結合型電極１１、１１′が形成されているので、チャンバ１２内部のプラズマスパッタやアーク現象により、基板１３に蒸着させようとする物質内部に、不純物が混入する恐れがある。
【００１２】
また、このような構造では、誘導結合型電極１１、１１′がチャンバ１２に固定されていて位置調整が不可能なので、基板１３と誘導結合型電極１１、１１′の相対位置を調整することによってプラズマ密度分布を変化させることが非常に難しいという問題がある。一般に、片面コーティング用装置では、誘導結合型電極が固定されても基板が上下に移動できるため、電極と基板との間で最も均一なプラズマ密度を持つ位置を探してコーティングすることができる。しかし、図１Ｄおよび図１Ｅのように、誘導結合型電極１１、１１′が固定された両面コーティング用装置は、基板１３を中心に両側の誘導結合型電極１１、１１′が互いに対称的な関係を持つため、片面の均一な蒸着のために基板１３を動かせば反対側面に蒸着される膜の均一性が低下せざるをえないという問題がある。
【特許文献１】特開平４−０９３７２２号公報
【特許文献２】特開２００２−１０５６５１号公報
【特許文献３】国際公開第ＷＯ２００２／５８１，１２１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明では、前記従来技術の問題点を解決するために、基板の両面にいずれも均一な蒸着層を得るために、基板を移動せずに、独立的にプラズマ密度分布を変化させることができる両面コーティング用のプラズマＣＶＤ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】
【００１４】
本発明では、前記目的を達成するために、ガス注入口が形成されたチャンバと、前記チャンバに設けられた排ガス装置と、前記チャンバ内部の略中央領域に配置され、基板の両側面を露出させて前記基板を支持する基板ホルダー部と、前記チャンバ外部の両側部（好ましくは、前記ホルダー部に支持された前記基板の位置を中心に略対称な前記チャンバの部位の外側）に形成され、誘導磁場を発生させる第１コイル部および第２コイル部と、を含むプラズマＣＶＤ装置を提供する。
【００１５】
本発明の具体的な実施形態において、前記排ガス装置は、前記チャンバ内の前記基板ホルダー部を取り囲んで配置されたものとすることが望ましい。
【００１６】
本発明の具体的な実施形態において、前記排ガス装置は、その外周面に、外部のポンプと連結された外部排気口を備え、その内周面に、前記チャンバ内部のガスが一次的に前記排ガス装置内に排出される内部排気口を備えるものとすることが望ましく、また、前記内部排気口は２つ以上で形成され、前記外部排気口との距離が遠ざかるほど前記内部排気口のサイズが大きくなるように構成するのが望ましい。
【００１７】
本発明の具体的な実施形態において、前記第１コイル部および前記第２コイル部は、前記チャンバの前記両側部で相互に対向する向きに配置された平面アンテナコイルまたは前記チャンバの前記両側部に巻装された螺旋コイルであることを特徴とする。
【００１８】
本発明の具体的な実施形態において、前記第１コイル部および前記第２コイル部は、相互間の距離を調節できるように可動式構成とする（非固定型に形成する）のが望ましく、また、前記基板ホルダー部（好ましくは、その基板が支持される位置）を中心に前記チャンバ外部に対称的に形成するのが望ましい。
【００１９】
本発明の具体的な実施形態において、前記第１コイル部および前記第２コイル部は、その一端部が高周波発生器に接続されてそれを共有しており、その他端部はそれぞれ第１のキャパシタおよび第２のキャパシタと接続されているものとすることが望ましい。
【００２０】
本発明の具体的な実施形態において、前記ガス吸入口は、前記チャンバの前記両側部に相互対称的に形成されたものとすることが望ましい。
【００２１】
また、本発明では、前記目的を達成するために、ガス注入口および排ガス装置が形成されたチャンバ内部の略中央領域に、基板の両側面を露出させつつ前記基板を支持する基板ホルダー部を配置し、前記チャンバ外部の両側部に誘導磁場を発生させる第１コイル部および第２コイル部を形成し、前記第１コイル部および前記第２コイル部に高周波電位を印加して、前記チャンバ内部の前記基板両側部に均一な磁場を発生させることによって、前記基板の両側面に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ方法を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、次のような効果を奏する。
【００２３】
第１に、プラスチック基板のような可撓性基板を使用する分野で、片面コーティングにより発生する基板の反り現象による薄膜内部のクラック発生を防止して、優れた品質を有する、プラスチックディスプレイなどのプラスチック基板を利用したデバイスが実現できる。
【００２４】
第２に、プラズマを発生させるコイルをチャンバ外部に形成することにより、プラズマと電極との間のスパッタ現象による不純物汚染を防止できる。
【００２５】
第３に、プラズマ発生のためのコイルの位置をチャンバ外部で容易に調節できるので、所望の工程条件に基づき、基板周囲のプラズマ密度を均一に形成することができる。また、コイルに流れる電流を同相または異相で選択すれば、同心円状にプラズマ密度の分布を変化させることができるので、非常に容易に、基板部位のプラズマ密度を均一化することができる。
【００２６】
第４に、チャンバ内部のガスを排気する排気口を二重に構成して、主排気口をポンプと連結し、チャンバ内部のガスを直接的に排気するためのチャンバ壁面排気口は、主排気口から遠ざかるほどそのサイズを大きくすることにより、チャンバ内部のガスを放射形に均一に排気することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明による両面コーティング用のプラズマＣＶＤ装置を、具体的な実施形態によって、詳細に説明する。図２Ａは、本発明の一実施形態による両面コーティング用のプラズマＣＶＤ装置を示した断面図である。
【００２８】
図２Ａに示すように、チャンバ２１の内部には、所望の物質を蒸着させる基板２２が基板ホルダー２２′に装着されており、基板２２を中心に見たときのチャンバ２１の両側部（基板２２を中心に略対称な−正反対の−位置；図２Ａの上方部位と下方部位）の外側には磁場を発生させるための第１コイル２３および第２コイル２３′が設けられている。前記第１コイル２３および第２コイル２３′は、図２Ａに示すように螺旋状コイルを前記チャンバ２１の両側部周面に巻装させることにより構成することもできるが、平面アンテナコイルを互いに対向させて配置することにより構成してもよい。前記第１コイル２３および前記第２コイル２３′は、それぞれその一端部が、チャンバ２１の高周波発生器２４に接続されたマッチングボックス２５と、電気的に接続されており、その反対側の端部はそれぞれチューニングキャパシタ（tuning capacitor：同調コンデンサ）Ｃ１およびチューニングキャパシタＣ２に接続されている。本発明による両面コーティング用のプラズマＣＶＤ装置の主要な特徴は、前記のように、基板２２が装着されるチャンバ２１の両側部外側に、誘導磁場を発生させるコイル２３、２３′を設置したことである。
【００２９】
チャンバ２１には、チャンバ２１の内部にプラズマを発生させるためのガスおよび基板２２上に所望の物質を蒸着させるための反応ガスを注入可能な複数のガス注入口（２７、２７′、２８、２８′、２９、２９′）が設けられている。基板２２の両面をコーティングするために、このようなガス注入口をチャンバ２１両側に対称的に形成することが望ましい。もっとも、本発明は、このようなガス注入口の特定の配置構成により限定されるものではなく、前記複数の注入口はさまざまな条件を加味してその位置を調節して設置することができる。
【００３０】
チャンバ２１の略中央領域には排ガス装置２６が設けられている。チャンバ２１に設けられる排ガス装置２６の配置は、特に限定されないが、反応ガス等の排出効率等の観点から、基板ホルダー２２′に支持された基板２２の配設位置の近傍とするのが望ましい。本実施形態においては、排ガス装置２６は、前記基板ホルダー２２′を取り囲むように配置されている。チャンバ２１の内部の反応ガスなどを均一に排気するために、排ガス装置２６の排気口の大きさは、適切に調節して形成することが望ましい。図２Ｂは、本発明による両面コーティングのためのプラズマＣＶＤ装置に使われる排ガス装置２６の一実施例を示す斜視図である。図２Ｂを参照すれば、排ガス装置２６の内周面には、チャンバ２１内のガスが排ガス装置２６内に排出される内部排気口２６ａが形成され、外周面にはポンプ（たとえば、真空ポンプ）と連結された外部排気口２６ｂが形成されている。ポンプの作用により、チャンバ２１内部から内部排気口２６ｂを通って排ガス装置２６内に排出されたガスは、一時的に排ガス装置２６に入り、外部排気口２６ｂを通って外部に排出される。ポンプと連結された外部排気口２６ｂから遠いほど内部排気口２６ａを大きく形成し、相対的に近いほど内部排気口２６ａを小さく形成することによって、チャンバ２１の内部からの均一な排ガスを図ることができる。
【００３１】
このように、本発明の一実施形態としての前記プラズマＣＶＤ装置では、チャンバ２１の両側部に巻装されている螺旋状のコイル２３、２３′により、チャンバ２１内に均一なプラズマを発生させることができる。そして、発生したプラズマをチャンバ２１の中心部に装着された基板２２に拡散させて、基板２２の両面に均一に所望の薄膜を蒸着する。チャンバ２１は一般的な水晶管で形成することができ、コイル２３、２３′はその両側部に巻装されていて両側で自由に移動できる構造となっており、基板２２とチャンバ２１内のプラズマ発生部との間のプラズマ密度分布を調節することができる。ここで、螺旋状コイル２３、２３′を自由に移動させなくても、コイル２３、２３′にそれぞれキャパシタＣ１、Ｃ２が接続されているので、コイル２３、２３′に加える電流量を調節することができる。したがって、機械的にコイル２３、２３′を動かさなくても基板２２上でのプラズマ密度分布を変化させることができる。誘導電流発生のための高周波発生器２４およびマッチングボックス２５を、両側コイル２３、２３′が共有して使用できるよう構成されている。
【００３２】
ここで、チャンバ２１に巻装されているコイル２３、２３′は、チャンバ２１の内部に形成することも可能であり、その場合でも、均一なプラズマの形成を図ることができるが、チャンバ２１の内部でプラズマによるスパッタ現象が発生し、基板２２上に蒸着されて汚染物質として作用する恐れがあるので、コイル２３、２３′はチャンバ２１の外部を巻装する構造に形成することが望ましい。このとき、第１コイル２３および２コイル２３′はチャンバ２１の外部に固定させてもよいが、第１コイル２３と第２コイル２３′との間の距離を調節できるように、それぞれ移動可能な方法で取り付けることが望ましい。２つのコイル２３、２３′は相互に対向する構造となっており、高周波発生器２４などを共有して同時にチャンバ２１内に磁場を加える。このように、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置は、コイルが両側に形成された構造を有するので、チャンバの片側にのみコイルが存在する構造に比べ、チャンバ内の磁場分布側面でも有利である。
【００３３】
図２Ａのような構造を持つ本発明の一実施形態としての両面コーティング用のプラズマＣＶＤ装置において、基板２２の両側に所望の薄膜を蒸着させる過程を簡単に説明すれば次の通りである。チャンバ２１の両側（図２Ａにおいては、上方と下方の部分）に形成されたガス注入口２９、２９′を通じてアルゴンなどの非活性ガスを供給して、チャンバ２１の内部の基板２２の両側でプラズマを発生させる。発生した非活性ガスプラズマが、基板２２両面の上部に広がって、基板２２の周囲で噴射される蒸着原料ガス（たとえば、ガス注入口２８、２８′から噴射されるＧＡＳ３）を分解して、基板２２上に所定の薄膜が蒸着される。
【００３４】
蒸着された薄膜の厚さの均一性は、基板２２上でのプラズマ密度だけでなく蒸着原料ガスの均一な流れにも依存する。そのため、従来の片面蒸着装置では、基板ホルダーの下部に排気口を設置して排気の流れが基板部位で同心円をなしつつ均一に発生するように誘導した。しかし、チャンバの中央領域に基板が浮いている構造を持つ両面コーティング装置では、基板を中心に均一な排気がなされるように構成することが容易ではない。したがって、本発明の実施形態ではこのような問題点を解決するために、基板２２の周囲に（チャンバ２１内の基板ホルダー２２′を取り囲むように）排ガス装置２６を設置するとともに、図２Ｂに示すように、外部排気口２６ｂから遠ざかるほどその直径が大きくなる略円形の内部排気口２６ａを複数形成して、基板２２上で均一な気体の流れを誘導する構造を有するものとした。
【００３５】
本発明による両面コーティング用のプラズマＣＶＤ装置により、たとえば、プラスチック基板上に薄膜を蒸着する過程を説明すれば次の通りである。プラスチックディスプレイ製作のためのＴＦＴを製造する工程では、プラスチック基板上に、シリコン酸化膜（たとえば、保護膜、ＩＬＤおよびＩＭＤ）を、プラズマＣＶＤ装置によって形成する。プラスチックディスプレイは、透光性に優れたものであることが重要な要件の一つであり、高い透光性を有するものであれば、その適用可能な製品分野は大きく広がる。したがって、プラスチック有機物基板と無機物蒸着層との間の接着力を向上させるため、基板と蒸着層との間に透明なシリコン酸化膜が保護膜としてコーティングされる。シリコン酸化膜は透明なので、両面にコーティングされてもプラスチック基板の透光性を阻害しない。
【００３６】
まず、プラスチック基板を、図２Ａに図示した両面コーティング用のプラズマＣＶＤ装置の基板ホルダー２２′に装着する。チャンバ２１を高真空状態にするためにチャンバ２１の内部のガスをポンピングし、プラズマ発生用の非活性ガスであるアルゴン（Ａｒ）などをチャンバ２１内に注入する。そして、高周波発生器２４を通じてコイル２３、２３′に高周波を印加してチャンバ２１内にプラズマを発生させる。次いで、基板２２の両面に保護膜であるシリコン酸化膜をコーティングするために、反応ガスであるＳｉＨ4およびＮ2Ｏガスを図２Ａの反応ガス注入口２７、２７′、２８、２８′を通じて供給する。プラズマ発生のためのアルゴンガスは、チャンバ両側のガス注入口２９、２９′を通じて供給する。このとき、チャンバ２１の内部で発生したプラズマは基板２２の両側に均一な密度分布を持ち、それにより、基板２２の両面にシリコン酸化膜が均一に蒸着される。
【００３７】
このような工程初期の保護膜であるシリコン酸化膜以外に、ＩＬＤおよびＩＭＤを蒸着させる工程においても、本発明によるプラズマＣＶＤ装置で両面コーティング工程を行う。蒸着工程が進行または完了すると、チャンバ２１内の反応ガスなどを、排ガス装置２６に形成された内部排気口２６ａおよび外部排気口２６ｂを通じて外部ポンプに排気する。前記のように、排ガス装置２６の排気口２６ａ、２６ｂは二重に形成し、チャンバ２１内の基板２２の設置位置の周囲に複数形成された内部排気口２６ａの大きさは、外部排気口２６ｂから遠ざかるほど相対的に大きく形成する。したがって、基板２２を中心に均一にガスを排出させる。
【００３８】
以下、図３Ａないし図３Ｃを参照して、チャンバの片側にのみコイルを形成した場合と、チャンバ両側にコイルを形成した場合の磁場分布を相互比較する。
【００３９】
図３Ａは、チャンバの片側面にのみコイルが存在するときの磁場分布を示すグラフである。ここで、横軸Ｒは、チャンバにコイルが巻かれた方向へのチャンバ左側部での距離を表し、縦軸Ｚは、コイル内部に形成された磁場方向への距離を表す。図３Ａを参照すれば、チャンバの一側部にのみコイルを形成した場合には磁場の均一な領域が存在せず、コイルから遠ざかるほど同一磁場の線幅が広くなることがわかる。すなわち、磁場に沿うプラズマ内部発生電子の移動が不均一になり、基板上での位置によってプラズマ密度が変化するといえる。
【００４０】
しかし、図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、２つのコイルをチャンバ両側に相互対称に近い構造で形成した場合には、コイル間の基板が存在する領域で、２つのコイルによる磁場の相互干渉現象により均一な磁場分布が現れることがわかる。また、両側コイル間の距離Ｄを変化させたときにも、大きい変化なしに均一な磁場分布が維持されることがわかる。したがって、両面コーティングのために対向する形のコイル構造を利用する場合、基板の位置で均一なプラズマ密度が得られることがわかる。
【００４１】
図３Ｂおよび図３Ｃのように、コイル間の距離を調整して基板でのプラズマ密度分布を調整することもあるが、図２Ａに図示されたように、２つのコイルにそれぞれキャパシタＣ１、Ｃ２を装着して誘導電流を変化させれば、Ｄ値を変化させなくてもプラズマ密度分布の調節が可能である。
【００４２】
図３Ｂおよび図３Ｃでは、両側コイルに流れる電流が同相である場合について表したが、両側コイルに流れる電流が異相である場合にも適用することができる。このとき、異相電流が流れる両側コイルの距離Ｄによる磁場の分布を調べれば、図４Ｂおよび図４Ｃのような結果を得られる。
【００４３】
図４Ａは、図２Ａのチャンバ２１を巻いている両側コイル２３、２３′に流れる電流方向が異なる場合を表したものであり、図４Ｂおよび図４Ｃは、コイル間の距離が異なる場合（Ｄ＝１２ｃｍ、２０ｃｍ）のＲ値による磁場分布を表したものである。図４Ｂおよび図４Ｃを参照すれば、異相コイル電流状態でも、垂直方向への磁場Ｂｚはコイル間の距離Ｄにはほとんど影響を受けずに一定していることがわかる。しかし、同心円方向の磁場Ｂｒは、コイル間の距離Ｄの変化によって大きく変化することがわかる。Ｄが２０ｃｍから１２ｃｍに減少すれば、基板中心であるＲ＝０からＲが大きくなって磁場が強くなることがわかる。すなわち、プラズマの密度は、チャンバ２１の壁近くで高く、中心部へ行くほど小さくなるということを意味する。このようなプラズマ密度の分布は、現実の適用場面において、基板２２の周辺で均一な放射形プラズマ密度を得るのに役にたつ。
【００４４】
図４Ｄは、図２Ａのプラズマチャンバ２１での密度分布およびそれによる基板２２周辺でのプラズマ密度分布を示している。チャンバ２１の壁では、電子が容易に拡散してプラズマ効率が減少する。したがって、プラズマ発生部位のチャンバ２１壁に近い部位でのプラズマ密度が高ければ、最終的にチャンバ２１の中心部に装着された基板２２表面でのプラズマ密度は、図４Ｄに示すような均一な分布が得られるので、基板２２上に形成される膜の均一性が向上する。
【００４５】
前記の説明で多くの事項が具体的に記載されているが、それらは発明の範囲を限定するというよりは、望ましい実施形態の例示として解釈されねばならない。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態によって定められるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により定められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、ＴＦＴ液晶や有機ＥＬなどの素子（たとえば、ディスプレイなど）に使われるプラスチック基板に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１Ａ】従来技術によりシリコン酸化膜をプラスチック基板上に片面コーティングしたときの基板の湾曲を示す概略断面図である。
【図１Ｂ】従来技術によりシリコン酸化膜をプラスチック基板上に片面コーティングした後、基板を反転させて再びシリコン酸化膜をコーティングしたときの基板のクラックを示す概略断面図である。
【図１Ｃ】従来技術によるプラズマＣＶＤ装置によりプラスチック基板上に所定物質をコーティングした後、蒸着されたシリコン酸化膜のクラックの発生を示す光学顕微鏡写真である。
【図１Ｄ】従来技術によるプラズマＣＶＤ装置を示す正面断面図である。
【図１Ｅ】従来技術によるプラズマＣＶＤ装置を示す側面断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施例による両面コーティング用のプラズマＣＶＤ装置の断面図である。
【図２Ｂ】本発明による両面コーティング用のプラズマＣＶＤ装置に使われる排ガス装置を示す図面である。
【図３Ａ】従来技術によるプラズマＣＶＤ装置の片側コイル構造での不均一な磁場分布を示す図面である。
【図３Ｂ】本発明によるプラズマＣＶＤ装置の両側コイル構造での均一な磁場分布を示す図面である。
【図３Ｃ】本発明によるプラズマＣＶＤ装置の両側コイル構造での均一な磁場分布を示す図面である。
【図４Ａ】本発明によるプラズマＣＶＤ装置のコイル構造およびコイル距離による磁場分布を示す図面である。
【図４Ｂ】本発明によるプラズマＣＶＤ装置のコイル構造およびコイル距離による磁場分布を示す図面である。
【図４Ｃ】本発明によるプラズマＣＶＤ装置のコイル構造およびコイル距離による磁場分布を示す図面である。
【図４Ｄ】本発明によるプラズマＣＶＤ装置でのプラズマチャンバ内周のプラズマ密度分布による、基板上のプラズマ密度分布を示す図面である。
【符号の説明】
【００４８】
２２    基板
２２′  基板ホルダー
２１    チャンバ
２３、２３′    コイル
２４    高周波発生器
２５    マッチングボックス
２６    排ガス装置
２６ａ  内部排気口
２６ｂ  外部排気口
２７、２７′、２８、２８′、２９、２９′  ガス注入口
【図１Ａ】
2005217425.tif 000003
【図１Ｂ】
2005217425.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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