(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気装置と、
その内部が前記排気装置によって真空に排気される真空容器と、
前記真空容器に付設されたプラズマ発生機構と、
前記プラズマ発生機構から離れる方向に収束コイル、シート化磁石の順で配置された前記の収束コイルおよびシート化磁石と、
前記真空容器に設けられ、成膜材料が入った容器と、
前記容器の裏面に配置された磁石とを備え、
前記収束コイルと前記シート化磁石と前記磁石が作る磁場によって、前記プラズマ発生機構で発生したプラズマを前記成膜材料に照射し、これにより前記成膜材料を蒸発させ、前記成膜材料に対して配置された基板に成膜を行う成膜装置であって、
前記基板に対して、前記成膜材料が配置されている側と反対側に磁性体が配置されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記基板は搬送機構により移動され、前記基板の成膜面は開口部を介して前記プラズマが生成される領域に臨むようにされることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記磁性体は板形状を有し、前記磁性体は前記基板の移動方向に向けて前記基板に平行に配置されていることを特徴とする請求項２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記反対側の領域には加熱機構が設けられ、前記磁性体は前記基板と前記加熱機構の間に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記磁性体の基板側の面の大きさは前記開口部の範囲の大きさに実質的に等しいまたはそれより大きいことを特徴とする請求項２記載の成膜成装置。
【請求項６】
イオンプレーティング法またはスパッタリング法を実施する機構で前記基板に成膜が行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の成膜装置。
【請求項７】
真空容器内のプラズマが生成された環境で基板の面に対して膜材料を移動させて前記面に誘電体膜を堆積させる成膜装置であって、
前記基板を所定方向に搬送する搬送機構と、
前記真空容器に付設されたプラズマ流発生装置であって、このプラズマ流発生装置から離れる方向に収束コイル、シート化磁石の順で配置された前記の収束コイルおよびシート化磁石による磁場を利用して前記基板の搬送方向に沿って複数の前記プラズマの流れを作る前記プラズマ流発生装置と、
前記複数の前記プラズマの流れのそれぞれに対応して配置され、前記プラズマの流れが、膜材料容器の裏面に置かれた磁石による磁場に導かれて照射される複数の膜材料源と、
前記膜材料を供給する領域を規定する開口部と、
前記基板の背面側に前記開口部に対応して配置される板状磁性体と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項８】
前記誘電体膜はＭｇＯ膜であり、前記基板は大型のプラズマディスプレイパネルに用いられることを特徴とする請求項７記載の成膜装置。
【請求項９】
排気装置によって内部が真空に排気される真空容器と、
前記真空容器に付設されたプラズマ発生機構と、
前記プラズマ発生機構から離れる方向に収束コイル、シート化磁石の順で配置された前記の収束コイルおよびシート化磁石と、
前記真空容器に設けられ、成膜材料が入った容器と、
前記容器の裏面に配置された磁石とを備える成膜装置で実施され、
前記収束コイルと前記シート化磁石と前記磁石が作る磁場によって、前記プラズマ発生機構で発生したプラズマを前記成膜材料に照射し、これにより前記成膜材料を蒸発させ、前記成膜材料に対して配置された基板に成膜を行う成膜方法であって、
前記基板に対して、前記成膜材料が配置されている側と反対側に配置された磁性体を用いて、前記基板の成膜面の側で形成されている、前記収束コイルと前記シート化磁石と前記磁石が作る磁場に基づく磁力線分布を、前記プラズマ中で発生した電子が前記基板の前記成膜面に均等に分布して入射されるように調整したことを特徴とする成膜方法。
【請求項１０】
前記磁性体は板形状を有しかつ前記基板と平行に配置されていることを請求項７記載の成膜方法。
【請求項１１】
イオンプレーティング法またはスパッタリング法で成膜が行われることを特徴とする請求項９または１０記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成膜装置または成膜方法に関し、特に、例えばイオンプレーティング法やスパッタリング法のごとくプラズマにより膜材料を放出させて大面積の基板上に均質な特性を有する膜を形成する装置および方法に関する。この成膜装置および成膜方法は、特に、プラズマディスプレイパネル電極の保護膜として酸化マグネシウム膜のような誘電体膜を大面積の基板に形成するのに適する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、真空容器または減圧容器の内部で基板に酸化マグネシウム膜を堆積させる方法として、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法が知られている。電子ビームを用いる真空蒸着方法は、投入電流が１Ａ程度と低いので、膜の堆積速度が遅く、さらに緻密で結晶配向性の高い膜を安定性良く量産することは困難である。スパッタリング方法は小面積の基板上に特性の優れた膜を堆積することはできる。しかしスパッタリング方法によれば、酸化マグネシウム材料そのもののスパッタ率が低い。それを改善するため、金属マグネシウムの反応性スパッタリング方法が提案される。しかし、この反応性スパッタリング方法においても、堆積速度が速度が遅いので、大面積の基板に対応するにはさらなる改善が必要である。イオンプレーティング法は、およそ１００Ａの大電流を投入できるので、堆積速度に優れかつ付着強度に優れた良質の膜特性を得ることができる。従ってイオンプレーティング法は大量生産に向いた方法であると考えられている。
【０００３】
以上から、現在のところ、大型のプラズマディスプレイパネル（以下「ＰＤＰ」と記す）の製作に対応できる成膜技術としては、イオンプレーティング法とスパッタリング法が検討されている。中でもイオンプレーティング法に対する期待が大きい。
【０００４】
なお上記イオンプレーティング法に関連する従来技術としては、例えば、特開平２−２２８４６９号公報と特開平９−１７００７４号公報を挙げることができる。特開平２−２２８４６９号公報に開示されたイオンプレーティング方法では、装置構成として、複合陰極と中間電極と磁場発生機構から成るプラズマ流発生装置を備えている。このプラズマ流発生装置によって、膜材料が収容されたるつぼまたは容器に対して、シート状に変形されたプラズマ流が与えられる。特開平９−１７００７４号公報に開示されたＰＤＶ装置では、圧力勾配型プラズマガンが備えられ、シート化用永久磁石によりシート状に変形されたプラズマ流がるつぼ内の膜材料に供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、基板に酸化マグネシウム膜を堆積させるイオンプレーティング法は、真空容器内において、プラズマ流発生装置によって発生させたシート状のプラズマの流れを蒸着材料（膜材料）である酸化マグネシウムに照射し、基板の方向に蒸着材料を飛行させる。大面積の基板に膜を堆積する場合には、所定レイアウトで配置された複数のプラズマ流発生装置（プラズマ源）を使用するのが一般的である。
【０００６】
例えば３組のプラズマ源と蒸着材料容器のから成る組合せユニットを有する装置の場合、３個の蒸着材料容器の上方を１３５０ｍｍ×９５０ｍｍの矩形の大型基板を通過させ、この基板の表面に酸化マグネシウム膜（ＭｇＯ膜）を堆積させる。３つの組合せユニットは、基板の移動方向に直行する方向にて基板幅内に所定間隔で一列にて配列されている。上記装置で基板に成膜を行って作製された矩形のＰＤＰでは、基板中央における移動方向の長細い領域で輝度の低い部分が発生するという問題があった。
【０００７】
従来のイオンプレーティング法では、プラズマ流発生装置はプラズマガンと収束コイルとシート化磁石とから構成される。このプラズマ流発生装置に含まれる磁力線発生部（または磁場発生部）に基づいて生じる磁力線の入射方向は、その構成上、基板の成膜面に対してさまざまな方向となる。それに加えて、複数のプラズマ源に由来する複数のプラズマ流を利用する場合には複数のプラズマ流の間で相互干渉が起こる。その結果、基板の成膜面に堆積した酸化マグネシウムの膜質に分布を生じる。
【０００８】
ＰＤＰの面における発光部（高輝度部）と低輝度部のＸ回折測定を行なったところ、発光部は結晶化されてＭｇＯ(１１１)となっており、低輝度部はアモルファス（非結晶）であることが分かった。この理由は次のように想定される。イオンプレーティング法の特徴である放電により発生するイオンは、基板に到達する際に、プラズマ流が蒸着材料を衝撃した時に発生する２次電子や、プラズマ空間において発生する電子を引き連れて基板を衝撃することが知られている。これらの電子（２次電子を含む）により基板上に堆積したＭｇＯ膜の表面から酸素イオンが脱離し、その周辺の原子移動により酸化マグネシウムの結晶性に変化が起こるのではないかと推測される。さらにその電子の基板入射量に偏りがあり、特にプラズマの干渉はその発光輝度の明暗の差を助長するのではないかと推測される。
【０００９】
上記のごとく推測される原因を考慮して、前述した基板面のＭｇＯ膜の膜特性の不均一の問題を解決する技術の早急なる開発が求められている。
【００１０】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、プラズマを利用して膜材料を生じさせて基板の面に膜を堆積させるとき、面全体における膜の特性を均質にする成膜装置および成膜方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、大面積の基板を一方向に移動させながら複数のシート状プラズマ流を利用するイオンプレーティング法によって基板の一面にＭｇＯ膜のような誘電体膜を形成するとき、基板の面全体における誘電体膜の輝度特性を均質に作製するようにした成膜装置および成膜方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る成膜装置および成膜方法は、上記目的を達成するために次のように構成される。
【００１３】
本発明では、プラズマ雰囲気中の電子を積極的に基板の成膜面の全面に入射させる。特に電子が基板の成膜面の全面にわたって均一に流入するようにする。これにより、大面積の基板全体にわたる均質な誘電体膜を作成することを可能にしている。
【００１４】
第１の成膜装置（請求項１に対応）：この成膜装置は、プラズマが生成された環境で基板の成膜しようとする面（成膜面）に対して膜材料を移動させて当該成膜面に誘電体膜を堆積させる装置である。この成膜装置では、排気装置と、その内部が排気装置によって真空に排気される真空容器と、真空容器に付設されたプラズマ発生機構と、プラズマ発生機構から離れる方向に収束コイル、シート化磁石の順で配置された収束コイルおよびシート化磁石と、真空容器に設けられ、成膜材料が入った容器と、容器の裏面に配置された磁石とを備え、収束コイルとシート化磁石と磁石が作る磁場によって、プラズマ発生機構で発生したプラズマを成膜材料に照射し、これにより成膜材料を蒸発させ、成膜材料に対して配置された基板に成膜を行う成膜装置であって、基板に対して、成膜材料が配置されている側と反対側に磁性体が配置されている。
上記の成膜装置では、基板の成膜面側の領域において例えばプラズマ流発生装置が設けられ、当該装置で作られるプラズマ流によって膜材料を発生させ、当該膜材料を基板の成膜面に向かって進行させて成膜を行う。プラズマ流発生装置は所要のプラズマ流を発生させるために磁場を生じさせる磁石やコイルを備えている。これらの磁場発生機構によって形成された成膜面側の磁力線の分布を、上記磁性体によって調整する。この磁性体に基づく磁力線分布の調整は、プラズマ中の電子が基板の成膜面の全面に均一に入射されるように行われる。
【００１５】
第２の成膜装置（請求項２に対応）は、第１の装置構成において、好ましくは、基板は搬送機構により移動され、基板の成膜面は開口部を介してプラズマが生成されている領域に臨むようにされる。この構成によれば、基板の成膜面に進行する膜材料の進行領域を制限することができる。また少なくとも開口部での磁力線は、基板の成膜面において表面分散されるように設定される。
【００１６】
第３の成膜装置（請求項３に対応）は、第２の装置構成において、好ましくは、磁性体は板形状を有し、磁性体は基板の移動方向に向けて基板に平行に配置されていることで特徴づけられる。板状磁性体の面を基板に平行にすることにより、磁力線分布の効果を高めることができる。
【００１７】
第４の成膜装置（請求項４に対応）は、上記の各装置構成において、好ましくは、基板成膜面の反対側領域には基板加熱機構が設けられ、磁性体は基板と基板加熱機構の間に配置されることで特徴づけられる。装置構成上、磁性体をコンパクトな構成で取り付けることができ、かつ基板の成膜面における磁力線分布の集中を有効に避けることができる。
【００１８】
第５の成膜装置（請求項５に対応）は、第２の装置構成において、磁性体の基板側の面の大きさは上記開口部の範囲の大きさに実質的に等しいかまたはそれより大きい。この構成によって、少なくとも開口部での磁力線は基板の成膜面上で分散される。磁性体の基板面側の大きさが開口部の範囲の大きさに実質的に等しいとき、その形状も等しいことが望ましい。
【００１９】
第６の成膜装置（請求項６に対応）は、上記の各装置構成において、好ましくは、イオンプレーティング法またはスパッタリング法を実施する機構で基板に対して成膜が行われる。
【００２０】
第７の成膜装置（請求項７に対応）：この成膜装置は、真空容器内のプラズマが生成された環境で基板の成膜面に対して膜材料を移動させて成膜面に誘電体膜を堆積させる装置である。この成膜装置は、真空容器に付設されたプラズマ流発生装置であって、このプラズマ流発生装置から離れる方向に収束コイル、シート化磁石の順で配置された収束コイルおよびシート化磁石による磁場を利用して基板の搬送方向に沿って複数のプラズマの流れを作るプラズマ流発生装置と、複数の前記プラズマの流れのそれぞれに対応して配置され、プラズマの流れが、膜材料容器の裏面に置かれた磁石による磁場に導かれて照射される複数の膜材料源と、膜材料を供給する領域を規定する開口部と、基板の背面側に開口部に対応して配置される板状磁性体と、を備えている。
この構成によれば、基板通過型で構成され、かつイオンプレーティング法により大型の基板の一面に複数のプラズマ流を利用して誘電体膜を形成する。かかる誘電体膜の成膜において、プラズマ流発生装置に備えられた磁場発生機構によって作られる基板の成膜面側の磁力線の分布を分散させ、プラズマ中で発生した電子が上記基板の成膜面に均一に入射させるようにする。これによって基板の成膜面に堆積される誘電体膜の膜質を全面的に均質化させている。
【００２１】
第８の成膜装置（請求項８に対応）は、上記の第７の装置構成において、誘電体膜はＭｇＯ膜であり、基板は大型のプラズマディスプレイパネルに用いられる基板である。
【００２２】
第１の成膜方法（請求項９に対応）：この成膜方法は、排気装置によって内部が真空に排気される真空容器と、真空容器に付設されたプラズマ発生機構と、プラズマ発生機構から離れる方向に収束コイル、シート化磁石の順で配置された収束コイルおよびシート化磁石と、真空容器に設けられ、成膜材料が入った容器と、容器の裏面に配置された磁石とを備える成膜装置で実施され、収束コイルとシート化磁石と磁石が作る磁場によって、プラズマ発生機構で発生したプラズマを成膜材料に照射し、これにより成膜材料を蒸発させ、成膜材料に対して配置された基板に成膜を行う方法である。さらに当該成膜方法は、基板に対して、成膜材料が配置されている側と反対側に配置された磁性体を用いて、基板の成膜面の側で形成されている、収束コイルとシート化磁石と磁石が作る磁場に基づく磁力線分布を、プラズマ中で発生した電子が基板の成膜面に均等に分布して入射されるように調整する。
【００２３】
第２の成膜方法（請求項１０に対応）は、上記の第１の方法において、好ましくは、磁性体は板形状を有しかつ基板と平行に配置されている。
【００２４】
第３の成膜方法（請求項１１に対応）は、上記の各成膜方法において、好ましくは、イオンプレーティング法またはスパッタリング法で成膜が行われることで特徴づけられる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
実施形態で説明される構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成要素の組成（材質）については例示にすぎない。従って本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【００２７】
この実施形態では、成膜装置として基板通過型のイオンプレーティング装置の例が説明される。しかし、本発明の技術思想はこの装置に限定されるものではない。停止型の装置であっても構わない。
【００２８】
図１はイオンプレーティング装置の構成を示している。図１はイオンプレーティング装置の要部の内部構成を示した側面図である。このイオンプレーティング装置では、基板１１は移動状態であり、移動状態の基板１１に対して成膜が行われる。基板１１は相対的に大型矩形のガラス基板であり、基板１１の一面（図１中では下面である）に成膜が行われる。基板１１の成膜面に形成される膜はＭｇＯ膜であり、誘電体膜の一例である。
【００２９】
図１に示されたイオンプレーティング装置では、ゲートバルブ１２を介して連通するロードロック室（ＬＬ室）１３と、イオンプレーティング法による成膜を行なう成膜室１４を備える。成膜室１４の内部は成膜時において所要の真空状態（または減圧状態）に保持される。成膜室１４の内部を真空状態に保持するため、成膜室１４には図示しない排気装置が装備されている。
【００３０】
成膜室１４にはＬＬ室１３から搬入された基板１１が待機するバッファ室（ＢＵ室）１５が連通した状態で設けられている。またＬＬ室１３と成膜室１４とＢＵ室１５には、基板１１を搭載したトレイを搬送する搬送装置（図示せず）が設けられている。矢印Ａは基板１１の搬送方向を示している。また搬送装置の上側には基板１１を所定温度に加熱するための加熱機構１６が設けられている。基板加熱機構１６は例えばランプヒータである。
【００３１】
成膜室１４の下壁１４ａには開口部１７が形成されている。開口部１７の下側には、蒸着源およびプラズマ発生機構が例えば３セット分装備された真空室２１が設けられている。蒸発源は、膜材料として例えばＭｇＯ（酸化マグネシウム）材料２２を収容したハース２３である。プラズマ発生機構は、図１に示されるごとく左方向に進行するプラズマ流２４を発生させるプラズマ流発生装置２５である。プラズマ流２４は平面図で見ると、幅を有し、シート状に形成されている。プラズマ流発生装置２５は、Ａｒ（アルゴン）ガス２６ａを導入するＡｒガス導入機構（図示せず）と、Ａｒガスにエネルギを与えて放電を生じ、かつプラズマを発生させかつ放出するプラズマガン２６と、放出されたプラズマを絞りプラズマ流２４を作る収束コイル２７と、プラズマ流２４をシート化するシート化磁石２８とから構成されている。またハース２３の下側には、真空室２１の外側にアノード磁石２９が配置されている。このアノード磁石２９は、プラズマ流２４を蒸着材料の表面に導くための手段である。上記の構成によって、プラズマ流発生装置２５から出射されたシート状のプラズマ流２４はハース２３内のＭｇＯ材料２２に照射される。こうしてＭｇＯ材料２２は蒸発され、基板１１の下面に進行する。以上の蒸発源とプラズマ発生機構は、図１の紙面に垂直方向に一列状態で３セット分配置されている。
【００３２】
なお本実施形態で使用されるプラズマ流発生装置２５として、例えば中外炉工業株式会社製プラズマ源が使用される。また上記実施形態には記載していないが、基板１１の下面に堆積したＭｇＯ膜の膜質を調節するために開口部１７の近傍に酸素ガスを導入することも好ましい。
【００３３】
上記構成を有するイオンプレーティング装置において、成膜室１４の加熱機構１６の前面位置、すなわち図１中下側位置であって、基板１１と加熱機構１６の間の基板近傍（トレイと接触しない程度の距離）に、基板１１と平行に磁性材料から構成される板材（磁性体板材または板状磁性体）３１を配置する。板材３１は、平面形状が矩形である。図１に示された例では、基板１１は水平状態を維持して搬送されるので、板材３１も水平に保持された状態で配置されている。板材３１の取り付け機構の図示は省略されている。磁性材料からなる板材３１の材質は、例えば、ＳＵＳ４３０やパーマロイ、鉄材などである。その大きさおよび形状は、上記開口部１７の大きさや形状に対応して決まり、少なくとも開口部１７が形成された範囲以上であり、好ましくは、基板１１が１３５０×９５０ｍｍの場合、プラズマ流発生装置２５のシート化磁石２８の近傍領域までを覆うように１８００×１２００ｍｍである。
【００３４】
ＭｇＯ膜を堆積させる基板１１は、水平姿勢のトレイに載せられ、搬送装置により水平搬送される。ＬＬ室１３に基板１１が搬入されると、ＬＬ室１３の内部空間は所要の圧力まで図示しない排気装置により排気される。またその後基板１１は加熱機構により所要の温度まで加熱される。その後、ゲートバルブ１２が開いて基板１１は成膜室１４内に搬入され、成膜室１４を経てＢＵ室１５で一旦待機し、この状態で成膜室１４等の内部空間は不図示の排気装置によりさらに排気され、同時に加熱機構１６によりさらに３００℃になるまで加熱される。
【００３５】
成膜室１４の圧力が０．１Ｐａ以下に達すると、プラズマ流発生装置２５においてＡｒガスを導入しながら（矢印２６ａ）、放電電力１５ＫＷを供給して、プラズマガン２６で放電を生じプラズマを発生させる。プラズマガン２６から放出されたプラズマは、収束コイル２７とシート化磁石２８とアノード磁石２９でシート状プラズマ流２４に変形され、ＭｇＯ材料２２に照射される。シート状プラズマ流２４で衝撃を受けたＭｇＯ材料２２は蒸発され、基板１１の下面に向かって進行する。なお真空室２１および成膜室１４等の内部空間は全体的にプラズマ状態（プラズマ雰囲気）になっている。こうしてプラズマ流発生装置２５を作動させ、同時に、上記のごとく所定箇所に酸素ガス導入機構で酸素ガスを２００sccm導入すると、成膜速度１０ｎｍ／秒の高速で、基板１１の下面上にＭｇＯ膜が堆積される。
【００３６】
一般に電子は磁力線（磁束を表す線）に沿って流れるために、イオンプレーティング装置では、蒸着源にプラズマ流が導入された時に発生する２次電子と、プラズマ雰囲気中の電子が、プラズマ流発生装置２５に由来する磁力線に沿って基板１１の表面に衝突する。本発明の実施形態では、基板１１の背面側に磁性体の板材３１を設けているので、当該磁性体の作用によって基板１１の正面側の成膜面における磁力線の分布状態が変更される。基板１１の成膜面における磁力線分布状態の変更は、当該磁力線を分散させる調整のための変更である。このように磁性体板材３１によって基板１１の表面近傍の磁力線を分散させることにより、その磁束密度は基板１１の成膜面の全面にわたって好ましくはおよそ５〜１０ガウス程度にされる。この値は、磁性体板材３１を設けないイオンプレーティング装置に比較しておよそ半分以下であり、磁束密度を基板面全面に均一化することができる。この結果、基板１１の成膜面近傍の領域で分散された磁力線に導かれた電子が、基板１１の面に入射するので、電子はほぼ均一に基板表面に入射することになる。つまり電子の入射密度が大型の基板１１の全面で均一になることによって、ＭｇＯ膜の膜質が均一化し、その結果プラズマディスプレイパネル電極における発光輝度のムラを低減することができた。
【００３７】
以上の作用の内容を図２〜図６を参照してより詳しく説明する。
【００３８】
図２はイオンプレーティング装置において磁性体板材３１が設けられていない場合に収束コイル２７によって生じる磁力線分布のシミュレーションを示す。図２においてライン１１ａで示された箇所は基板面であり、膜が堆積される成膜面を示している。この磁力線分布は、黒塗りされた小さい多数の三角形によって示されている。各三角形の尖った先端が磁力線の向きを示している。この図で明らかなように、磁性体の板材３１が存在しない場合には基板面１１ａにおいて磁力線の入射方向が不均一であり、基板面の全面についてムラが生じた状態が示されている。
【００３９】
図３と図４は、図２と同様に、イオンプレーティング装置において磁性体板材３１が設けられていない場合に収束コイル２７によって生じる磁力線分布のシミュレーションを示す。図３は磁力線の水平成分の分布を示し、図４は磁力線の垂直成分を示している。図３および図４では、基板搬送方向に垂直な横方向（図中縦方向）に一定間隔で配置された３組の蒸発源とプラズマ流発生装置２５のレイアウトが示されている。蒸発源に関しては３箇所のアノード磁石２９が示されている。アノード磁石２９はそれぞれ小さい複数の磁石ブロックを一列で並べることにより形成されている。３組のプラズマ流発生装置２５のそれぞれでは、上から見た収束コイル２７とシート化磁石２８のみが示されている。図３と図４においてＡは基板搬送の方向を示している。さらに図３と図４で、範囲４１は幅方向の成膜領域を示し、範囲４２は基板搬送方向の成膜領域を示している。従って範囲４１，４２によって矩形の成膜領域が定義される。図３において示された磁力線の水平成分に関し、最大値は７５ガウスであり、間隔は５ガウスである。図４において示された磁力線の垂直成分に関し、収束コイル２７の右側に最大値５５ガウスが存在する。また、シート化磁石２８の間の領域に５０ガウスの個所が存在している。
【００４０】
図３と図４に示された磁力線の分布で明らかなように、磁性体板材３１が設けられていないときには、範囲４１，４２で定義される矩形の成膜領域において磁力線の分布は不均一な状態で生じている。
【００４１】
図５と図６は、イオンプレーティング装置において磁性体板材３１が設けられた場合に収束コイル２７によって生じる磁力線分布のシミュレーションを示す。図５は磁力線の水平成分の分布を示し、図６は磁力線の垂直成分を示している。図５および図６では、基板搬送方向に垂直な横方向に一定間隔で配置された３組の蒸発源とプラズマ流発生装置２５のレイアウトが示されている。蒸発源に関しては３箇所のアノード磁石２９が示されている。３組のプラズマ流発生装置２５のそれぞれでは、上から見た収束コイルとシート化磁石が示されている。図５と図６で、範囲４１は幅方向の成膜領域を示し、基板搬送方向の成膜領域を示す範囲４２の図示は省略されている。
【００４２】
図５と図６において、矩形の領域５１は前述した磁性体板材３１の配置領域を示している。矩形領域５１において示されたマス目と比較し、かつ図３および図４と比較すると、磁性体板材３１を配置した場合には、成膜領域における磁力線の分布は成膜領域の全体にわたって均一に分布するようになっている。このように、図１に示されるごとく磁性体板材３１を配置すると、基板１１の成膜面側の磁力線の分布が均一化され、これによってプラズマ中に生じた電子を分散させて基板１１の成膜面に均一に入射させるという前述の作用を生じさせることができる。
【００４３】
なお、上記の構成において、磁性体板材３１を基板１１側に接近させたり、プラズマ流発生装置２５の方向に大きい形状の磁性体板材３１を配置すると、基板成膜面における磁力線の分布はさらに改善されるという傾向が見られる。
【００４４】
本発明の実施形態では、イオンプレーティング法を説明したが、プラズマを発生させて成膜する方法であるスパッタリング装置でも同様な効果が考えられる。例えば、通過型マグネトロンスパッタリング装置においては、ＡｒガスまたはＡｒガスと酸素ガスの混合ガスによってＭｇＯターゲットあるいはＭｇターゲットをスパッタすることにより、基板上に酸化マグネシウム膜を堆積させる。マグネトロンスパッタリングの場合にはターゲット表面にトンネル状の電子密度の高い領域が作られ、基板表面のイオン密度ははイオンプレーティング装置ほど高くはないが、微細な結晶構造に寄与する場合が考えられ、この場合にも、大面積全体にわたって電子入射を制御することが必要であると考えられる。
【００４５】
また本発明は、静止型または停止型の場合も同様に適用することができる。さらに開口部を必ずしも設ける必要はない。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、代表的にイオンプレーティング法による成膜装置でＰＤＰ電極となる基板にＭｇＯ膜等の誘電体膜を成膜する場合において、プラズマ雰囲気中に生じる電子を分散させて基板の成膜面全体にわたって均一に入射させるようにしたため、大型の設備投資を必要とせず、簡単な構成でかつ安価に酸化マグネシウムのような誘電体膜を高速で作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る成膜装置の一例であるイオンプレーティング装置の概略縦断面図である。
【図２】イオンプレーティング装置において磁性体板材を設けない場合の基板成膜面側の磁力線分布を示す概略要部縦断面図である。
【図３】イオンプレーティング装置において磁性体板材を設けない場合の成膜領域における磁力線の水平成分の分布を示す平面図である。
【図４】イオンプレーティング装置において磁性体板材を設けない場合の成膜領域における磁力線の垂直成分の分布を示す平面図である。
【図５】イオンプレーティング装置において磁性体板材を設けた場合の成膜領域における磁力線の水平成分の分布を示す平面図である。
【図６】イオンプレーティング装置において磁性体板材を設けた場合の成膜領域における磁力線の垂直成分の分布を示す平面図である。
【符号の説明】
１１              基板
１４              成膜室
１６              加熱機構
１７              開口部
２１              真空室
２２              ＭｇＯ材料
２３              ハース
２４              プラズマ流
２５              プラズマ流発生装置
【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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【図６】
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