JP2014189874A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成膜対象物の場所による膜質のばらつきを低減することのできる成膜装置を提供する。
【解決手段】成膜装置１は、真空チャンバー１０内に原料ガス（ここでは酸素ガス）を供給する原料ガス供給部３０を備えると共に、成膜対象物１１に対し、原料ガスよりも活性化した活性化ガスを局所的に供給する活性化ガス供給部４０を備えている。ここで、成膜対象物１１と堆積部２との位置関係によっては、成膜対象物１１のうちの一部において、他の部分に比して膜中に供給される酸素が少なくなる場合がある。膜中の酸素が少なくなる部分に対して、活性化ガス供給部４０が酸素の活性化ガスを局所的に供給することによって、膜中の酸素を補うことができる。従って、成膜対象物１１の場所による膜中の酸素のばらつきを低減することができる。以上より、成膜対象物１１の場所による膜質のばらつきを低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、成膜装置に関する。

成膜対象物の表面に膜を形成する成膜装置として、例えばイオンプレーティング法やスパッタリング法を用いたものがある。例えば特許文献１には、蒸発させた成膜材料を真空チャンバー内に拡散させて、成膜対象物の表面に成膜材料を付着させるイオンプレーティング法による成膜装置が記載されている。この特許文献１に記載の成膜装置では、成膜対象物である基板の大型化に対応できるように、プラズマビームを発生させるプラズマ源及び当該プラズマビームによって成膜材料を蒸発させる主ハース等が二つ設けられている。この成膜装置では、真空チャンバー内に原料ガスとして酸素を供給して成膜が行われる。また、特許文献２に記載の成膜装置では、成膜対象物である基板全体に向けて活性化した酸素ガスを供給して成膜が行われている。

特開平１１−０１２７２５号公報 特開平０３−０９７８５３号公報

ここで、成膜対象物の大型化に伴って、上述の特許文献１に記載の成膜装置のように、主ハース等を複数設けて成膜を行う場合、成膜対象物上の膜中に酸素が不足する領域が生じる場合がある。あるいは、酸素が過剰に供給される領域が生じる場合がある。これに対して、特許文献２のように成膜対象物全体に向けて活性化した酸素ガスを供給しても、膜中の酸素の濃淡が生じる場合がある。以上によって、成膜対象物の場所によって膜質にばらつきが生じる場合があった。

そこで、本発明は、成膜対象物の場所による膜質のばらつきを低減することのできる成膜装置を提供することを目的とする。

本発明に係る成膜装置は、真空チャンバー内で成膜材料の粒子を成膜対象物に堆積させる成膜装置であって、真空チャンバー内で成膜対象物を配置可能な成膜対象物配置部と、成膜材料の粒子を成膜対象物に堆積させる堆積部と、真空チャンバー内に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、成膜対象物配置部に配置される成膜対象物に対し、原料ガスよりも活性化した活性化ガスを局所的に供給する活性化ガス供給部と、を備える。

本発明に係る成膜装置は、真空チャンバー内に原料ガスを供給する原料ガス供給部を備えると共に、成膜対象物に対し、原料ガスよりも活性化した活性化ガスを局所的に供給する活性化ガス供給部を備えている。ここで、成膜対象物と堆積部との位置関係によっては、成膜対象物のうちの一部において、他の部分に比して膜中に供給される原料が少なくなる場合がある。このような部分に対して、活性化ガス供給部が活性化ガスを局所的に供給することによって、膜中の原料を補うことができる。従って、成膜対象物の場所による膜中の原料のばらつきを低減することができる。以上より、成膜対象物の場所による膜質のばらつきを低減することができる。

本発明に係る成膜装置において、堆積部は、真空チャンバー内にプラズマビームを生成する複数のプラズマ源と、成膜材料が充填されると共に、プラズマビームを成膜材料へ導く、またはプラズマビームが導かれる主陽極である複数の主ハースと、主ハースの周囲に配置されると共に、プラズマビームを誘導する補助陽極である複数の輪ハースと、を備えてよい。堆積部が複数のプラズマ源、複数の主ハース、及び複数の輪ハースで構成される場合、各主ハースとの位置関係によって、成膜対象物の一部において、他の部分（主ハースに近い領域）に比して、膜中の原料が少なくなる。このような部分に対して、活性化ガス供給部が活性化ガスを局所的に供給することによって、膜中の原料を補うことができる。

本発明に係る成膜装置において、活性化ガス供給部は、成膜対象物配置部に配置される成膜対象物における、成膜材料の粒子の照射方向から見て互いに隣り合う主ハースの間の位置へ向かって活性化ガスを供給してよい。成膜対象物のうち、互いに隣り合う主ハースの間では、膜中の原料が少なくなり易いため、当該部分に対して活性化ガス供給部が活性化ガスを局所的に供給することで、膜中の原料を補うことができる。

本発明に係る成膜装置において、活性化ガス供給部は、成膜対象物配置部に配置される成膜対象物において、成膜材料の粒子の照射方向から見て、複数の主ハースが並ぶ方向において最も端に配置される主ハースよりも外縁側の位置に活性化ガスを供給してよい。成膜対象物のうち、最も端に配置される主ハースよりも外縁側では、膜中の原料が少なくなり易いため、当該部分に対して活性化ガス供給部が活性化ガスを局所的に供給することで、膜中の原料を補うことができる。

本発明によれば、成膜対象物の場所による膜質のばらつきを低減することができる。

本発明の成膜装置の一実施形態の構成を示す断面図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 成膜対象物と主ハースの位置関係を示す概念図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明による成膜装置の一実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の成膜装置の一実施形態の構成を示す断面図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。本実施形態の成膜装置１は、いわゆるイオンプレーティング法に用いられるイオンプレーティング装置である。なお、説明の便宜上、図１には、ＸＹＺ座標系を示す。Ｙ軸方向は、後述する成膜対象物が搬送される方向である。Ｘ軸方向は、成膜対象物と後述するハース部２０とが対向する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ方向とＺ方向とに直交する方向である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の成膜装置１は、成膜対象物の板厚方向が水平方向となるように、成膜対象物を直立又は直立させた状態から傾斜した状態で、成膜対象物が真空チャンバー内に配置されて搬送される、いわゆる縦型の成膜装置である。この場合には、Ｘ軸方向は水平方向且つ成膜対象物の板厚方向であり、Ｙ軸方向は水平方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向となる。一方、本発明による成膜装置の一実施形態では、成膜対象物の板厚方向が略鉛直方向となるように成膜対象物が真空チャンバー内に配置されて搬送されるいわゆる横型の成膜装置であってもよい。この場合には、Ｚ軸及びＹ軸方向は水平方向であり、Ｘ軸方向は鉛直方向且つ板厚方向となる。なお、以下の実施形態では、縦型の場合を例に、本発明の成膜装置の一実施形態を説明する。

本実施形態の成膜装置１は、堆積部２、搬送機構（成膜対象物配置部）３、真空チャンバー１０、原料ガス供給部３０、及び活性化ガス供給部４０を備えている。また、堆積部２は、複数のプラズマ源７、及び複数のハース部２０を備えている。

真空チャンバー１０は、成膜材料の膜が形成される成膜対象物１１を搬送するための搬送室（成膜対象物配置部）１０ａと、成膜材料Ｍａを拡散させる成膜室１０ｂと、プラズマ源７から照射されるプラズマビームＰを真空チャンバー１０に受け入れるプラズマ口１０ｃとを有している。搬送室１０ａ、成膜室１０ｂ、及びプラズマ口１０ｃは互いに連通している。搬送室１０ａは、所定の搬送方向（図中の矢印Ａ）に（Ｙ軸に）沿って設定されている。また、真空チャンバー１０は、導電性の材料からなり接地電位に接続されている。真空チャンバー１０には、圧力調整装置（不図示）が接続され、真空チャンバー１０内の圧力を調整する。圧力調整装置は、例えば、ターボ分子ポンプやクライオポンプ等の減圧部と、真空チャンバー１０内の圧力を測定する圧力測定部とを有している。

成膜室１０ｂは、搬送方向（矢印Ａ）に沿った一対の側壁１０ｊ及び１０ｋ（図２参照）と、搬送方向（矢印Ａ）と交差する方向（Ｘ軸方向）に沿った一対の側壁１０ｈ及び１０ｉ（図１参照）と、搬送室１０ａと対向する側壁ｍと、を有する。側壁１０ｈは、成膜室１０ｂにおける搬送方向Ａの上流側（すなわちＹ軸負方向側）に配置されている。側壁１０ｉは、成膜室１０ｂにおける搬送方向Ａの下流側（すなわちＹ軸正方向側）に配置されている。

搬送機構３は、成膜材料Ｍａと対向した状態で成膜対象物１１を保持する成膜対象物保持部材１６を搬送方向Ａに搬送する。搬送機構３は、搬送室１０ａ内に設置された複数の搬送ローラ１５によって構成されている。搬送ローラ１５は、搬送方向Ａに沿って等間隔に配置され、成膜対象物保持部材１６を支持しつつ搬送方向Ａに搬送する。なお、成膜対象物１１は、例えばガラス基板やプラスチック基板などの板状部材が用いられる。また、成膜対象物保持部材１６は、例えば成膜対象物１１の被成膜面を露出させた状態で成膜対象物１１を保持する搬送トレイなどが用いられる。

プラズマ源７は、圧力勾配型であり、その本体部分が成膜室１０ｂの側壁１０ｈに設けられたプラズマ口１０ｃを介して成膜室１０ｂに接続されている。プラズマ源７は、真空チャンバー１０内でプラズマビームＰを生成する。プラズマ源７において生成されたプラズマビームＰは、プラズマ口１０ｃから成膜室１０ｂ内へ出射される。プラズマビームＰは、プラズマ口１０ｃに設けられたステアリングコイル（不図示）によって出射方向が制御される。

１つの成膜室１０ｂに対して複数（本実施形態では２つ）のプラズマ源７が設けられている。複数のプラズマ源７は、成膜対象物１１の長手方向（Ｚ軸方向）に並べて配置されている。複数のプラズマ源７は同一の側壁１０ｈに配置されている。なお、複数のプラズマ源７は、対向する一対の側壁１０ｈ，１０ｉにおいて交互に配置されていてもよい。複数のプラズマ源７は、成膜対象物１１の厚み方向（Ｘ軸方向）に並べて配置されていてもよい。また、複数のプラズマ源７は、Ｚ軸方向に並べられ、且つ、Ｘ軸方向に並べられている構成でもよい。

成膜装置１には、複数（本実施形態では２つ）のハース部２０が設けられている。一のハース部２０は、一の主ハース１７、及び一の輪ハース６によって構成されている。従って、成膜装置１には、複数（本実施形態では２つ）の主ハース１７、及び複数（本実施形態では２つ）の輪ハース６が設けられている。複数のハース部２０は、複数のプラズマ源７に対応して側壁１０ｍに配置されている。複数のハース部２０は、成膜対象物１１の長手方向（Ｚ軸方向）に並べて配置されている。なお、複数のハース部２０は、成膜対象物１１の短手方向（Ｙ軸方向、搬送方向）に並べて配置されていてもよい。また、複数のハース部２０は、Ｚ軸方向及びＹ軸方向の双方に並べられている構成でもよい。

ハース部２０は、成膜材料Ｍａを保持するための機構を有している。ハース部２０は、真空チャンバー１０の成膜室１０ｂ内に設けられ、搬送機構３から見てＸ軸方向の負方向に配置されている。ハース部２０は、プラズマ源７から出射されたプラズマビームＰを成膜材料Ｍａに導く主陽極又はプラズマ源７から出射されたプラズマビームＰが導かれる主陽極である主ハース１７を有している。

主ハース１７は、成膜材料Ｍａが充填されたＸ軸方向の正方向に延びた筒状の充填部１７ａと、充填部１７ａから突出したフランジ部１７ｂとを有している。主ハース１７は、真空チャンバー１０が有する接地電位に対して正電位に保たれているため、プラズマビームＰを吸引する。このプラズマビームＰが入射する主ハース１７の充填部１７ａには、成膜材料Ｍａを充填するための貫通孔１７ｃが形成されている。そして、成膜材料Ｍａの先端部分が、この貫通孔１７ｃの一端において成膜室１０ｂに露出している。

輪ハース６は、プラズマビームＰを誘導するための電磁石を有する補助陽極である。輪ハース６は、成膜材料Ｍａを保持する主ハース１７の充填部１７ａの周囲に配置されている。輪ハース６は、環状のコイル９と環状の永久磁石１３と環状の容器１２とを有し、コイル９及び永久磁石１３は容器１２に収容されている。輪ハース６は、コイル９に流れる電流の大きさに応じて、成膜材料Ｍａに入射するプラズマビームＰの向き、または、主ハース１７に入射するプラズマビームＰの向きを制御する。

成膜材料Ｍａには、ＩＴＯやＺｎＯなどの透明導電材料や、ＳｉＯＮなどの絶縁封止材料が例示される。成膜材料Ｍａが絶縁性物質からなる場合、主ハース１７にプラズマビームＰが照射されると、プラズマビームＰからの電流によって主ハース１７が加熱され、成膜材料Ｍａの先端部分が蒸発し、プラズマビームＰによりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１０ｂ内に拡散する。また、成膜材料Ｍａが導電性物質からなる場合、主ハース１７にプラズマビームＰが照射されると、プラズマビームＰが成膜材料Ｍａに直接入射し、成膜材料Ｍａの先端部分が加熱されて蒸発し、プラズマビームＰによりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１０ｂ内に拡散する。成膜室１０ｂ内に拡散した成膜材料粒子Ｍｂは、成膜室１０ｂのＸ軸正方向へ移動し、搬送室１０ａ内において成膜対象物１１の表面に付着する。なお、成膜材料Ｍａは、所定長さの円柱形状に成形された固体物であり、一度に複数の成膜材料Ｍａがハース部２０の主ハース１７に充填される。そして、最先端側の成膜材料Ｍａの先端部分が主ハース１７の上端との所定の位置関係を保つように、成膜材料Ｍａの消費に応じて、成膜材料Ｍａがハース部２０の主ハース１７のＸ負方向側から順次押し出される。

原料ガス供給部３０は、真空チャンバー１０内に原料ガスを供給する。原料ガスとして本実施形態では酸素ガスを用いているが、その他、Ｈ_２Ｏ、Ｎ_２、ＮＨ_３などを採用してもよい。原料ガス供給部３０は、原料ガスとしての酸素ガスを内部に充填した酸素ボンベ３１と、酸素ボンベ３１内の酸素ガスを所定の流量で成膜室１０ｂ内に供給するガス流量制御器であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ；Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）３２と、を備えている。酸素ガスは、マスフローコントローラ３２及び供給ラインＬ１を通過して、真空チャンバー１０の成膜室１０ｂ内に供給される。なお、供給ラインＬ１と真空チャンバー１０との接続位置（すなわち、酸素ガスの供給口）は、特に限定されないが、例えば、成膜対象物１１に近すぎる位置で原料ガスを供給する場合は、原料ガスがチャンバーないで不均一となるため、所定距離離間させることが好ましい。

活性化ガス供給部４０は、搬送室１０ａの搬送機構３に配置される成膜対象物１１に対し、原料ガスよりも活性化した活性化ガスを局所的に供給する。本実施形態では、原料ガスとして酸素ガスを用いているため、活性化ガス供給部４０は、活性化させた酸素ガスを供給する。なお、原料ガスより活性化していればよいため、例えばオゾンを活性化ガスとして用いてもよい。活性化ガス供給部４０は、活性化させる原料ガスとしての酸素ガスを内部に充填した酸素ボンベ４１と、酸素ボンベ４１内の酸素ガスを所定の流量で成膜室１０ｂ内に供給するガス流量制御器であるマスフローコントローラ４２と、原料ガスを活性化させる活性化部４３と、活性化部４３で活性化させた活性化ガスを成膜室１０ｂ内へ導くラインＬ２と、ラインＬ２を通過した活性化ガスを成膜対象物１１へ供給する噴出部４４と、を備えている。活性化部４３は、原料ガスを活性化させることができるものであればどのような方式を採用してもよく、例えば高周波（ＲＦ）放電、マイクロ波放電によって原料ガスを活性化させてよい。本実施形態では、活性化の方式として高周波放電が採用されており、活性化部４３は、誘導室４５と、誘導コイル４６と、誘導コイル４６に高周波を供給する高周波電源４７と、を備えている。

噴出部４４は、当該成膜対象物１１の成膜面に対して活性化ガスを局所的に供給する。噴出部４４は、成膜対象物１１の成膜面に沿うように活性化ガスを供給する位置に設けられてよい。これによって、ラインＬ２に成膜材料が付着・落下することによるパーティクルの発生を抑制することができる。なお、噴出部４４は、成膜対象物１１の成膜面と対向する位置に配置されてもよい。噴出部４４の噴出口の形状は特に限定されず、活性化ガスを直線状に噴出するような形状であってもよく、活性化ガスを広がるように噴出するような形状であってもよい。ラインＬ２の這い回しは、特に限定されず、真空チャンバー１０の各側壁１０ｈ，１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｍのいずれの部分から成膜室１０ｂ内に入り込んでよい。また、ラインＬ２の成膜室１０ｂ内における這い回しも特に限定されないが、主ハース１７からの成膜材料粒子Ｍｂが極力付着しないような這い回しとすることが好ましい。例えば、一対の主ハース１７同士のＺ軸方向における中央位置において、Ｙ軸方向にラインＬ２を延ばしてよい。なお、ラインＬ２を構成する配管及び噴出部４４の材料として、ステンレスを採用することが好ましい。

ここで、成膜対象物１１のうち、噴出部４４で活性化ガスを供給する場所について、図３を参照して説明する。図３は、成膜対象物１１の成膜面を厚み方向（Ｘ軸方向）から見た模式図である。図３に示すように、成膜対象物１１が大型化することによって、複数の主ハース１７を用いて酸化物薄膜を成膜する場合、主ハース１７から近い領域ではプラズマの濃度が濃くなるため原料ガスである酸素ガスの活性化が進みやすい。従って、成膜対象物１１に形成される膜のうち、成膜材料粒子Ｍｂの照射方向（主ハース１７と成膜対象物１１とが対向する方向であり、ここではＸ軸方向）から見て、主ハース１７に近い領域では活性化された酸素ガスが供給されることで十分に酸化が進む。一方、主ハース１７から離れるほどプラズマの濃度が薄くなるため、成膜対象物１１に形成される膜のうち、照射方向から見て、主ハース１７から径方向（図中矢印で示す方向）へ離れる領域ほど、酸化度合いが不足する。従って、照射方向から見て、一の主ハース１７Ａと他の主ハース１７Ｂとの間の領域であって、各主ハース１７Ａ，１７Ｂ間の略中央位置における領域Ｅ１では、特に膜中の酸素が不足する。また、成膜対象物１１のうち、照射方向から見て、主ハース１７Ａ，１７Ｂが並ぶ方向Ｂ（ここでは、Ｚ軸方向）において最も端に配置される主ハース１７Ａよりも外縁１１ａ側の領域Ｅ２では、特に膜中の酸素が不足する。また、成膜対象物１１のうち、照射方向から見て、主ハース１７Ａ，１７Ｂが並ぶ方向Ｂにおいて最も端に配置される主ハース１７Ｂよりも外縁１１ｂ側の領域Ｅ３では、特に膜中の酸素が不足する。なお、本実施形態では、主ハース１７が二つであるため、いずれの主ハース１７Ａ，１７Ｂも「方向Ｂにおいて最も端の主ハース」に該当している。

以上より、図１及び図２に示すように、活性化ガス供給部４０は、成膜対象物１１のうち、膜中の酸素が不足し易い場所に局所的に、すなわち成膜対象物１１に対して部分的に活性化ガスを供給することにより、膜中の酸素を補うことができる。具体的には、活性化ガス供給部４０の噴出部４４は、図３に示す領域Ｅ１、領域Ｅ２、領域Ｅ３の何れか（あるいは全部）に活性化ガスを供給できる位置（図１に示すように、成膜対象物１１の成膜面に沿って活性化ガスを供給できる位置でもよく、各領域と対向する位置に配置してもよい）に配置される。すなわち、噴出部４４は、成膜対象物１１のうち、照射方向から見て、主ハース１７Ａと主ハース１７Ｂとの間の領域であって、各主ハース１７Ａ，１７Ｂ間の略中央位置における部分（図３の領域Ｅ１に対応する）とに対向する位置などに配置されており、当該部分に活性化ガスを供給可能である。なお、噴出部４４は、主ハース１７Ａ，１７Ｂ間であればどこに向けて（活性化ガスの照射軸を向ける）活性化ガスを供給してもよい。また、成膜面に対する供給角度も垂直でなくともよく、傾斜していてよく、成膜面に平行であってもよい。更に、複数の噴出部４４で供給してもよい。また、活性化ガスを供給する範囲は、少なくとも一の主ハース１７が成膜対象物１１に成膜材料粒子Ｍｂを付着させることができる範囲より小さい範囲としてよい。

また、複数の噴出部４４を設けた場合、一の噴出部４４は、成膜対象物１１のうち、照射方向から見て、主ハース１７Ａ，１７Ｂが並ぶ方向Ｂにおいて最も端に配置される主ハース１７Ａよりも外縁１１ａ側の部分（図３の領域Ｅ２に対応する）と対向する位置などに配置されており、当該部分に活性化ガスを供給可能である。なお、当該位置に配置される噴出部４４は、図２では二点鎖線で示されている（成膜対象物１１の成膜面に沿って活性化ガスを供給できる位置でもよい）。なお、噴出部４４は、主ハース１７Ａより外縁１１ａ側であればどこに向けて（活性化ガスの照射軸を向ける）活性化ガスを供給してもよい。また、成膜面に対する供給角度も垂直でなくともよく、傾斜していてよく、成膜面に平行であってもよい。更に、当該位置に複数の噴出部４４を設け、複数の噴出部４４で供給してもよい。同様に、複数の噴出部４４を設けた場合、一の噴出部４４は、成膜対象物１１のうち、照射方向から見て、主ハース１７Ａ，１７Ｂが並ぶ方向Ｂにおいて最も端に配置される主ハース１７Ｂよりも外縁１１ｂ側の部分（図３の領域Ｅ３に対応する）と対向する位置に配置されており、当該部分に活性化ガスを供給可能である。なお、当該位置に配置される噴出部４４は、図２では二点鎖線で示されている（成膜対象物１１の成膜面に沿って活性化ガスを供給できる位置でもよい）。なお、噴出部４４は、主ハース１７Ｂより外縁１１ｂ側であればどこに向けて（活性化ガスの照射軸を向ける）活性化ガスを供給してもよい。また、成膜面に対する供給角度も垂直でなくともよく、傾斜していてよく、成膜面に平行であってもよい。更に、当該位置に複数の噴出部４４を設け、複数の噴出部４４で供給してもよい。噴出部４４は、上述の三カ所のうちの何れか一カ所、または二カ所、あるいは三カ所すべてに配置してもよい。

次に、本実施形態に係る成膜装置１の作用・効果について説明する。

本実施形態に係る成膜装置１は、真空チャンバー１０内に原料ガス（ここでは酸素ガス）を供給する原料ガス供給部３０を備えると共に、成膜対象物１１に対し、原料ガスよりも活性化した活性化ガスを局所的に供給する活性化ガス供給部４０を備えている。ここで、成膜対象物１１と堆積部２との位置関係によっては、成膜対象物１１のうちの一部において、他の部分に比して膜中に供給される酸素が少なくなる場合がある。従って、当該部分での膜中の酸素が不足する。あるいは、当該部分での膜中の酸素が不足しないように酸素ガスを供給した場合は、他の部分での酸素が過剰となる。本実施形態に係る成膜装置１では、膜中の酸素が少なくなる部分に対して、活性化ガス供給部４０が酸素の活性化ガスを局所的に供給することによって、膜中の酸素を補うことができる。従って、成膜対象物１１の場所によらず、膜中の酸素を均一にすることができる。以上より、成膜対象物１１の場所による膜質のばらつきを低減することができる。

本実施形態に係る成膜装置１において、堆積部２は、複数のプラズマ源７、複数の主ハース１７、及び複数の輪ハース６で構成される。このような構成とすることにより、成膜対象物１１の大型化に対応することができる。ここで、照射方向（Ｘ軸方向）から見た際に、主ハース１７付近はプラズマが濃いため活性化ガスが多く、主ハース１７から離れるほどプラズマが薄いため活性化ガスが少なくなる。従って、各主ハース１７との位置関係によって、成膜対象物１１の一部において、他の部分（主ハースに近い領域）に比して、膜中の酸素が少なくなる。このような部分に対して、活性化ガス供給部４０が活性化ガスを局所的に供給することによって、膜中の酸素を補うことができる。

本実施形態に係る成膜装置１において、活性化ガス供給部４０は、成膜時における成膜材料粒子Ｍｂの照射方向から見て、互いに隣り合う主ハース１７（１７Ａ，１７Ｂ）の間で、搬送室１０ａの搬送機構３に配置される成膜対象物１１へ向かって活性化ガスを供給する。成膜対象物１１のうち、互いに隣り合う主ハース１７（１７Ａ，１７Ｂ）の間では、膜中の酸素が少なくなり易いため、当該部分に対して活性化ガス供給部４０が活性化ガスを局所的に供給することで、膜中の酸素を補うことができる。

本実施形態に係る成膜装置１において、活性化ガス供給部４０は、搬送室１０ａの搬送機構３に配置される成膜対象物１１のうち、成膜時における成膜材料粒子Ｍｂの照射方向から見て、複数の主ハース１７（１７Ａ，１７Ｂ）が並ぶ方向において最も端に配置される主ハース１７Ａ，１７Ｂよりも外縁１１ａ，１１ｂ側に活性化ガスを供給する。成膜対象物１１のうち、最も端に配置される主ハース１７Ａ，１７Ｂよりも外縁１１ａ，１１ｂ側では、膜中の酸素が少なくなり易いため、当該部分に対して活性化ガス供給部４０が活性化ガスを局所的に供給することで、膜中の酸素を補うことができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、プラズマ源７及びハース部２０の数や配置は上述の実施形態に限定されず、適宜変更可能である。そのような場合であっても、活性化ガス供給部４０は、照射方向から見て、互いに隣り合う主ハース１７の間で、成膜対象物１１へ向かって活性化ガスを供給してよい。また、活性化ガス供給部４０は、成膜対象物１１のうち、照射方向から見て、複数の主ハース１７が並ぶ方向において最も端に配置される主ハース１７よりも外縁側に活性化ガスを供給してよい。例えば、上下方向（Ｚ軸方向）に３つの主ハース１７が並べられている場合、成膜対象物１１のうち、最も上側の主ハース１７と中央の主ハース１７との間の部分に活性化ガスを供給してよく、中央の主ハース１７と最も下側の主ハース１７との間の部分に活性化ガスを供給してよい。また、成膜対象物１１のうち、最も上側の主ハース１７よりも上側の外縁側に活性化ガスを供給してよく、最も下側の主ハース１７よりも下側の外縁側に活性化ガスを供給してよい。プラズマ源７及びハース部２０が四つ以上の場合も同趣旨の構成としてよい。

また、上述の成膜装置１は、イオンプレーティング法によって成膜材料粒子Ｍｂを堆積させる堆積部２を備えていたが、スパッタリング法による堆積部を採用してもよい。スパッタリング法による堆積部は、真空チャンバー内に設けられた成膜材料であるターゲットと、放電によってプラズマを発生させる電力源と、を備えており、真空中で雰囲気ガスの中でプラズマを発生させて、プラズマ中のプラスイオンをターゲットに衝突させることで金属原子をはじき出し、成膜対象物１１上に付着させて成膜を行うものである。このようなスパッタリング法による堆積部を採用した場合であっても、成膜対象物の場所によって膜中の原料にばらつきが生じるため、活性化ガス供給部が、原料が少なくなり易い部分に局所的に活性化ガスを供給することで、膜質のばらつきを減少させることができる。

１…成膜装置、２…堆積部、３…搬送機構（成膜対象物配置部）、６…輪ハース、７…プラズマ源、１０…真空チャンバー、１０ａ…搬送室（成膜対象物配置部）、１１…成膜対象物、１７…主ハース、３０…原料ガス供給部、４０…活性化ガス供給部。

図１は、本発明の成膜装置の一実施形態の構成を示す断面図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。本実施形態の成膜装置１は、いわゆるイオンプレーティング法に用いられるイオンプレーティング装置である。なお、説明の便宜上、図１には、ＸＹＺ座標系を示す。Ｙ軸方向は、後述する成膜対象物が搬送される方向である。Ｘ軸方向は、成膜対象物と後述するハース部２０とが対向する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直交する方向である。

成膜材料Ｍａには、ＩＴＯやＺｎＯなどの透明導電材料や、ＳｉＯＮなどの絶縁封止材料が例示される。成膜材料Ｍａが絶縁性物質からなる場合、主ハース１７にプラズマビームＰが照射されると、プラズマビームＰからの電流によって主ハース１７が加熱され、成膜材料Ｍａの先端部分が蒸発し、プラズマビームＰによりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１０ｂ内に拡散する。また、成膜材料Ｍａが導電性物質からなる場合、主ハース１７にプラズマビームＰが照射されると、プラズマビームＰが成膜材料Ｍａに直接入射し、成膜材料Ｍａの先端部分が加熱されて蒸発し、プラズマビームＰによりイオン化された成膜材料粒子Ｍｂが成膜室１０ｂ内に拡散する。成膜室１０ｂ内に拡散した成膜材料粒子Ｍｂは、成膜室１０ｂのＸ軸正方向へ移動し、搬送室１０ａ内において成膜対象物１１の表面に付着する。なお、成膜材料Ｍａは、所定長さの円柱形状に成形された固体物であり、一度に複数の成膜材料Ｍａがハース部２０の主ハース１７に充填される。そして、最先端側の成膜材料Ｍａの先端部分が主ハース１７の上端との所定の位置関係を保つように、成膜材料Ｍａの消費に応じて、成膜材料Ｍａがハース部２０の主ハース１７のＸ軸負方向側から順次押し出される。

Claims (4)

1. 真空チャンバー内で成膜材料の粒子を成膜対象物に堆積させる成膜装置であって、
   前記真空チャンバー内で前記成膜対象物を配置可能な成膜対象物配置部と、
   前記成膜材料の粒子を前記成膜対象物に堆積させる堆積部と、
   前記真空チャンバー内に原料ガスを供給する原料ガス供給部と、
   前記成膜対象物配置部に配置される前記成膜対象物に対し、前記原料ガスよりも活性化した活性化ガスを局所的に供給する活性化ガス供給部と、を備える成膜装置。
2. 前記堆積部は、
   前記真空チャンバー内にプラズマビームを生成する複数のプラズマ源と、
   前記成膜材料が充填されると共に、前記プラズマビームを前記成膜材料へ導く、または前記プラズマビームが導かれる主陽極である複数の主ハースと、
   前記主ハースの周囲に配置されると共に、前記プラズマビームを誘導する補助陽極である複数の輪ハースと、を備える、請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記活性化ガス供給部は、前記成膜対象物配置部に配置される前記成膜対象物における、前記成膜材料の粒子の照射方向から見て互いに隣り合う前記主ハースの間の位置へ向かって前記活性化ガスを供給する、請求項２に記載の成膜装置。
4. 前記活性化ガス供給部は、前記成膜対象物配置部に配置される前記成膜対象物における、前記成膜材料の粒子の照射方向から見て、前記複数の主ハースが並ぶ方向において最も端に配置される前記主ハースよりも外縁側の位置に前記活性化ガスを供給する、請求項２に記載の成膜装置。

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