成膜方法、パネル製造装置、アニール装置
【課題】ＭｇＯ保護膜の結晶配向強度分布を改善する。
【解決手段】基板１０の一辺を先頭して搬送しながらＭｇＯ膜を成膜すると、基板１０の先頭と直角な二辺（両側辺）が、両側辺の間の中央よりも（１１１）結晶配向強度が低くなる。アニール用のヒーター３８を複数本の細長ヒーター３８ａに分割し、基板１０の両側辺が中央よりも高温になるよう加熱すると、両側辺の（１１１）結晶配向強度が高くなり、（１１１）結晶配向強度の面内分布が向上する。
【解決手段】基板１０の一辺を先頭して搬送しながらＭｇＯ膜を成膜すると、基板１０の先頭と直角な二辺（両側辺）が、両側辺の間の中央よりも（１１１）結晶配向強度が低くなる。アニール用のヒーター３８を複数本の細長ヒーター３８ａに分割し、基板１０の両側辺が中央よりも高温になるよう加熱すると、両側辺の（１１１）結晶配向強度が高くなり、（１１１）結晶配向強度の面内分布が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマディスプレイパネルの保護膜を成膜する技術にかかり、特に保護膜として適したＭｇＯ膜を成膜する成膜方法とその成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に用いられるガラス基板には、保護膜としてＭｇＯ等の金属酸化膜が形成されている。
保護膜の成膜方法には蒸着法が一般に用いられており、実際の製造ラインでは、真空槽内部で基板を搬送し、金属酸化物の蒸気を放出する蒸着源上を通過させる通過成膜法が広く用いられている。
通過成膜法は、基板を蒸着源に対して静止させる成膜法に比べ、多数枚の基板を連続して成膜処理可能なので、生産効率が高い。
効率良く成膜するのに適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０５０６８８号公報
【特許文献２】特開２０００−０２１３０２号公報
【特許文献３】特開平１１−３３９６６５号公報
【特許文献４】特開２００２−１１７７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＭｇＯ膜は（１１１）結晶配向強度が高く、膜密度の高いものがＰＤＰの保護膜に適しているが、基板上にＭｇＯ膜を通過成膜法で形成すると、基板の搬送方向と平行である両側辺は、中央部よりも（１１１）結晶配向強度が低くなり、また、膜密度にもばらつきが生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、矩形の成膜対象物を、一辺を先頭にして、真空雰囲気中で移動させ、前記成膜対象物をプラズマディスプレイ用保護膜材料の蒸気を放出する蒸発源と対面させて、前記成膜対象物の表面に前記保護膜材料の蒸気を到達させて保護膜を形成した後、前記成膜対象物を加熱してアニール処理を行なう成膜方法であって、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱して前記アニール処理を行なう成膜方法である。
本発明は、前記真空雰囲気に反応ガスを導入しながら、前記保護膜材料の蒸気を放出させ、前記保護膜を成膜する成膜方法であって、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺の縁部分に、それら二辺間の中央部より多く前記反応ガスを吹き付けながら前記保護膜を形成する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱しながら前記保護膜を形成する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記成膜対象物に前記保護膜材料の蒸気が到達する前に、予め、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記成膜対象物を１気圧以上の加熱雰囲気に配置した状態で前記アニール処理を行なう成膜方法である。
本発明は、パネル製造装置であって、成膜室と、開口を介して内部空間が前記成膜室の内部空間に接続された成膜材料室と、前記成膜材料室内に配置されたプラズマディスプレイ用保護膜材料の蒸発源と、アニール用ヒーターが設けられたアニール室とを有し、矩形の成膜対象物を、当該成膜対象物の一辺を先頭として、前記開口と対面させながら移動させ、前記成膜対象物表面に前記保護膜材料の蒸着膜を形成した後、前記成膜対象物を前記アニール室内に搬入し、前記アニール用ヒーターで加熱するよう構成されたパネル製造装置であって、前記アニール用ヒーターは、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱するように構成されたパネル製造装置である。
本発明はパネル製造装置であって、前記成膜室内に反応ガスを導入する反応ガス導入系を有し、前記反応ガス導入系は、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺の縁部分に、それら二辺間の中央部より多く前記反応ガスを吹き付けるように構成されたパネル製造装置である。
本発明はパネル製造装置であって、前記成膜室内で前記成膜対象物を加熱する成膜用ヒーターを有し、前記成膜用ヒーターは、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱するように構成されたパネル製造装置である。
本発明はアニール装置であって、矩形の成膜対象物を、一辺を先頭にして、真空雰囲気中で移動させ、前記成膜対象物をプラズマディスプレイ用保護膜の蒸気を放出する蒸発源と対面させて、前記成膜対象物の表面に前記保護膜材料の蒸気を到達させて保護膜を形成した後、前記成膜対象物を加熱してアニール処理を行なうアニール装置であって、アニール室と、前記アニール室に接続され、酸素を含む圧力調整ガスを導入してアニール室を一気圧以上の雰囲気とするガス導入系と、前記アニール室内に収納された前記成膜対象物を加熱する加熱手段とを有し、前記加熱手段が、前記成膜対象物の前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱するように構成されたヒーターを、互いに平行に一定間隔を空けて複数配置し、ヒーター間の隙間に前記成膜対象物を配置可能に構成されたアニール装置である。
【０００６】
本発明は上記のように構成されており、形成された保護膜であるＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度の分布を測定し、その強度が高くなる部分と、低くなる部分を調べると、成膜対象物を搬送しながら成膜する通過成膜法の場合、（１１１）結晶配向強度が低くなる部分は、成膜対象物の搬送方向と平行な側辺である。
アニール処理の基板温度が高い程（１１１）結晶配向強度が高くなるから、分布の測定結果に基づき、（１１１）結晶配向強度が低くなると予想される部分を高温に、（１１１）結晶配向強度が高くなると予想される部分を低温にしてアニール処理を行なえば、（１１１）結晶配向強度の分布が均一になる。
また、成膜中は、逆に基板温度が低い程（１１１）結晶配向強度が高く、成膜中の基板周囲の圧力が高い程（１１１）結晶配向強度が高くなる。
従って、アニール処理時の温度差だけで（１１１）結晶配向強度分布が十分に改善されない場合は、（１１１）結晶配向強度が低くなると予想される部分を低温に、（１１１）結晶配向強度が高くなると予想される部分を高温にして成膜するか、（１１１）結晶配向強度が低くなると予想される部分を高圧雰囲気に、（１１１）結晶配向強度が高くなると予想される部分を低圧雰囲気に曝す。
【発明の効果】
【０００７】
通過成膜法で成膜対象物にＭｇＯ膜を成膜した後、成膜対象物の先頭の一辺と直角な二辺の縁部分を、前記二辺の中央より高温にアニール処理を行うことで、縁部分の（１１１）結晶配向強度が強くなるから、（１１１）結晶配向強度の分布が改善される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のパネル製造装置を説明するための模式的な側面図
【図２】本発明のパネル製造装置の一部を説明する模式的な断面図
【図３】加熱室とプロセス室を説明するための模式的な断面図
【図４】アニール室の一例を説明するための模式的な断面図
【図５】アニール室の一例を説明するための模式的な断面図
【図６】プロセス室の他の例を説明するための模式的な断面図
【図７】ＭｇＯ膜の膜厚分布を示すグラフ
【図８】アニール処理前の（１１１）ピーク強度の分布を示すグラフ
【図９】熱処理温度と（１１１）ピーク強度の関係を示すグラフ
【図１０】アニール処理時の基板の温度分布を示すグラフ
【図１１】アニール処理後の（１１１）ピーク強度の分布を示すグラフ
【図１２】加熱温度と（１１１）強度の半値巾の関係を示すグラフ
【図１３】アニール時の加熱温度と放電遅れの関係を示すグラフ
【図１４】ＣＬ強度と経過時間の関係を示すグラフ
【図１５】（１１１）ピーク強度と圧力の関係を示すグラフ
【図１６】（１１１）ピーク強度半値巾と圧力の関係を示すグラフ
【図１７】（１１１）ピーク強度及び密度と、成膜中の基板温度との関係を示すグラフ
【図１８】（１１１）ピーク強度及び密度と、成膜室の圧力との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１の符号１は、本発明のパネル製造装置の一例を示す。このパネル製造装置１は、搬入室１１と、加熱室１２と、プロセス室１３と、アニール室１４と、冷却室１５と、搬出室１６とを有している。
搬入室１１と、加熱室１２と、プロセス室１３と、アニール室１４と、冷却室１５と、搬出室１６とは、仕切りバルブ１８を介して、この順序で連結されており、内部には搬送機構が設けられている。
図２は加熱室１２とプロセス室１３とアニール室１４を説明するための断面図である。加熱室１２と、プロセス室１３と、アニール室１４は、それぞれ真空槽４１〜４３で構成されている。プロセス室１３の真空槽４２は、成膜室２２と成膜材料室２３に区分けされている。
成膜室２２は、細長い形状をしており、一端と他端には仕切りバルブ１８による入口と出口がある。成膜材料室２３は成膜室２２の下方に位置し、成膜室２２に接続されている。
成膜材料室２３内部の、成膜材料室２３と成膜室２２とが接続された部分の真下位置には、ＭｇＯ蒸発源３１が配置されている。ＭｇＯ蒸発源３１は坩堝を有しており、この坩堝の内部には粒状のＭｇＯが配置されている。また、成膜材料室２３には電子銃３２が設けられている。電子銃３２を動作させると、坩堝内のＭｇＯに電子線が照射され、ＭｇＯの蒸気が放出されるように構成されている。
成膜室２２と成膜材料室２３との接続部分には制限板２７が配置されている。制限板２７の、ＭｇＯ蒸発源３１上部には開口２８が形成され、ＭｇＯ蒸発源３１から放出されたＭｇＯの蒸気は、開口２８を通って成膜室２２内に侵入する。
【００１０】
図２の符号２９は搬送機構を示しており、搬送機構２９は、加熱室１２の真空槽４１と、プロセス室１３の成膜室２２と、アニール室１４の真空槽４３（アニール室）にそれぞれ設けられている。
搬送機構２９には保持手段３０が取り付けられている。成膜対象物である基板（例えばガラス基板）１０は保持手段３０に保持され、入口を通って加熱室１２の真空槽４１から成膜室２２に搬入され、成膜室２２内を入口から出口に向かって搬送された後、出口を通ってアニール室１４の真空槽４３内に搬入される。
制限板２７の開口２８は、基板１０が搬送される搬送経路の下部にある。基板１０は、開口２８上を通過する時に開口２８と対面し、ＭｇＯの蒸気が到達する。
プロセス室１３は、一又は複数本のガス噴出管３３ａ、３３ｂを有しており、各ガス噴出管３３ａ、３３ｂは、成膜室２２内部であって、基板１０が移動する平面と、成膜材料室２３との間に配置されている。
ここではガス噴出管３３ａ、３３ｂの数は二本である。成膜室２２の入口側を上流、出口側を下流とすると、ガス噴出管３３ａ、３３ｂは、開口２８の上流側端部よりも上流側と、下流側端部よりも下流側にそれぞれ位置されており、開口２８から放出されるＭｇＯの蒸気が成膜室２２内部に侵入するのを妨げないようになっている。
【００１１】
各ガス噴出管３３ａ、３３ｂは直線状であって、基板１０が搬送機構２９によって移動される方向（搬送方向）と垂直な方向に向けられている。
各ガス噴出管３３ａ、３３ｂは反応ガス導入系３５に接続されており、また、各ガス噴出管３３ａ、３３ｂには、ここでは、搬送方向と垂直な方向に複数のガス噴出孔３４が列設されている。反応ガス導入系３５の反応ガスは、ガス噴出管３３ａ、３３ｂに導入された後、各ガス噴出孔３４より噴出される。
各ガス噴出孔３４は基板１０の搬送経路に向けられ、基板１０は、少なくとも開口２８上を移動する時に噴出孔３４と対面し、反応ガスが噴きつけられる。
【００１２】
基板１０は正方形、長方形等の四角形状であり、その四辺のうち、二辺は搬送方向と平行に、他の二辺は搬送方向と垂直にされ、搬送方向と垂直な二辺のうち、一辺を先頭として搬送される。
基板１０の搬送方向Ｆと平行な二辺（先頭と垂直な二辺）を側辺としたとき、噴出孔３４の位置、間隔、直径等の設置条件は、基板１０の中央部よりも両側辺の縁部分に多くの反応ガスが吹き付けられるように設定されている。
従って、基板１０にＭｇＯ蒸気が到達する時には、基板１０の両側辺の縁部は、反応ガスが多量に吹き付けられることで、中央部よりも高圧の雰囲気に曝される。
加熱室１２とプロセス室１３とアニール室１４の内部にはヒーター３６〜３８が配置されている。ヒーター３６〜３８は、各室１２〜１４内部の天井側にそれぞれ位置し、搬送機構２９によって移動される基板１０は、裏面がヒーター３６〜３８と対面する。
【００１３】
図３は加熱室１２とプロセス室１３のヒーター３６、３７を、図４はアニール室１４のヒーター３８を説明するための模式的な平面図である。
ヒーター３６〜３８は細長ヒーター３６ａ〜３８ａを複数本ずつ有している。各細長ヒーター３６ａ〜３８ａは、基板１０の搬送方向Ｆと平行にされた状態で、搬送方向Ｆと直交する方向に並べられている。
搬送方向Ｆと直交する方向の長さを巾とすると、ヒーター３６〜３８の巾は、基板１０の巾と同じかそれよりも広く、両端の細長ヒーター３６ａ〜３８ａは、基板１０の両側辺と対面するか、基板１０の両側辺よりも外側に位置する。従って、基板１０は巾方向の一端から他端まで加熱される。
【００１４】
また、少なくともプロセス室１３のヒーター３７は、搬送方向Ｆに沿った長さが、開口２８と同じかそれよりも長く、開口２８の搬送方向Ｆ一端から他端まで渡って配置されている。従って、基板１０に蒸気が到達する間、基板１０はヒーター３７で加熱され、所定温度に維持される。
各細長ヒーター３６ａ〜３８ａは長手方向の一端から他端まで均一な温度に昇温するが、その温度は細長ヒーター３６ａ〜３８ａ毎に変更可能である。
【００１５】
加熱室１２とプロセス室１３のヒーター３６、３７は、両端部にある細長ヒーター３６ａ、３７ｂが、中央部の細長ヒーター３６ａ、３７ａに比べて低温になるよう設定されている。
他方、アニール室１４のヒーター３８は、両端部にある細長ヒーター３８ａが、中央部の細長ヒーターに比べ、高温になるよう設定されている。
従って、加熱室１２とプロセス室１３では、基板１０の搬送方向Ｆと平行な両側辺が中央部よりも低温に加熱され、アニール室１４では、基板１０の搬送方向Ｆと平行な両側辺が中央部より高温に加熱される。
【００１６】
次に、上記パネル製造装置１を用いたＭｇＯ膜の成膜工程の一例を説明する。
各室１１〜１６に接続された真空排気系１９ａ〜１９ｆを作動させ、搬入室１１を除いた各室１２〜１６の排気を行い、内部に所定圧力の真空雰囲気を形成しておく。また、各室１２〜１４内のヒーター３６〜３８を、上述したように、ヒーター３６〜３８内で温度差が生じるように昇温させておく。
搬入室１１を他の室１２〜１６から遮断した状態で、保持手段３０に取り付けた基板１０を搬入室１１に搬入する。搬入室１１内を真空排気して所定圧力にした後、仕切りバルブ１８を開き、基板１０を加熱室１２内に搬入する。
基板１０を加熱室１２内で静止又は搬送しながら、上述したように、両側辺が中央部よりも低温になるよう予備加熱する。予備加熱は、搬入室１１で行なってもよいし、成膜室２２内で行なってもよい。両側辺と中央部が予め決めた温度にそれぞれ達したら、基板１０をプロセス室１３内に搬入する。
反応ガス導入系３５からガス噴出管３３ａ、３３ｂに、酸素（Ｏ2）と水（Ｈ2Ｏ）のいずれか一方又は両方を反応ガスとして導入し、成膜室２２及び成膜材料室２３内部を真空排気しながら、ガス噴出孔３４から反応ガスを噴出させ、所定圧力の反応ガス雰囲気を形成しておく。
ヒーター３７による加熱と、反応ガスの噴出と、ＭｇＯ蒸気の放出を続けながら、基板１０を搬送して、開口２８上を通過させ、ＭｇＯ膜を成膜する。基板１０の搬送速度は、基板１０が開口２８上を通過し、成膜室２２の出口に到達する前に、ＭｇＯ膜が所定膜厚に達するように設定されている。
出口に到達し、所定膜厚のＭｇＯ膜が形成された基板１０を、アニール室１４に搬入し、基板１０を、アニール室１４内で静止又は搬送させながら、ヒーター３８により所定時間加熱し、アニール処理を行なう。
アニール処理時に、基板１０の温度分布が均一であると、移動方向Ｆの両側辺が中央部よりも（１１１）結晶配向強度が低下する傾向がある。
【００１７】
本発明では、基板１０の両側辺が中央部より高温に加熱されるから、アニール処理後、両側辺に形成されたＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度が上昇し、中央部との差が小さくなる。その結果、ＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度の面内分布が均一になる。アニール処理後は、基板１０をアニール室１４から冷却室１５に搬入し、冷却後、搬出室１６を介して外部に取り出す。
【００１８】
尚、加熱室１２及びプロセス室１３のヒーター３６、３７の温度分布を均一にしてもよいが、アニール処理だけで（１１１）結晶配向強度の面内分布が十分に均一にならない虞がある場合、基板１０の両側辺が中央部よりも低温にしてＭｇＯ膜を成膜する温度差成膜と、両側辺が中央部よりも高圧雰囲気に曝される圧力差成膜のいずれか一方又は両方を行なう。
【００１９】
また、図２に示すように、各室１２〜１４で異なる基板１０の処理を同時に行ない、処理終了後は基板１０を次の各室１２〜１６に搬送すると共に、搬入室１１に新たな基板１０を搬入し、搬出室１６から処理終了後の基板１０を搬出すれば、複数枚の基板１０を連続処理可能であり、生産効率が高い。
尚、アニール室１４はプロセス室１３に接続された場合に限定されず、パネル製造装置１から分離してもよい。図５の符号５はパネル製造装置１から分離したアニール装置の一例を示しており、アニール装置５はアニール室５１と、アニール室５１内部に配置された加熱手段５０とを有している。
【００２０】
加熱手段５０は複数のヒーター３８を有している。各ヒーター３８は、図４のアニール室１４のヒーター３８と同様に、互いに平行に並べられた複数本の細長ヒーター３８ａで構成され、両端部の細長ヒーター３８ａが、中央部の細長ヒーター３８ａに比べ、高温になるよう設定されている。
ヒーター３８は、細長ヒーター３８ａが並べられた平面が互いに平行にされ、一定間隔を空けてアニール室５１内に配置されている。ヒーター３８間の間隔は基板１０の厚みよりも大きくされ、ヒーター３８間の隙間に基板１０を配置可能になっている。
各ヒーター３８は略同一形状であって、各ヒーター３８の細長ヒーター３８ａは同じ方向に並べられ、高温になる両端部の細長ヒーター３８ａ同士が対面する。
細長ヒーター３８ａの本数と配置間隔は、基板１０を配置した時に、両端部の細長ヒーター３８ａが基板１０の両側辺と対面するか、基板１０の両側辺よりもわずかに外側に位置するよう設定されている。従って、ヒーター３８間に配置された基板１０は、上下の細長ヒーター３８ａによって両縁部分が中央部よりも高温に加熱される。
【００２１】
このアニール装置５を用いたアニール処理について説明すると、図１に示すパネル製造装置１のプロセス室１３で、通過成膜法により基板１０にＭｇＯ膜を成膜した後、アニール処理をせず、冷却室１５で冷却してから搬出室１６に搬入する。大気、ＣＤＡ（Ｃｌｅａｎ Ｄｒｙ Ａｉｒ）、又はＮ2を搬出室１６に導入して大気圧まで復圧した後、基板１０を搬出室１６からパネル製造装置１外部に取り出し、図５のアニール装置５のアニール室５１内に搬入する。
【００２２】
ＭｇＯ成膜時の搬送方向Ｆと平行な二辺（先頭と直角な二辺）を、細長ヒーター３８ａの長手方向と平行にし、その二辺が高温の細長ヒーター３８ａと対面するよう、基板１０を位置合わせをして、ヒーター３８間に配置する。
このアニール装置５でも、基板１０の搬送方向Ｆと平行な両側辺が中央部よりも高温に加熱されるから、ＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度の分布が均一になる。また、このアニール装置５は多数枚の基板１０を一度にアニール処理できる。
アニール装置５に真空排気系を接続し、アニール装置５内部に真空雰囲気を形成した状態でアニール処理を行なってもよい。しかし、アニール装置５の内部圧力を大気圧にするか、アニール室５１に接続されたガス導入系３９から、大気等酸素を含む圧力調整ガスを導入して一気圧以上の高圧雰囲気を形成してアニール処理をする方が、（１１１）結晶配向強度の平均値が高くなる。圧力調整ガスに、酸素を含むものを用いると、ＭｇＯ膜の酸素が補填され、膜質が良くなる。
【００２３】
図１のアニール室１４においても、真空槽４３にガス導入系３９を接続し、ガス導入系３９から圧力調整ガスを導入して高圧雰囲気を形成し、アニール処理を行なってもよい。
【００２４】
本発明に用いる反応ガスは特に限定されないが、Ｏ2、Ｈ2Ｏ等、化学構造中に酸素原子を含有する酸化ガスを一種以上用いる。ＭｇＯを蒸発させる際に電子線を照射すると、材料の一部からＭｇが解離するが、解離したＭｇは酸化ガスにより還元され、ＭｇＯに戻る。
また、反応ガスとして、酸素と水（Ｈ2Ｏ）の両方を各ガス噴出管３３ａ、３３ｂに導入しガス噴出孔３４から噴出させてもよいが、ガス噴出管を制限板２７の下部にも設けて、制限板２７の上部のガス噴出管と制限板２７の下部のガス噴出管とで、一方からは酸素を導入し、他方からは水を導入するようにしてもよい。
ガス噴出管３３ａ、３３ｂの設置も特に限定されず、図６に示すように、ガス噴出管３３ａ、３３ｂを、搬送方向Ｆと平行に設け、基板１０の両側辺の縁部分に反応ガスを吹き付けるようにしてもよいし、ガス噴出管を４つ用いて、搬送方向と直交する方向と搬送方向と平行な方向の両方に配置してもよい。
また、各ガス噴出管３３ａ、３３ｂに複数のガス噴出孔３４を形成したが、基板１０の両側辺部に反応ガスが吹き付けられればよく、上記実施の形態に限定されるものではない。
加熱室１２及びアニール室１４において、ヒーター３６及びヒーター３８を基板１０の裏面側にのみ設けたが、基板１０の表面側にも併せて設けてもよい。また、プロセス室１３において、ヒーター３７を基板１０の裏面側にのみ設けたが、開口２８にかからない範囲で、基板１０の表面側にも併せて設けてもよい。
【００２５】
電子銃３２の設置台数は１台でも複数台でもよい。一例を述べると、搬送巾方向が１５００ｍｍの基板１０で２台又は４台であり、搬送巾方向で２４００ｍｍ以上の基板１０で３台以上である。また、電子銃３２を用いて蒸着を行ったが、イオンプレーティング等他の方法を用いてもよい。
【００２６】
アニール処理時の加熱温度は特に限定されないが、一例を述べると、基板１０の中央部を４００℃以上にし、両側辺は中央部よりも５０℃以上（例えば８０℃）高くする。
基板１０は四角形に限定されず、円形、多角形等種々の形状のものを用いることができる。その場合、予め（１１１）結晶配向強度が低くなる部分を求めておき、その部分が他の部分よりも高温になるようアニール処理する。
【実施例】
【００２７】
図２のプロセス室１３で、有効膜厚範囲１５００ｍｍ×１１００ｍｍのＰＤＰ用基板（ＰＤ２００）に、ＭｇＯ膜を約７５０ｎｍ（７５００Å）成膜した。その成膜条件を下記表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
ＭｇＯ膜の膜厚分布は７５９７ű４．２％であった（図７のグラフ参照）。また、ＸＲＤ（Ｘ線回折）で測定した（１１１）結晶配向強度の分布は２８４４ｃｐｓ±２１．４％であった（図８のグラフ参照）。
尚、図７、８と、後述する図１０、１１の横軸は、基板１０の中央をゼロとした場合の、中央から搬送方向Ｆと平行な両側辺までの距離を示し、図３の図面左方を−、図面右方を＋として表記した。
ＭｇＯ膜が形成された基板１０を、真空中と大気中で６０分間アニール処理を行なった後、ＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度を測定した。（１１１）結晶配向強度（面内平均）と加熱温度の関係を図９に示す。
【００３０】
図９の符号ｇ1は大気中でアニール処理を行なった場合であり、同図の符号ｇ2は真空中でアニール処理を行なった場合である。真空中よりも大気中の方が、（１１１）結晶配向強度が高い傾向があるが、いずれの場合も４００℃以上で（１１１）結晶配向強度が急激に上昇することが分かる。
このように、アニール処理により（１１１）結晶配向強度は向上するが、図８に示したように、成膜時に（１１１）結晶配向強度にむらがあるため、基板１０の温度分布を均一にしてアニール処理をすると、アニール処理後も強度むらが残ってしまう。
【００３１】
図８に示す（１１１）結晶配向強度の分布に基づき、強度が低いところが高温に、強度が高いところが低温になるようアニール処理を行なった。アニール処理時の基板１０の温度分布を図１０に示し、アニール処理後の（１１１）結晶配向強度の測定結果を図１１に示す。
【００３２】
図１１から明らかなように、温度差を付けたアニール処理により、（１１１）結晶配向強度の分布は３５４５ｃｐｓ±８．９％に改善された。
【００３３】
次に、加熱温度を変えて大気中でアニール処理をし、（１１１）結晶配向強度の半値巾と、放電遅れ（相対値）を測定した。半値巾と加熱温度の関係を図１２に示し、放電遅れと加熱温度の関係を図１３に示す。尚、半値巾が小さい程、結晶性が良いことを示す。図１２、１３から、大気中で４００℃以上に加熱することにより、半値巾と放電遅れが大幅に改善されることが分かる。
更に、アニール処理後とアニール処理前のＭｇＯ膜について、ＣＬ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ピーク強度を測定した。尚、ＣＬピーク強度とは、物質に電子を照射した時に、荷電子帯の励起によって生じた正孔が、伝導帯からの電子遷移によって補填されるときに生じる光の強度である。ＣＬピーク強度と、真空保持後の経過時間との関係を図１４に示す。
図１４の符号ｈ1はアニール処理後の測定結果であり、同図の符号ｈ2はアニール処理前の測定結果である。図１４から、アニール処理前に比べ、アニール処理後はＭｇＯ膜の経時変化が少なく、ＭｇＯの膜質が安定していることが分かる。
【００３４】
次に、大気圧雰囲気と、大気圧より高圧の加圧雰囲気（１．７気圧）とで、５００℃６０分間アニール処理を行ない、（１１１）結晶配向強度と、その半値巾を測定した。
図１５は（１１１）結晶配向強度を、図１６は半値巾を示す。加圧雰囲気の方が、（１１１）結晶配向強度が１８％向上し、また半値巾も２８％向上した。このように、（１１１）結晶配向強度と半値巾は、大気圧であっても実用上十分な値であるが、大気圧よりも高くすれば、より効果が高い。従って、本願発明では、大気圧でも良いが、大気圧（１気圧、１０１．３×１０3Ｐａ）より高圧雰囲気でアニール処理を行なうことがより望ましい。
【００３５】
次に、ＭｇＯ成膜中の基板温度と成膜室２２内部の圧力をそれぞれ変えてＭｇＯ膜（膜厚８００ｎｍ）を成膜し、成膜されたＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度と密度（膜密度）を調べた。
図１７は成膜室２２内部の圧力を０．０４Ｐａにし、成膜中の基板１０温度を変えた時のグラフであり、図１８は基板１０温度を２５０℃にして、成膜中の成膜室２２内部の圧力を変えた時のグラフである。
図１７、１８から、ＭｇＯ膜の成膜中の基板温度が低い程（１１１）結晶配向強度が高く、また、成膜中の圧力（反応ガスの分圧）が高い程（１１１）結晶配向強度が高い。従って、アニール処理時の温度差だけで（１１１）結晶配向強度分布が十分に改善されない場合は、成膜中に、基板１０に温度差又は圧力差を設ければ、結晶配向強度分布がより改善されることが分かる。
【符号の説明】
【００３６】
５……アニール装置
１０……基板
１２……加熱室
１３……プロセス室
１４……アニール室
２２……成膜室
２３……成膜材料室
３１……ＭｇＯ蒸発源
３３ａ、３３ｂ……ガス噴出管
３４……ガス噴出孔
３５……反応ガス導入系
３６〜３８……ヒーター
３６ａ〜３８ａ……細長ヒーター
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラズマディスプレイパネルの保護膜を成膜する技術にかかり、特に保護膜として適したＭｇＯ膜を成膜する成膜方法とその成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に用いられるガラス基板には、保護膜としてＭｇＯ等の金属酸化膜が形成されている。
保護膜の成膜方法には蒸着法が一般に用いられており、実際の製造ラインでは、真空槽内部で基板を搬送し、金属酸化物の蒸気を放出する蒸着源上を通過させる通過成膜法が広く用いられている。
通過成膜法は、基板を蒸着源に対して静止させる成膜法に比べ、多数枚の基板を連続して成膜処理可能なので、生産効率が高い。
効率良く成膜するのに適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０５０６８８号公報
【特許文献２】特開２０００−０２１３０２号公報
【特許文献３】特開平１１−３３９６６５号公報
【特許文献４】特開２００２−１１７７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＭｇＯ膜は（１１１）結晶配向強度が高く、膜密度の高いものがＰＤＰの保護膜に適しているが、基板上にＭｇＯ膜を通過成膜法で形成すると、基板の搬送方向と平行である両側辺は、中央部よりも（１１１）結晶配向強度が低くなり、また、膜密度にもばらつきが生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、矩形の成膜対象物を、一辺を先頭にして、真空雰囲気中で移動させ、前記成膜対象物をプラズマディスプレイ用保護膜材料の蒸気を放出する蒸発源と対面させて、前記成膜対象物の表面に前記保護膜材料の蒸気を到達させて保護膜を形成した後、前記成膜対象物を加熱してアニール処理を行なう成膜方法であって、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱して前記アニール処理を行なう成膜方法である。
本発明は、前記真空雰囲気に反応ガスを導入しながら、前記保護膜材料の蒸気を放出させ、前記保護膜を成膜する成膜方法であって、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺の縁部分に、それら二辺間の中央部より多く前記反応ガスを吹き付けながら前記保護膜を形成する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱しながら前記保護膜を形成する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記成膜対象物に前記保護膜材料の蒸気が到達する前に、予め、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記成膜対象物を１気圧以上の加熱雰囲気に配置した状態で前記アニール処理を行なう成膜方法である。
本発明は、パネル製造装置であって、成膜室と、開口を介して内部空間が前記成膜室の内部空間に接続された成膜材料室と、前記成膜材料室内に配置されたプラズマディスプレイ用保護膜材料の蒸発源と、アニール用ヒーターが設けられたアニール室とを有し、矩形の成膜対象物を、当該成膜対象物の一辺を先頭として、前記開口と対面させながら移動させ、前記成膜対象物表面に前記保護膜材料の蒸着膜を形成した後、前記成膜対象物を前記アニール室内に搬入し、前記アニール用ヒーターで加熱するよう構成されたパネル製造装置であって、前記アニール用ヒーターは、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱するように構成されたパネル製造装置である。
本発明はパネル製造装置であって、前記成膜室内に反応ガスを導入する反応ガス導入系を有し、前記反応ガス導入系は、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺の縁部分に、それら二辺間の中央部より多く前記反応ガスを吹き付けるように構成されたパネル製造装置である。
本発明はパネル製造装置であって、前記成膜室内で前記成膜対象物を加熱する成膜用ヒーターを有し、前記成膜用ヒーターは、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱するように構成されたパネル製造装置である。
本発明はアニール装置であって、矩形の成膜対象物を、一辺を先頭にして、真空雰囲気中で移動させ、前記成膜対象物をプラズマディスプレイ用保護膜の蒸気を放出する蒸発源と対面させて、前記成膜対象物の表面に前記保護膜材料の蒸気を到達させて保護膜を形成した後、前記成膜対象物を加熱してアニール処理を行なうアニール装置であって、アニール室と、前記アニール室に接続され、酸素を含む圧力調整ガスを導入してアニール室を一気圧以上の雰囲気とするガス導入系と、前記アニール室内に収納された前記成膜対象物を加熱する加熱手段とを有し、前記加熱手段が、前記成膜対象物の前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱するように構成されたヒーターを、互いに平行に一定間隔を空けて複数配置し、ヒーター間の隙間に前記成膜対象物を配置可能に構成されたアニール装置である。
【０００６】
本発明は上記のように構成されており、形成された保護膜であるＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度の分布を測定し、その強度が高くなる部分と、低くなる部分を調べると、成膜対象物を搬送しながら成膜する通過成膜法の場合、（１１１）結晶配向強度が低くなる部分は、成膜対象物の搬送方向と平行な側辺である。
アニール処理の基板温度が高い程（１１１）結晶配向強度が高くなるから、分布の測定結果に基づき、（１１１）結晶配向強度が低くなると予想される部分を高温に、（１１１）結晶配向強度が高くなると予想される部分を低温にしてアニール処理を行なえば、（１１１）結晶配向強度の分布が均一になる。
また、成膜中は、逆に基板温度が低い程（１１１）結晶配向強度が高く、成膜中の基板周囲の圧力が高い程（１１１）結晶配向強度が高くなる。
従って、アニール処理時の温度差だけで（１１１）結晶配向強度分布が十分に改善されない場合は、（１１１）結晶配向強度が低くなると予想される部分を低温に、（１１１）結晶配向強度が高くなると予想される部分を高温にして成膜するか、（１１１）結晶配向強度が低くなると予想される部分を高圧雰囲気に、（１１１）結晶配向強度が高くなると予想される部分を低圧雰囲気に曝す。
【発明の効果】
【０００７】
通過成膜法で成膜対象物にＭｇＯ膜を成膜した後、成膜対象物の先頭の一辺と直角な二辺の縁部分を、前記二辺の中央より高温にアニール処理を行うことで、縁部分の（１１１）結晶配向強度が強くなるから、（１１１）結晶配向強度の分布が改善される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のパネル製造装置を説明するための模式的な側面図
【図２】本発明のパネル製造装置の一部を説明する模式的な断面図
【図３】加熱室とプロセス室を説明するための模式的な断面図
【図４】アニール室の一例を説明するための模式的な断面図
【図５】アニール室の一例を説明するための模式的な断面図
【図６】プロセス室の他の例を説明するための模式的な断面図
【図７】ＭｇＯ膜の膜厚分布を示すグラフ
【図８】アニール処理前の（１１１）ピーク強度の分布を示すグラフ
【図９】熱処理温度と（１１１）ピーク強度の関係を示すグラフ
【図１０】アニール処理時の基板の温度分布を示すグラフ
【図１１】アニール処理後の（１１１）ピーク強度の分布を示すグラフ
【図１２】加熱温度と（１１１）強度の半値巾の関係を示すグラフ
【図１３】アニール時の加熱温度と放電遅れの関係を示すグラフ
【図１４】ＣＬ強度と経過時間の関係を示すグラフ
【図１５】（１１１）ピーク強度と圧力の関係を示すグラフ
【図１６】（１１１）ピーク強度半値巾と圧力の関係を示すグラフ
【図１７】（１１１）ピーク強度及び密度と、成膜中の基板温度との関係を示すグラフ
【図１８】（１１１）ピーク強度及び密度と、成膜室の圧力との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１の符号１は、本発明のパネル製造装置の一例を示す。このパネル製造装置１は、搬入室１１と、加熱室１２と、プロセス室１３と、アニール室１４と、冷却室１５と、搬出室１６とを有している。
搬入室１１と、加熱室１２と、プロセス室１３と、アニール室１４と、冷却室１５と、搬出室１６とは、仕切りバルブ１８を介して、この順序で連結されており、内部には搬送機構が設けられている。
図２は加熱室１２とプロセス室１３とアニール室１４を説明するための断面図である。加熱室１２と、プロセス室１３と、アニール室１４は、それぞれ真空槽４１〜４３で構成されている。プロセス室１３の真空槽４２は、成膜室２２と成膜材料室２３に区分けされている。
成膜室２２は、細長い形状をしており、一端と他端には仕切りバルブ１８による入口と出口がある。成膜材料室２３は成膜室２２の下方に位置し、成膜室２２に接続されている。
成膜材料室２３内部の、成膜材料室２３と成膜室２２とが接続された部分の真下位置には、ＭｇＯ蒸発源３１が配置されている。ＭｇＯ蒸発源３１は坩堝を有しており、この坩堝の内部には粒状のＭｇＯが配置されている。また、成膜材料室２３には電子銃３２が設けられている。電子銃３２を動作させると、坩堝内のＭｇＯに電子線が照射され、ＭｇＯの蒸気が放出されるように構成されている。
成膜室２２と成膜材料室２３との接続部分には制限板２７が配置されている。制限板２７の、ＭｇＯ蒸発源３１上部には開口２８が形成され、ＭｇＯ蒸発源３１から放出されたＭｇＯの蒸気は、開口２８を通って成膜室２２内に侵入する。
【００１０】
図２の符号２９は搬送機構を示しており、搬送機構２９は、加熱室１２の真空槽４１と、プロセス室１３の成膜室２２と、アニール室１４の真空槽４３（アニール室）にそれぞれ設けられている。
搬送機構２９には保持手段３０が取り付けられている。成膜対象物である基板（例えばガラス基板）１０は保持手段３０に保持され、入口を通って加熱室１２の真空槽４１から成膜室２２に搬入され、成膜室２２内を入口から出口に向かって搬送された後、出口を通ってアニール室１４の真空槽４３内に搬入される。
制限板２７の開口２８は、基板１０が搬送される搬送経路の下部にある。基板１０は、開口２８上を通過する時に開口２８と対面し、ＭｇＯの蒸気が到達する。
プロセス室１３は、一又は複数本のガス噴出管３３ａ、３３ｂを有しており、各ガス噴出管３３ａ、３３ｂは、成膜室２２内部であって、基板１０が移動する平面と、成膜材料室２３との間に配置されている。
ここではガス噴出管３３ａ、３３ｂの数は二本である。成膜室２２の入口側を上流、出口側を下流とすると、ガス噴出管３３ａ、３３ｂは、開口２８の上流側端部よりも上流側と、下流側端部よりも下流側にそれぞれ位置されており、開口２８から放出されるＭｇＯの蒸気が成膜室２２内部に侵入するのを妨げないようになっている。
【００１１】
各ガス噴出管３３ａ、３３ｂは直線状であって、基板１０が搬送機構２９によって移動される方向（搬送方向）と垂直な方向に向けられている。
各ガス噴出管３３ａ、３３ｂは反応ガス導入系３５に接続されており、また、各ガス噴出管３３ａ、３３ｂには、ここでは、搬送方向と垂直な方向に複数のガス噴出孔３４が列設されている。反応ガス導入系３５の反応ガスは、ガス噴出管３３ａ、３３ｂに導入された後、各ガス噴出孔３４より噴出される。
各ガス噴出孔３４は基板１０の搬送経路に向けられ、基板１０は、少なくとも開口２８上を移動する時に噴出孔３４と対面し、反応ガスが噴きつけられる。
【００１２】
基板１０は正方形、長方形等の四角形状であり、その四辺のうち、二辺は搬送方向と平行に、他の二辺は搬送方向と垂直にされ、搬送方向と垂直な二辺のうち、一辺を先頭として搬送される。
基板１０の搬送方向Ｆと平行な二辺（先頭と垂直な二辺）を側辺としたとき、噴出孔３４の位置、間隔、直径等の設置条件は、基板１０の中央部よりも両側辺の縁部分に多くの反応ガスが吹き付けられるように設定されている。
従って、基板１０にＭｇＯ蒸気が到達する時には、基板１０の両側辺の縁部は、反応ガスが多量に吹き付けられることで、中央部よりも高圧の雰囲気に曝される。
加熱室１２とプロセス室１３とアニール室１４の内部にはヒーター３６〜３８が配置されている。ヒーター３６〜３８は、各室１２〜１４内部の天井側にそれぞれ位置し、搬送機構２９によって移動される基板１０は、裏面がヒーター３６〜３８と対面する。
【００１３】
図３は加熱室１２とプロセス室１３のヒーター３６、３７を、図４はアニール室１４のヒーター３８を説明するための模式的な平面図である。
ヒーター３６〜３８は細長ヒーター３６ａ〜３８ａを複数本ずつ有している。各細長ヒーター３６ａ〜３８ａは、基板１０の搬送方向Ｆと平行にされた状態で、搬送方向Ｆと直交する方向に並べられている。
搬送方向Ｆと直交する方向の長さを巾とすると、ヒーター３６〜３８の巾は、基板１０の巾と同じかそれよりも広く、両端の細長ヒーター３６ａ〜３８ａは、基板１０の両側辺と対面するか、基板１０の両側辺よりも外側に位置する。従って、基板１０は巾方向の一端から他端まで加熱される。
【００１４】
また、少なくともプロセス室１３のヒーター３７は、搬送方向Ｆに沿った長さが、開口２８と同じかそれよりも長く、開口２８の搬送方向Ｆ一端から他端まで渡って配置されている。従って、基板１０に蒸気が到達する間、基板１０はヒーター３７で加熱され、所定温度に維持される。
各細長ヒーター３６ａ〜３８ａは長手方向の一端から他端まで均一な温度に昇温するが、その温度は細長ヒーター３６ａ〜３８ａ毎に変更可能である。
【００１５】
加熱室１２とプロセス室１３のヒーター３６、３７は、両端部にある細長ヒーター３６ａ、３７ｂが、中央部の細長ヒーター３６ａ、３７ａに比べて低温になるよう設定されている。
他方、アニール室１４のヒーター３８は、両端部にある細長ヒーター３８ａが、中央部の細長ヒーターに比べ、高温になるよう設定されている。
従って、加熱室１２とプロセス室１３では、基板１０の搬送方向Ｆと平行な両側辺が中央部よりも低温に加熱され、アニール室１４では、基板１０の搬送方向Ｆと平行な両側辺が中央部より高温に加熱される。
【００１６】
次に、上記パネル製造装置１を用いたＭｇＯ膜の成膜工程の一例を説明する。
各室１１〜１６に接続された真空排気系１９ａ〜１９ｆを作動させ、搬入室１１を除いた各室１２〜１６の排気を行い、内部に所定圧力の真空雰囲気を形成しておく。また、各室１２〜１４内のヒーター３６〜３８を、上述したように、ヒーター３６〜３８内で温度差が生じるように昇温させておく。
搬入室１１を他の室１２〜１６から遮断した状態で、保持手段３０に取り付けた基板１０を搬入室１１に搬入する。搬入室１１内を真空排気して所定圧力にした後、仕切りバルブ１８を開き、基板１０を加熱室１２内に搬入する。
基板１０を加熱室１２内で静止又は搬送しながら、上述したように、両側辺が中央部よりも低温になるよう予備加熱する。予備加熱は、搬入室１１で行なってもよいし、成膜室２２内で行なってもよい。両側辺と中央部が予め決めた温度にそれぞれ達したら、基板１０をプロセス室１３内に搬入する。
反応ガス導入系３５からガス噴出管３３ａ、３３ｂに、酸素（Ｏ2）と水（Ｈ2Ｏ）のいずれか一方又は両方を反応ガスとして導入し、成膜室２２及び成膜材料室２３内部を真空排気しながら、ガス噴出孔３４から反応ガスを噴出させ、所定圧力の反応ガス雰囲気を形成しておく。
ヒーター３７による加熱と、反応ガスの噴出と、ＭｇＯ蒸気の放出を続けながら、基板１０を搬送して、開口２８上を通過させ、ＭｇＯ膜を成膜する。基板１０の搬送速度は、基板１０が開口２８上を通過し、成膜室２２の出口に到達する前に、ＭｇＯ膜が所定膜厚に達するように設定されている。
出口に到達し、所定膜厚のＭｇＯ膜が形成された基板１０を、アニール室１４に搬入し、基板１０を、アニール室１４内で静止又は搬送させながら、ヒーター３８により所定時間加熱し、アニール処理を行なう。
アニール処理時に、基板１０の温度分布が均一であると、移動方向Ｆの両側辺が中央部よりも（１１１）結晶配向強度が低下する傾向がある。
【００１７】
本発明では、基板１０の両側辺が中央部より高温に加熱されるから、アニール処理後、両側辺に形成されたＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度が上昇し、中央部との差が小さくなる。その結果、ＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度の面内分布が均一になる。アニール処理後は、基板１０をアニール室１４から冷却室１５に搬入し、冷却後、搬出室１６を介して外部に取り出す。
【００１８】
尚、加熱室１２及びプロセス室１３のヒーター３６、３７の温度分布を均一にしてもよいが、アニール処理だけで（１１１）結晶配向強度の面内分布が十分に均一にならない虞がある場合、基板１０の両側辺が中央部よりも低温にしてＭｇＯ膜を成膜する温度差成膜と、両側辺が中央部よりも高圧雰囲気に曝される圧力差成膜のいずれか一方又は両方を行なう。
【００１９】
また、図２に示すように、各室１２〜１４で異なる基板１０の処理を同時に行ない、処理終了後は基板１０を次の各室１２〜１６に搬送すると共に、搬入室１１に新たな基板１０を搬入し、搬出室１６から処理終了後の基板１０を搬出すれば、複数枚の基板１０を連続処理可能であり、生産効率が高い。
尚、アニール室１４はプロセス室１３に接続された場合に限定されず、パネル製造装置１から分離してもよい。図５の符号５はパネル製造装置１から分離したアニール装置の一例を示しており、アニール装置５はアニール室５１と、アニール室５１内部に配置された加熱手段５０とを有している。
【００２０】
加熱手段５０は複数のヒーター３８を有している。各ヒーター３８は、図４のアニール室１４のヒーター３８と同様に、互いに平行に並べられた複数本の細長ヒーター３８ａで構成され、両端部の細長ヒーター３８ａが、中央部の細長ヒーター３８ａに比べ、高温になるよう設定されている。
ヒーター３８は、細長ヒーター３８ａが並べられた平面が互いに平行にされ、一定間隔を空けてアニール室５１内に配置されている。ヒーター３８間の間隔は基板１０の厚みよりも大きくされ、ヒーター３８間の隙間に基板１０を配置可能になっている。
各ヒーター３８は略同一形状であって、各ヒーター３８の細長ヒーター３８ａは同じ方向に並べられ、高温になる両端部の細長ヒーター３８ａ同士が対面する。
細長ヒーター３８ａの本数と配置間隔は、基板１０を配置した時に、両端部の細長ヒーター３８ａが基板１０の両側辺と対面するか、基板１０の両側辺よりもわずかに外側に位置するよう設定されている。従って、ヒーター３８間に配置された基板１０は、上下の細長ヒーター３８ａによって両縁部分が中央部よりも高温に加熱される。
【００２１】
このアニール装置５を用いたアニール処理について説明すると、図１に示すパネル製造装置１のプロセス室１３で、通過成膜法により基板１０にＭｇＯ膜を成膜した後、アニール処理をせず、冷却室１５で冷却してから搬出室１６に搬入する。大気、ＣＤＡ（Ｃｌｅａｎ Ｄｒｙ Ａｉｒ）、又はＮ2を搬出室１６に導入して大気圧まで復圧した後、基板１０を搬出室１６からパネル製造装置１外部に取り出し、図５のアニール装置５のアニール室５１内に搬入する。
【００２２】
ＭｇＯ成膜時の搬送方向Ｆと平行な二辺（先頭と直角な二辺）を、細長ヒーター３８ａの長手方向と平行にし、その二辺が高温の細長ヒーター３８ａと対面するよう、基板１０を位置合わせをして、ヒーター３８間に配置する。
このアニール装置５でも、基板１０の搬送方向Ｆと平行な両側辺が中央部よりも高温に加熱されるから、ＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度の分布が均一になる。また、このアニール装置５は多数枚の基板１０を一度にアニール処理できる。
アニール装置５に真空排気系を接続し、アニール装置５内部に真空雰囲気を形成した状態でアニール処理を行なってもよい。しかし、アニール装置５の内部圧力を大気圧にするか、アニール室５１に接続されたガス導入系３９から、大気等酸素を含む圧力調整ガスを導入して一気圧以上の高圧雰囲気を形成してアニール処理をする方が、（１１１）結晶配向強度の平均値が高くなる。圧力調整ガスに、酸素を含むものを用いると、ＭｇＯ膜の酸素が補填され、膜質が良くなる。
【００２３】
図１のアニール室１４においても、真空槽４３にガス導入系３９を接続し、ガス導入系３９から圧力調整ガスを導入して高圧雰囲気を形成し、アニール処理を行なってもよい。
【００２４】
本発明に用いる反応ガスは特に限定されないが、Ｏ2、Ｈ2Ｏ等、化学構造中に酸素原子を含有する酸化ガスを一種以上用いる。ＭｇＯを蒸発させる際に電子線を照射すると、材料の一部からＭｇが解離するが、解離したＭｇは酸化ガスにより還元され、ＭｇＯに戻る。
また、反応ガスとして、酸素と水（Ｈ2Ｏ）の両方を各ガス噴出管３３ａ、３３ｂに導入しガス噴出孔３４から噴出させてもよいが、ガス噴出管を制限板２７の下部にも設けて、制限板２７の上部のガス噴出管と制限板２７の下部のガス噴出管とで、一方からは酸素を導入し、他方からは水を導入するようにしてもよい。
ガス噴出管３３ａ、３３ｂの設置も特に限定されず、図６に示すように、ガス噴出管３３ａ、３３ｂを、搬送方向Ｆと平行に設け、基板１０の両側辺の縁部分に反応ガスを吹き付けるようにしてもよいし、ガス噴出管を４つ用いて、搬送方向と直交する方向と搬送方向と平行な方向の両方に配置してもよい。
また、各ガス噴出管３３ａ、３３ｂに複数のガス噴出孔３４を形成したが、基板１０の両側辺部に反応ガスが吹き付けられればよく、上記実施の形態に限定されるものではない。
加熱室１２及びアニール室１４において、ヒーター３６及びヒーター３８を基板１０の裏面側にのみ設けたが、基板１０の表面側にも併せて設けてもよい。また、プロセス室１３において、ヒーター３７を基板１０の裏面側にのみ設けたが、開口２８にかからない範囲で、基板１０の表面側にも併せて設けてもよい。
【００２５】
電子銃３２の設置台数は１台でも複数台でもよい。一例を述べると、搬送巾方向が１５００ｍｍの基板１０で２台又は４台であり、搬送巾方向で２４００ｍｍ以上の基板１０で３台以上である。また、電子銃３２を用いて蒸着を行ったが、イオンプレーティング等他の方法を用いてもよい。
【００２６】
アニール処理時の加熱温度は特に限定されないが、一例を述べると、基板１０の中央部を４００℃以上にし、両側辺は中央部よりも５０℃以上（例えば８０℃）高くする。
基板１０は四角形に限定されず、円形、多角形等種々の形状のものを用いることができる。その場合、予め（１１１）結晶配向強度が低くなる部分を求めておき、その部分が他の部分よりも高温になるようアニール処理する。
【実施例】
【００２７】
図２のプロセス室１３で、有効膜厚範囲１５００ｍｍ×１１００ｍｍのＰＤＰ用基板（ＰＤ２００）に、ＭｇＯ膜を約７５０ｎｍ（７５００Å）成膜した。その成膜条件を下記表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
ＭｇＯ膜の膜厚分布は７５９７ű４．２％であった（図７のグラフ参照）。また、ＸＲＤ（Ｘ線回折）で測定した（１１１）結晶配向強度の分布は２８４４ｃｐｓ±２１．４％であった（図８のグラフ参照）。
尚、図７、８と、後述する図１０、１１の横軸は、基板１０の中央をゼロとした場合の、中央から搬送方向Ｆと平行な両側辺までの距離を示し、図３の図面左方を−、図面右方を＋として表記した。
ＭｇＯ膜が形成された基板１０を、真空中と大気中で６０分間アニール処理を行なった後、ＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度を測定した。（１１１）結晶配向強度（面内平均）と加熱温度の関係を図９に示す。
【００３０】
図９の符号ｇ1は大気中でアニール処理を行なった場合であり、同図の符号ｇ2は真空中でアニール処理を行なった場合である。真空中よりも大気中の方が、（１１１）結晶配向強度が高い傾向があるが、いずれの場合も４００℃以上で（１１１）結晶配向強度が急激に上昇することが分かる。
このように、アニール処理により（１１１）結晶配向強度は向上するが、図８に示したように、成膜時に（１１１）結晶配向強度にむらがあるため、基板１０の温度分布を均一にしてアニール処理をすると、アニール処理後も強度むらが残ってしまう。
【００３１】
図８に示す（１１１）結晶配向強度の分布に基づき、強度が低いところが高温に、強度が高いところが低温になるようアニール処理を行なった。アニール処理時の基板１０の温度分布を図１０に示し、アニール処理後の（１１１）結晶配向強度の測定結果を図１１に示す。
【００３２】
図１１から明らかなように、温度差を付けたアニール処理により、（１１１）結晶配向強度の分布は３５４５ｃｐｓ±８．９％に改善された。
【００３３】
次に、加熱温度を変えて大気中でアニール処理をし、（１１１）結晶配向強度の半値巾と、放電遅れ（相対値）を測定した。半値巾と加熱温度の関係を図１２に示し、放電遅れと加熱温度の関係を図１３に示す。尚、半値巾が小さい程、結晶性が良いことを示す。図１２、１３から、大気中で４００℃以上に加熱することにより、半値巾と放電遅れが大幅に改善されることが分かる。
更に、アニール処理後とアニール処理前のＭｇＯ膜について、ＣＬ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ピーク強度を測定した。尚、ＣＬピーク強度とは、物質に電子を照射した時に、荷電子帯の励起によって生じた正孔が、伝導帯からの電子遷移によって補填されるときに生じる光の強度である。ＣＬピーク強度と、真空保持後の経過時間との関係を図１４に示す。
図１４の符号ｈ1はアニール処理後の測定結果であり、同図の符号ｈ2はアニール処理前の測定結果である。図１４から、アニール処理前に比べ、アニール処理後はＭｇＯ膜の経時変化が少なく、ＭｇＯの膜質が安定していることが分かる。
【００３４】
次に、大気圧雰囲気と、大気圧より高圧の加圧雰囲気（１．７気圧）とで、５００℃６０分間アニール処理を行ない、（１１１）結晶配向強度と、その半値巾を測定した。
図１５は（１１１）結晶配向強度を、図１６は半値巾を示す。加圧雰囲気の方が、（１１１）結晶配向強度が１８％向上し、また半値巾も２８％向上した。このように、（１１１）結晶配向強度と半値巾は、大気圧であっても実用上十分な値であるが、大気圧よりも高くすれば、より効果が高い。従って、本願発明では、大気圧でも良いが、大気圧（１気圧、１０１．３×１０3Ｐａ）より高圧雰囲気でアニール処理を行なうことがより望ましい。
【００３５】
次に、ＭｇＯ成膜中の基板温度と成膜室２２内部の圧力をそれぞれ変えてＭｇＯ膜（膜厚８００ｎｍ）を成膜し、成膜されたＭｇＯ膜の（１１１）結晶配向強度と密度（膜密度）を調べた。
図１７は成膜室２２内部の圧力を０．０４Ｐａにし、成膜中の基板１０温度を変えた時のグラフであり、図１８は基板１０温度を２５０℃にして、成膜中の成膜室２２内部の圧力を変えた時のグラフである。
図１７、１８から、ＭｇＯ膜の成膜中の基板温度が低い程（１１１）結晶配向強度が高く、また、成膜中の圧力（反応ガスの分圧）が高い程（１１１）結晶配向強度が高い。従って、アニール処理時の温度差だけで（１１１）結晶配向強度分布が十分に改善されない場合は、成膜中に、基板１０に温度差又は圧力差を設ければ、結晶配向強度分布がより改善されることが分かる。
【符号の説明】
【００３６】
５……アニール装置
１０……基板
１２……加熱室
１３……プロセス室
１４……アニール室
２２……成膜室
２３……成膜材料室
３１……ＭｇＯ蒸発源
３３ａ、３３ｂ……ガス噴出管
３４……ガス噴出孔
３５……反応ガス導入系
３６〜３８……ヒーター
３６ａ〜３８ａ……細長ヒーター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形の成膜対象物を、一辺を先頭にして、真空雰囲気中で移動させ、前記成膜対象物をプラズマディスプレイ用保護膜材料の蒸気を放出する蒸発源と対面させて、前記成膜対象物の表面に前記保護膜材料の蒸気を到達させて保護膜を形成した後、
前記成膜対象物を加熱してアニール処理を行なう成膜方法であって、
前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱して前記アニール処理を行なう成膜方法。
【請求項２】
前記真空雰囲気に反応ガスを導入しながら、前記保護膜材料の蒸気を放出させ、前記保護膜を成膜する請求項１記載の成膜方法であって、
前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺の縁部分に、それら二辺間の中央部より多く前記反応ガスを吹き付けながら前記保護膜を形成する成膜方法。
【請求項３】
前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱しながら前記保護膜を形成する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の成膜方法。
【請求項４】
前記成膜対象物に前記保護膜材料の蒸気が到達する前に、予め、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜方法。
【請求項５】
前記成膜対象物を１気圧以上の加熱雰囲気に配置した状態で前記アニール処理を行なう請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の成膜方法。
【請求項６】
成膜室と、
開口を介して内部空間が前記成膜室の内部空間に接続された成膜材料室と、
前記成膜材料室内に配置されたプラズマディスプレイ用保護膜材料の蒸発源と、
アニール用ヒーターが設けられたアニール室とを有し、
矩形の成膜対象物を、当該成膜対象物の一辺を先頭として、前記開口と対面させながら移動させ、前記成膜対象物表面に前記保護膜材料の蒸着膜を形成した後、前記成膜対象物を前記アニール室内に搬入し、前記アニール用ヒーターで加熱するよう構成されたパネル製造装置であって、
前記アニール用ヒーターは、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱するように構成されたパネル製造装置。
【請求項７】
前記成膜室内に反応ガスを導入する反応ガス導入系を有し、
前記反応ガス導入系は、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺の縁部分に、それら二辺間の中央部より多く前記反応ガスを吹き付けるように構成された請求項６記載のパネル製造装置。
【請求項８】
前記成膜室内で前記成膜対象物を加熱する成膜用ヒーターを有し、
前記成膜用ヒーターは、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱するように構成された請求項６又は請求項７のいずれか１項記載のパネル製造装置。
【請求項９】
矩形の成膜対象物を、一辺を先頭にして、真空雰囲気中で移動させ、前記成膜対象物をプラズマディスプレイ用保護膜の蒸気を放出する蒸発源と対面させて、前記成膜対象物の表面に前記保護膜材料の蒸気を到達させて保護膜を形成した後、
前記成膜対象物を加熱してアニール処理を行なうアニール装置であって、
アニール室と、
前記アニール室に接続され、酸素を含む圧力調整ガスを導入してアニール室を一気圧以上の雰囲気とするガス導入系と、
前記アニール室内に収納された前記成膜対象物を加熱する加熱手段とを有し、
前記加熱手段が、前記成膜対象物の前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱するように構成されたヒーターを、互いに平行に一定間隔を空けて複数配置し、ヒーター間の隙間に前記成膜対象物を配置可能に構成されたアニール装置。
【請求項１】
矩形の成膜対象物を、一辺を先頭にして、真空雰囲気中で移動させ、前記成膜対象物をプラズマディスプレイ用保護膜材料の蒸気を放出する蒸発源と対面させて、前記成膜対象物の表面に前記保護膜材料の蒸気を到達させて保護膜を形成した後、
前記成膜対象物を加熱してアニール処理を行なう成膜方法であって、
前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱して前記アニール処理を行なう成膜方法。
【請求項２】
前記真空雰囲気に反応ガスを導入しながら、前記保護膜材料の蒸気を放出させ、前記保護膜を成膜する請求項１記載の成膜方法であって、
前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺の縁部分に、それら二辺間の中央部より多く前記反応ガスを吹き付けながら前記保護膜を形成する成膜方法。
【請求項３】
前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱しながら前記保護膜を形成する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の成膜方法。
【請求項４】
前記成膜対象物に前記保護膜材料の蒸気が到達する前に、予め、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の成膜方法。
【請求項５】
前記成膜対象物を１気圧以上の加熱雰囲気に配置した状態で前記アニール処理を行なう請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の成膜方法。
【請求項６】
成膜室と、
開口を介して内部空間が前記成膜室の内部空間に接続された成膜材料室と、
前記成膜材料室内に配置されたプラズマディスプレイ用保護膜材料の蒸発源と、
アニール用ヒーターが設けられたアニール室とを有し、
矩形の成膜対象物を、当該成膜対象物の一辺を先頭として、前記開口と対面させながら移動させ、前記成膜対象物表面に前記保護膜材料の蒸着膜を形成した後、前記成膜対象物を前記アニール室内に搬入し、前記アニール用ヒーターで加熱するよう構成されたパネル製造装置であって、
前記アニール用ヒーターは、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱するように構成されたパネル製造装置。
【請求項７】
前記成膜室内に反応ガスを導入する反応ガス導入系を有し、
前記反応ガス導入系は、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺の縁部分に、それら二辺間の中央部より多く前記反応ガスを吹き付けるように構成された請求項６記載のパネル製造装置。
【請求項８】
前記成膜室内で前記成膜対象物を加熱する成膜用ヒーターを有し、
前記成膜用ヒーターは、前記成膜対象物の四辺のうち、前記先頭の一辺と直角な二辺よりも、前記二辺の中央を高温に加熱するように構成された請求項６又は請求項７のいずれか１項記載のパネル製造装置。
【請求項９】
矩形の成膜対象物を、一辺を先頭にして、真空雰囲気中で移動させ、前記成膜対象物をプラズマディスプレイ用保護膜の蒸気を放出する蒸発源と対面させて、前記成膜対象物の表面に前記保護膜材料の蒸気を到達させて保護膜を形成した後、
前記成膜対象物を加熱してアニール処理を行なうアニール装置であって、
アニール室と、
前記アニール室に接続され、酸素を含む圧力調整ガスを導入してアニール室を一気圧以上の雰囲気とするガス導入系と、
前記アニール室内に収納された前記成膜対象物を加熱する加熱手段とを有し、
前記加熱手段が、前記成膜対象物の前記先頭の一辺と直角な二辺を、当該二辺の中央よりも高温に加熱するように構成されたヒーターを、互いに平行に一定間隔を空けて複数配置し、ヒーター間の隙間に前記成膜対象物を配置可能に構成されたアニール装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−１８５１００（Ｐ２０１０−１８５１００Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８８３７（Ｐ２００９−２８８３７）
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１０日（２００９．２．１０）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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