(57)【要約】【課題】ワークの位置や寸法の変化などによるインピーダンス変動を抑え、それと共にワーク形状を限定することなく、連続成膜を行えるようにすることで生産性を向上させることのできるプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法を提供する。【解決手段】真空チャンバ２と、真空チャンバ２内に設けられた第１の電極３と、真空チャンバ２内でワーク基板Ｗの成膜位置２３に近づけて設けられた第２の電極４と、第１及び第２の電極３、４に接続されて当該両電極３、４間に高周波電圧を印加する高周波電源５と、真空チャンバ２内に成膜用の原料ガスを供給するガス供給手段６と、ワーク基板Ｗを搬送する搬送手段２２とを備えたプラズマＣＶＤ装置１であり、第２の電極４を、成膜位置２３をワーク基板Ｗが通過することによるインピーダンス変動を抑えるパンチングメタルからなる補正電極板で構成した。【選択図】図１
2013209677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を減圧可能な真空チャンバと、
前記真空チャンバ内に設けられた第１の電極と、
前記真空チャンバ内で前記第１の電極に平行に対向しかつワーク基板の成膜位置に近づけて設けられた第２の電極と、
前記第１及び第２の電極に接続されて当該両電極間に高周波電圧を印加する高周波電源と、
前記真空チャンバ内に成膜用の原料ガスを供給するガス供給手段と、
前記真空チャンバ内で前記ワーク基板を搬送し、前記成膜位置を通過させる搬送手段と、を備え、
前記高周波電源によって前記両電極間に高周波電圧を印加すると共に、前記ガス供給手段によって前記真空チャンバ内に前記原料ガスを供給し、前記成膜位置にプラズマを発生させることで当該原料ガスを活性化させ、当該成膜位置に前記ワーク基板を通過させることによって、当該ワーク基板に成膜処理を施すプラズマ成膜装置であって、
前記第２の電極が、前記成膜位置に前記ワーク基板を通過させることによるインピーダンス変動を抑える補正電極板からなり、この補正電極板は、多数の貫通孔を有する金属製の平板状に形成されていることを特徴とするプラズマ成膜装置。
【請求項２】
前記高周波電圧を印加することで発生する電磁波の波長をλとしたときに、前記補正電極板の各貫通孔の直径ｄが下記の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ成膜装置。
（λ／１００００）＜ｄ＜（λ／１０００）
【請求項３】
前記補正電極板の前記多数の貫通孔が、千鳥状又は平行状に設けられており、当該多数の貫通孔による開口率が２０%〜７０%であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ成膜装置。
【請求項４】
前記ワーク基板の厚みが、前記第１の電極と前記第２の電極間の距離の１／１０以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ成膜装置。
【請求項５】
前記第１の電極と前記第２の電極間の距離が１０mm〜５００mmであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマ成膜装置。
【請求項６】
前記ワーク基板が通過する成膜位置から前記第２の電極までの距離が１mm〜２０mmであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ成膜装置。
【請求項７】
前記第１の電極と前記高周波電源との間に、インピーダンスの整合をとるマッチングボックスが更に設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマ成膜装置。
【請求項８】
前記原料ガスが、プラズマ重合用のモノマーガスであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のプラズマ成膜装置。
【請求項９】
真空チャンバ内に配置された第１の電極と当該真空チャンバ内で当該第１の電極に平行に対向配置されかつ多数の貫通孔を有する金属製の平板状に形成された第２の電極との間に高周波電圧を印加すると共に、当該真空チャンバ内に原料ガスを供給し、ワーク基板の成膜位置にプラズマを発生させることで前記原料ガスを活性化させ、当該成膜位置に当該ワーク基板を通過させ、当該成膜位置に当該ワーク基板が通過することによるインピーダンス変動を、当該第２の電極によって抑えながら成膜処理を施すことを特徴とするプラズマ成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを用いる成膜装置及び成膜方法に関し、特にインピーダンス変動を抑えながら成膜できるプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマを用いる成膜方法として、プラズマ源で発生させたプラズマに成膜用の原料ガスを供給し、そのガスの分解物などの反応生成物を、ワーク上に堆積させる気相成長（ＣＶＤ）による方法が広く知られている。かかる方法を実施するためのプラズマＣＶＤ装置は、一般に、内部を減圧可能な真空チャンバと、真空チャンバ内に設けられた第１の電極と、真空チャンバ内で第１の電極に平行に対向する第２の電極と、両電極に接続されて当該両電極間に高周波電圧を印加する高周波電源と、真空チャンバ内に成膜用の原料ガスを供給するガス供給手段などを備えている。
【０００３】
上記の装置では、高周波電源によって両電極間に高周波電圧を印加すると共に、ガス供給手段によって原料ガスを供給し、当該原料ガスを活性化させて成膜位置にプラズマを発生させてワークの表面を成膜する。成膜の際には、ワークの表面加工精度などによって、ワークと各電極との距離が若干変動する場合がある。この距離変動は、ワークの表面への均一な成膜を阻害する要因となる。そこで、例えば特許文献１には、回転駆動装置によって第1の電極を、第２の電極に対して軸芯を中心として回転させ、これにより、両電極間の距離を均一化させ、プラズマ密度を平均化させるプラズマ成膜装置が記載されている。
【０００４】
成膜するワークには、比較的小さい寸法のものから大きな寸法のもの、或いは長尺のシート状のものなどがある。特許文献１の装置を用いた場合、ワークを真空チャンバ内の載置台に設置して回転させなければならないため、大型のワークを処理するには、その大きさに合わせた装置を構築する必要がある。それ加え、ワークを処理毎に入れ替えなければならないこともあり、非効率であるといった欠点がある。
【０００５】
これに対し、特許文献２には、回転するドラムに長尺状のワークを送り込んで連続的に成膜するプラズマ成膜装置が記載されている。この装置では、電圧を印加したドラムの入口や出口、更にはドラムの周面近傍に複数の導電性アース板を配置することで、ドラムからの異常放電を抑制し、膜質の低下など防ぐものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９２７３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２２１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載のプラズマ成膜装置では、ロールから送り出したワークを、ドラム上に通過させ、ガイドロールに巻き取っていくという工程がある。かかる装置では、連続して成膜できる利点があるものの、ワーク形状がロール可能なものに限定される。さらに、以上のようなプラズマ成膜装置では、ワークの位置や寸法の変化などによるインピーダンス変動が存在し、インピーダンス変動を抑えるためには、ワークの位置や寸法の変化に追従させてマッチングコントロールを実施する必要もある。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、ワークの位置や寸法の変化などによるインピーダンス変動を抑え、それと共にワーク形状を限定することなく、連続成膜を行えるようにすることで生産性を向上させることのできるプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法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】
【０００９】
上記目的を達成するため、次の技術的手段を講じた。
即ち、本発明のプラズマ成膜装置は、内部を減圧可能な真空チャンバと、前記真空チャンバ内に設けられた第１の電極と、前記真空チャンバ内で前記第１の電極に平行に対向しかつワーク基板の成膜位置に近づけて設けられた第２の電極と、前記第１及び第２の電極に接続されて当該両電極間に高周波電圧を印加する高周波電源と、前記真空チャンバ内に成膜用の原料ガスを供給するガス供給手段と、前記真空チャンバ内で前記ワーク基板を搬送し、前記成膜位置を通過させる搬送手段を備え、前記高周波電源によって前記両電極間に高周波電圧を印加すると共に、前記ガス供給手段によって前記真空チャンバ内に前記原料ガスを供給し、前記成膜位置にプラズマを発生させることで当該原料ガスを活性化させ、当該成膜位置に前記ワーク基板を通過させることによって、当該ワーク基板に成膜処理を施すプラズマ成膜装置であって、前記第２の電極が、前記成膜位置に前記ワーク基板を通過させることによるインピーダンス変動を抑える補正電極板からなり、この補正電極板は、多数の貫通孔を有する金属製の平板状に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明のプラズマ成膜装置によれば、第２の電極が成膜位置にワーク基板を通過させることによるインピーダンス変動を抑える補正電極板からなり、この補正電極板は多数の貫通孔を有する金属製の平板状に形成されているため、インピーダンス変動を抑えながら連続して成膜可能であり、ワーク基板の位置や寸法の変化に影響されずにインピーダンス変動を抑えることができる。それに加え、ワーク形状を限定することなく成膜処理を施すことができる。これにより、生産性を向上させることができる。
【００１１】
前記補正電極板の各貫通孔の寸法は適宜変更することができ、前記高周波電圧を印加することで発生する電磁波の波長をλとしたときに、前記補正電極板の各貫通孔の直径ｄが次の式を満たすことが好ましい。（λ／１００００）＜ｄ＜（λ／１０００）
補正電極板の貫通孔の寸法を、上記関係式を満たすものとすることで、プラズマが第２の電極である補正電極板の裏側へ抜けてしまうのを防ぐことができる。
【００１２】
前記補正電極板の多数の貫通孔の配置や開口率は適宜変更することができ、前記補正電極板の前記多数の貫通孔が、千鳥状又は平行状に設けられており、当該多数の貫通孔による開口率が２０%〜７０%であることが好ましい。千鳥状又は平行状に設けられた多数の貫通孔を有する補正電極板の開口率を、２０%〜７０%とすることによって、インピーダンス変動の抑制効果が向上し、更に、補正電極板の存在に起因する真空排気速度の低下を抑えることができる。
【００１３】
前記ワーク基板の厚みが、前記第１の電極と前記第２の電極間の距離の１／１０以下であることが好ましい。第１及び第２の電極間を、ワーク基板の厚みに対してこのような間隔をおいて配置すれば、ワーク基板への成膜をより均一なものとすることができる。
【００１４】
前記第１の電極と前記第２の電極間の距離が１０mm〜５００mmであることが好ましい。第１の電極と第２の電極間の距離を１０mm〜５００mmとすれば、供給された原料ガスを良好にプラズマ化することができる。
【００１５】
前記ワーク基板が通過する成膜位置から前記第２の電極までの距離が１mm〜２０mmであることが好ましい。ワーク基板から、第２の電極である補正電極板までの距離を１mm〜２０mmとすることによって、ワーク基板の位置変化を要因とするインピーダンス変動の抑制効果を更に向上させることができる。
【００１６】
前記第１の電極と前記高周波電源との間に、インピーダンスの整合をとるマッチングボックスを更に設けてもよい。インピーダンスの整合をとるマッチングボックスを設ければ、インピーダンス変動を更に小さくすることができる。
【００１７】
本発明にかかるプラズマ成膜装置に供給する原料ガスは、プラズマによって分解されワーク基板上に成膜できるものであれば限定されるものではなく、例えば、プラズマ重合用のモノマーガスが挙げられる。
【００１８】
本発明のプラズマ成膜方法は、真空チャンバ内に配置された第１の電極と当該真空チャンバ内で当該第１の電極に平行に対向配置されかつ多数の貫通孔を有する金属製の平板状に形成された第２の電極との間に高周波電圧を印加すると共に、当該真空チャンバ内に原料ガスを供給し、ワーク基板の成膜位置にプラズマを発生させることで前記原料ガスを活性化させ、当該成膜位置に当該ワーク基板を通過させ、当該成膜位置に当該ワーク基板が通過することによるインピーダンス変動を、当該第２の電極によって抑えながら成膜処理を施すことを特徴とする。
【００１９】
上記本発明のプラズマ成膜方法によれば、ワーク基板の成膜位置に当該ワーク基板を通過させ、当該成膜位置に当該ワーク基板が通過することによるインピーダンス変動を、多数の貫通孔を有する金属製の平板状に形成された第２の電極によって抑えながら成膜するので、インピーダンス変動を抑えながら連続して成膜可能であり、しかも、ワーク基板の位置や寸法の変化に影響されずにインピーダンス変動を抑えることができる。それに加え、ワーク形状を限定することなく成膜処理を施すことができる。これにより、生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
上記の通り、本発明によれば、インピーダンス変動を抑えながら連続して成膜可能であり、ワーク基板の位置や寸法の変化に影響されずにインピーダンス変動を抑えることができる。それに加え、ワーク形状を限定することなく成膜処理を施すことができるようにしたので、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態にかかるプラズマCVD装置の模式図である。
【図２】補正電極板の一部を示す平面図である。
【図３】第１の電極、成膜位置、及び補正電極板の位置関係を説明するための図である。
【図４】プラズマCVD装置の概略を表す斜視図である。
【図５】メタルミラーの構成を表す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるプラズマ成膜装置としてのプラズマCVD装置１の模式図である。プラズマCVD装置１は、導入した成膜用の原料ガスをプラズマにさらして、その分解物などを成膜対象物であるワーク基板Ｗの表面上で気相成長させる装置である。プラズマCVD装置１は、内部を減圧可能な真空チャンバ２と、この真空チャンバ２内に設けられた第１の電極３と、真空チャンバ２内で第１の電極３に平行に対向して設けられた第２の電極４と、第１及び第２の電極３、４に接続された高周波電源５と、真空チャンバ２内に成膜用の原料ガスを供給するガス供給手段６と、真空チャンバ２を減圧するための真空排気手段７とを備えている。
【００２３】
真空チャンバ２は、内部を所定の真空度とできるように密封可能に構成されている。真空チャンバ２には、ガス導入口１０、排気口１１などが設けられている。真空排気手段７は、真空チャンバ２の排気口１１に配管１２で繋げられた真空ポンプ１３や、この配管１２の途中に設けられた圧力調整弁１４などで構成されており、真空チャンバ２内のガスを、排気口１１を通じて排気させ、真空チャンバ２内を所定の真空度まで調節する。
【００２４】
真空チャンバ２のガス導入口１０には、ガス供給手段６であるガス供給源９が配管１６で繋げられており、配管１６の途中に設けられたガス導入バルブ１７によって真空チャンバ２内に、所定の原料ガスが導入される。用いる原料ガスは限定されるものではなく、例えば、プラズマ重合用のモノマーガスとして、HMDSO、TMS、或いはCO2やエチレンなどが挙げられる。プラズマＣＶＤ装置１で成膜するワーク基板Ｗは限定されるものではなく、例えば、基材上に反射膜などの機能層を形成したものなどが挙げられる。成膜する薄膜は限定されるものではなく、例えば、保護層としての誘電体膜、フッ素化合物、DLC膜などが挙げられる。
【００２５】
高周波電源５は、第１及び第２の電極３、４に電気的に接続されており、数十ｋＨｚ〜数十ＭＨｚの高周波電力を両電極３、４に投入する。第１の電極３（図１上側）と第２の電極４（図１下側）とが互いに平行状に配置されている。第１の電極３はカソード電極であり、高周波電源５とこれに接続された当該第１の電極３との間に、マッチングボックス１８が接続されている。高周波電源５に接続された第２の電極４はアノード電極であり、接地されている。
【００２６】
導入する原料ガスの流量や、真空チャンバ２内の減圧度などによってインピーダンスが変動し、プラズマの放電状態が変化する。高周波電源５と第１の電極３との間に介在するマッチングボックス１８は、変化するプラズマ放電のインピーダンスマッチングを行って、安定したプラズマ放電を可能とするものである。
【００２７】
真空チャンバ２に、ワーク基板Ｗを搬入する搬入口２０と、搬出する搬出口２１が設けられている。搬入口２０は、ワーク基板Ｗを搬入して、密閉できるように構成されると共に、搬出口２１は、ワーク基板Ｗを搬出して、密閉できるように構成されている。真空チャンバ２内には、更に、ワーク基板Ｗを搬入口２０から搬出口２１まで搬送する搬送手段２２が構築されている。
【００２８】
搬送手段２２は、第２の電極４を保持するホルダーや、これをスライドさせるガイド機構などで構成されている。この搬送手段２２によって、搬入口２０から入ってきたワーク基板Ｗが、第１の電極３と第２の電極４との間の成膜位置２３を通過し、搬出口２１へ搬送される。ワーク基板Ｗが通過する成膜位置２３は、当該第２の電極４に近づけられている。
【００２９】
プラズマＣＶＤ装置１の全体の動作を制御するための制御部２４が設置されており、例えばプロセス圧力、プロセス温度、ガス供給量の制御のための指示、高周波電源５のオン・オフを含めた供給電力の指示などが行われるようになっている。
【００３０】
第２の電極４は、金属製の平板状に形成された補正電極板３０で構成されている。図２は補正電極板３０の一部を示す平面図である。補正電極板３０は、多数の貫通孔３１を有するパンチングメタルとして形成されたものである。本実施形態の補正電極板３０の多数の貫通孔３１は、規則正しく６０°の千鳥状（角千鳥状）に配設されており、隣合う２つの貫通孔３１間の中心間距離ｔ１は１５ｍｍとなっている。本実施形態の各貫通孔３１の直径ｄは１０ｍｍである。
【００３１】
第２の電極４が、パンチングメタルで構成された補正電極板３０からなることによって、成膜位置２３をワーク基板Ｗが通過することによるインピーダンス変動を抑えることができる。すなわち、成膜位置２３にワーク基板Ｗが通過していくと、このワーク基板Ｗの通過によってインピーダンスが変動しようとするが、多数の貫通孔３１を有する補正電極板３０の作用によってインピーダンス変動が抑えられる。
【００３２】
補正電極板３０の各貫通孔３１の直径ｄは、高周波電圧を印加することで発生する電磁波の波長をλとしたときに、次の式を満たすことが好ましい。
（λ／１００００）＜ｄ＜（λ／１０００）
ｄが（λ／１００００）よりも小さければ、補正電極板３０を設置した事によるコンダクタンスの低下による基板周囲での真空度の悪化が発生し、（λ／１０００）よりも大きければ、電磁波が遮蔽され難くなってプラズマが裏側へ抜けてしまうことにより、成膜に支障をきたすからである。例えば、１３．５６ＭＨｚの電磁波の波長λはおよそ２２ｍであり、この場合の各貫通孔３１の直径ｄの好ましい値は２．２mm〜２２．０mmである。
【００３３】
多数の貫通孔の配列状態は６０°の千鳥状に限定されるものではなく、同じ千鳥状でも例えば４５°の千鳥状、８０°の千鳥状など、配列角度を変更してもよい。多数の貫通孔を、任意の方向及びこれと直交する方向に平行状に整列させてもよい。その他、多数の貫通孔を、同心円状、ランダム状などに配設してもよい。
【００３４】
補正電極板３０における多数の貫通孔３１による開口率は２０%〜７０%であることが好ましい。多数の貫通孔３１による開口率が２０%より小さいと、コンダクタンスの低下による基板周囲での真空度が悪化すると共に、補正電極板３０でワーク基板Ｗ周辺のガス流を遮ることになり、機器配置の自由度が低下し、開口率が７０%より大きいと、補正電極板３０からプラズマが漏れ出すと共に、インピーダンス変動を抑える効果が減少するからである。開口率を２０%〜７０%とすることによって、インピーダンス変動の抑制効果が向上し、補正電極板３０を設けたことによる真空排気速度の低下が抑えられ、当該補正電極板３０の構造を一体型のパンチングメタルにすることで十分な電流を流すことができる。
【００３５】
図３は第１の電極３、成膜位置２３（ワーク基板Ｗ）、及び補正電極板３０（第２の電極４）の位置関係を説明するための図である。第１の電極３と補正電極板３０間の距離ｔ２は１０mm〜５００mmが好ましい。第１の電極３と補正電極板３０間の距離ｔ２が１０ｍｍより小さいと良好な成膜状態を得ることができず、５００ｍｍよりも大きいと、原料ガスの良好なプラズマ化が困難となる。第１の電極３と補正電極板３０間の距離を１０mm〜５００mmとすれば、原料ガスを良好にプラズマ化することができ、高品質の薄膜が得られる。
【００３６】
ワーク基板Ｗの厚みｔ３は、第１の電極３と補正電極板３０間の距離ｔ２の１／１０以下であることが好ましい。第１の電極３と補正電極板３０を、ワーク基板Ｗの厚みｔ３に対してこのような間隔をおいて配置すれば、ワーク基板Ｗへのより均一な成膜が可能となる。
【００３７】
ワーク基板Ｗが通過する成膜位置２３から補正電極板３０までの距離ｔ４は１mm〜２０mmであることが好ましい。成膜位置２３から補正電極板３０までの距離ｔ４が２０mmを超えれば、ワーク基板Ｗの位置変化によるインピーダンス変動を十分に抑えることができず、１mmよりも小さいと、装置の組立て精度とプラズマCVD中の加熱による変形に対応しながらワーク基板Ｗを搬送することが困難となるからである。成膜位置２３から補正電極板３０までの距離ｔ４を１mm〜２０mmとすることによって、ワーク基板Ｗが成膜位置２３を通過している状態でも、インピーダンス変動を十分に抑制することができる。
【００３８】
補正電極板３０の厚みｔ５は１mm〜１０mmであることが好ましい。補正電極板３０の厚みが１mmより小さいと強度が低下し、１０mmを超えると、製作工数の増大及び装置の重量増加、コンダクタンスの低下に繋がるからである。補正電極板３０の平面寸法は、少なくとも第１の電極３の２倍より大きく、ワーク基板Ｗの搬送経路に沿って網羅する寸法がより好ましい。ワーク基板Ｗの搬送におけるインピーダンスの変動を抑制すると共に、アーキング等の異常放電による成膜停止を抑制できるからである。
【００３９】
上記の構成以外にも、プラズマＣＶＤ装置１には適切に成膜を行うための構成が備えられている。以上の構成によって、第１の電極３と補正電極板３０に高周波電圧が印加され、ガス供給手段６によって真空チャンバ２内に原料ガスが供給され、この原料ガスが活性化されて成膜位置２３にプラズマが発生され、ワーク基板Ｗが、第１の電極３と補正電極板３０との間の成膜位置２３を通過するようになっている。
【００４０】
次に、プラズマＣＶＤ装置１を用いてワーク基板Ｗへ薄膜を成膜する工程について説明する。真空排気手段７を作動させて真空チャンバ２内を真空排気する。その後、ガス供給手段６によって、真空チャンバ２内に原料ガスを送り込み、この原料ガスによって真空チャンバ２内の圧力を一定に保った状態にする。この状態で、カソード電極である第１の電極３と、アノード電極であり補正電極板３０である第２の電極４に、高周波電源５によって高周波電圧を印加する。その結果、第１の電極３と補正電極板３０との間で原料ガスがプラズマ状態となり、活性なラジカルやイオンが生成され、ワーク基板Ｗ上へ堆積、成膜される。
【００４１】
第１の電極３と補正電極板３０との間の成膜位置２３を通過するワーク基板Ｗ上に、プラズマ状態となった原料ガスが気相成長し、薄膜が堆積していく。その際、多数の貫通孔３１を有する金属製の平板状に形成された補正電極板３０（第２の電極４）によって、成膜位置２３をワーク基板Ｗが通過することによるインピーダンス変動が抑えられる。
【００４２】
特に、本実施形態では、ワーク基板Ｗが第１の電極３と補正電極板３０との間を通過し、当該ワーク基板Ｗの多様な方向への位置ずれが生じる場合があるにもかかわらず、インピーダンス変動を十分に抑えることができる。ワーク基板Ｗの位置ずれなどによる位置変動だけでなく、ワーク基板Ｗの寸法が変更された場合であっても、インピーダンス変動を抑える効果は低下しない。すなわち、成膜位置２３に通過させるワーク基板Ｗの位置や寸法の変化があっっても、インピーダンス変動を抑えながら成膜することができる。そのため、得られた薄膜は非常に均一なものとなり、高品質な成膜品を得ることができる。
【００４３】
上記本実施形態のプラズマＣＶＤ装置１及びプラズマ成膜方法によれば、成膜位置２３にワーク基板Ｗを通過させ、成膜位置２３にワーク基板Ｗが通過することによるインピーダンス変動を、多数の貫通孔３１を有する金属製の平板状に形成された補正電極板３０によって抑えながら成膜するので、インピーダンス変動を抑えながら連続して成膜可能であり、しかも、ワーク基板Ｗの位置や寸法の変化に影響されずにインピーダンス変動を抑えることができる。従って、マッチングボックス１８を頻繁に作動させる必要はなく、成膜中のマッチングコントロールを最小に抑えることができる。それに加え、ワーク形状を限定することなく成膜処理を施すことができる。これにより、生産性を向上させることができる。
【００４４】
しかも、多数の貫通孔３１を有することによって、高いコンダクタンスを確保し、成膜されるワーク基板Ｗ周囲の真空度を良好な状態に保つ事ができる。また、ワーク基板Ｗ周囲での高いコンダクタンスを確保できることにより、貫通孔を設けない場合に比べ、真空排気にかかる時間を短縮すると共に、成膜中にワーク基板Ｗ周辺で発生した不要なガス種を効果的に排気する事ができる。これにより、安定した成膜と高い真空排気を実現することができ、生産性を向上させることができる。
【実施例】
【００４５】
図４はプラズマＣＶＤ装置４０の概略を表す斜視図である。図４に示すプラズマＣＶＤ装置４０の真空チャンバ４１は、横長の金属枠体で構成されており、当該真空チャンバ４１の左右にはワーク基板Ｗを出し入れする搬入口４２、搬出口４２が設けられている。第１の電極４３は真空チャンバ４１内で図の手前側に縦長に設置されている。真空チャンバ４１内を横断するように設けられた第２の電極である補正電極板４４は、真空チャンバ４１内で図の奥側に設置されている。第１の電極４３と補正電極板４４は、互いに平行に配置されている。その他、真空チャンバ４１には、ガスを供給する配管が繋げられたガス供給口４５、真空引きする排気口４６などが設けられており、真空チャンバ４１外には、制御盤４７や、図示しない真空ポンプ、ガス供給機器などが設置されている。第１の電極４３と補正電極板４４の間には、ワーク基板Ｗを長手方向に沿って搬入口４２から搬出口４２へ搬送する搬送機構４８が設置されている。
【００４６】
ワーク基板Ｗが真空チャンバ４１の搬入口４２から搬入され、第１の電極４３と補正電極板４４の間の成膜位置４９を通過し、搬出口４２まで搬送され、成膜位置４９を通過するワーク基板Ｗ上に、プラズマによって分解された原料ガスが気相成長し、薄膜が形成される。その際、補正電極板４４によって、成膜位置４９をワーク基板Ｗが通過することによるインピーダンス変動が抑えられ、ワーク基板Ｗに形成された薄膜は非常に均一なものとなる。
【００４７】
本実施例では、図５に示す反射鏡５０を製作するために、搬入室、下地成膜室、反射膜成膜室がこの順にプラズマＣＶＤ装置４０の前に設置され、プラズマＣＶＤ装置４０の後に、搬出室が設置されている。搬入室にて、基材が搬入され、続いて下地成膜室でアンダーコートが成膜され、反射膜成膜室で光学反射膜が成膜され、プラズマＣＶＤ装置４０でトップコート層である保護層を成膜した後、搬出室で成膜されたワーク基板Ｗが搬出される。なお、本実施例では反射鏡５０を製作するが、光学ミラー、金属製ミラーなどと呼ばれているものであってもよい。
【００４８】
プラズマＣＶＤ装置４０を用いて反射鏡５０の保護層５１を成膜した。製作条件は次のとおりである。補正電極板４４として、孔径：５mm、ピッチ：３mm〜４mm、６０°千鳥状配置のパンチングメタルを用いた。積層構造は図５に示す４層とし、基材５２である６００mm×６００mmのＳＵＳに、アンダーコート５３（アンカー層）としてTiO2やAl2O3, 或いはSiO2に代表される誘電体膜を形成し、反射膜５４（反射層）としてAlやAg、又はAg合金（Pd等を含有させた銀合金）を形成し、トップコートの保護層５１としてはHMDSO（ヘキサメチルジシロキサン[Si(CH3)3]2O]）をプラズマ重合にて成膜した。保護層５１としてTMS（テトラメチルシラン[Si(CH3)4]）を採用する事もできる。他の条件は、HMDSO分圧、TMS分圧：２Ｐａ、電源周波数：１３．５６MHz、高周波電力：１Kw、電極間距離：７０mm、重合時間６０sec、保護層膜圧：２００nmとした。反射膜５４上の保護層であるHMDSO層やTMS層は非常に均一に成膜され、反射率、耐久性も良好なものであり、高品質な反射鏡５０を製作することができた。
【００４９】
上記の実施形態及び実施例は本発明にかかるプラズマ成膜装置及びプラズマ成膜方法の一例を示したものであり制限的なものではない。プラズマ成膜装置に他の機材などを設けることや、プラズマ成膜方法に他の工程を設けてもよい。上記実施形態及び実施例では、プラズマＣＶＤ装置の例で示したが、電場と磁場の相互作用により、マグネトロン放電が発生し、ワーク基板上に蒸着膜が成膜されるＲＦマグネトロンスパッタ装置に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１、４０  プラズマＣＶＤ装置    
２、４１  真空チャンバ
３、４３  第１の電極
４、４４  第２の電極、補正電極板
５  高周波電源
６  ガス供給手段
７  真空排気手段
１３  真空ポンプ
１８  マッチングボックス
２２  搬送手段
２３、４９  成膜位置
２４  制御部
３１  貫通孔
４８  搬送機構
５０  反射鏡
５１  保護層
Ｗ    ワーク基板
ｔ１  貫通孔間の中心間距離
ｔ２  第１の電極と第２の電極間の距離
ｔ３  ワーク基板の厚み
ｔ４  成膜位置から補正電極板までの距離
【図１】
2013209677.tif 000003
【図２】
2013209677.tif 000004
【図３】
2013209677.tif 000005
【図４】
2013209677.tif 000006
【図５】
2013209677.tif 000007