成膜装置
【課題】成膜不良を抑制する成膜装置を提供する。
【解決手段】被処理基板Ｗを収納する真空容器２と、真空容器２内において被処理基板Ｗを戴置すると共に、所定の搬送方向に搬送するホルダー３と、搬送される被処理基板Ｗに対向して真空容器２内に設けられるハース４Ａ，４Ｂと、ハースにプラズマビームを照射するプラズマガン６，７と、ハースに対向するとともに、被処理基板Ｗを挟んでハースと反対側に設けられる歪曲手段１５Ａと、を備え、歪曲手段１５Ａは、Ｎ極側が材料源に対向する第１の磁石と、Ｓ極側が材料源に対向する第２の磁石と、を有し、ハース４Ａ，４Ｂと被処理基板Ｗとの間の空間に磁界を発生させることを特徴とする。
【解決手段】被処理基板Ｗを収納する真空容器２と、真空容器２内において被処理基板Ｗを戴置すると共に、所定の搬送方向に搬送するホルダー３と、搬送される被処理基板Ｗに対向して真空容器２内に設けられるハース４Ａ，４Ｂと、ハースにプラズマビームを照射するプラズマガン６，７と、ハースに対向するとともに、被処理基板Ｗを挟んでハースと反対側に設けられる歪曲手段１５Ａと、を備え、歪曲手段１５Ａは、Ｎ極側が材料源に対向する第１の磁石と、Ｓ極側が材料源に対向する第２の磁石と、を有し、ハース４Ａ，４Ｂと被処理基板Ｗとの間の空間に磁界を発生させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された平面表示装置のニーズが高まっている。この様な平面表示装置の一つとして、有機発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置（以下「有機ＥＬ装置」という）が知られている。
【０００３】
有機ＥＬ装置は、陽極と陰極との間に有機発光層（発光層）や、電子注入層などの機能層が挟持される構成の有機発光素子（有機ＥＬ素子）を複数備えている。これらのうち、陰極や電子注入層は、電子を放出しやすい特性を備える材料で形成することから、大気中に存在する水分と反応し劣化しやすい。これらが劣化すると、ダークスポットと呼ばれる非発光領域を形成してしまう。そのため、有機ＥＬ装置では、有機発光素子から大気中の水分を遮断する封止構造が重要となる。
【０００４】
上述の封止構造について、近年では、数μｍの厚みの薄い無機封止膜を用いて有機発光素子を外部雰囲気と遮断する薄膜封止技術が提案されている。このような封止技術を用いると、内部に気体や液体を封入するための中空構造を備えない完全な固体構造が実現可能となる。固体構造を備える有機ＥＬ装置は、大幅な薄型化や軽量化が可能となり、更なる高機能・高品質な有機ＥＬ装置とすることが期待できことから、薄膜封止技術には大きな期待が寄せられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４２３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の無機封止膜の成膜には、例えば、図１０に示すようなイオンプレーテイング装置が用いられている。
【０００７】
このイオンプレーテイング装置１０００は、真空容器（成膜室）１００１と、この真空容器１００１内に配設されるハース１００２と、このハース１００２にプラズマビームＰＢを照射するプラズマガン１００３と、この真空容器１００１内かつハース１００２に対向して設けられ被処理基板Ｗを搬送する搬送機構１００４とにより構成されている。このハース１００２の貫通孔１００５には成膜材料ロッド１００６が挿入され、このハース１００２の下方には、成膜材料ロッド１００６を徐々に突き上げる供給装置１００７が設けられている。
【０００８】
このイオンプレーテイング装置１０００では、プラズマガン１００３からプラズマビームＰＢが真空容器１００１中に照射される。このプラズマビームＰＢは、ハース１００２の正電位を適当な値に制御することにより、確実にハース１００２に導かれ、このハース１００２中の成膜材料ロッド１００６の上端部を加熱する。この成膜材料ロッド１００６では、その上端部が加熱されることで成膜材料が蒸発し、この蒸発した成膜材料がプラズマビームＰＢ中にてイオン化され、このイオン化した成膜材料粒子が被処理基板Ｗの表面に付着され成膜される。
【０００９】
上述の無機封止膜を形成する有機ＥＬ装置の表面には、発光領域を画素毎に分割する隔壁や、駆動素子、あるいは表面に付着した異物等に起因した多くの段差、凹凸がある。しかし、このような表面に上記装置を用いて無機封止膜を成膜すると、ハース１００２に対向していない段差部分の側壁部分や、異物や段差の陰となる部分等に成膜材料粒子が付着しにくく成膜不良となりやすい。
【００１０】
このような成膜不良部分では、封止が不十分となりやすく、水分が浸入しやすいために非発光領域であるダークスポットが発生しやすい。更に、水分が浸入し続けることでダークスポットが成長し、非発光部分を周囲に広げてしまうため、製品寿命が著しく短くなってしまう。
【００１１】
また、例えば半導体基板における層間絶縁膜のように、有機ＥＬ装置以外にも薄膜を有する機器は多数存在するが、形成する薄膜に成膜が不十分な箇所が存在すると、絶縁が破られて誤作動を起こすなど、機器の信頼性の低下に繋がる。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、薄膜によるカバレッジ性を改善し、成膜不良を抑制する成膜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】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明の成膜装置は、被処理基板を収納する真空容器と、前記被処理基板に対向して前記真空容器内に設けられる材料源と、前記材料源にプラズマビームを照射するプラズマガンと、前記材料源に対向するとともに、前記被処理基板を挟んで前記材料源と反対側に設けられる歪曲手段と、を備え、前記歪曲手段は、Ｎ極側が前記材料源に対向する第１の磁石と、Ｓ極側が前記材料源に対向する第２の磁石と、が隣り合い、前記材料源と前記被処理基板との間の空間に磁界を発生させることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、材料源から飛来する蒸着粒子は、照射されるプラズマビームの電荷に起因して電荷を有しており、蒸着粒子が有する電荷と、歪曲手段が発生させる磁界と、によって生じるローレンツ力により、蒸着粒子の飛行経路を歪曲させることができる。そのため、被処理基板の被処理面に存在する段差部分の側壁部分や、異物や段差の陰となる部分等にも飛来する蒸着粒子が付着しやすくなり、成膜不良なく成膜を行うことが可能な成膜装置とすることができる。ここで、本発明において「磁石」とは、永久磁石および電磁石の両方を含むものである。
【００１５】
本発明においては、前記真空容器内において前記被処理基板を戴置すると共に、所定の搬送方向に搬送する搬送機構を有することが望ましい。
この構成によれば、被処理基板の表面に対して蒸着粒子の飛行経路が歪曲する領域を走査しながら成膜を行うことができるため、被処理基板の表面全面に不良の無い成膜が可能となる。
【００１６】
本発明においては、前記第１の磁石および前記第２の磁石は、前記搬送方向に交差する方向を長手方向とした平面視帯状を呈し、互いの長辺が隣り合って延在していることが望ましい。
この構成によれば、帯状に延在する磁石間に帯状に磁場が生じ、蒸着粒子の飛行経路が歪曲する領域が帯状に分布することとなる。このような領域を横切って被処理基板が搬送されるため、被処理基板の表面に対する成膜走査が効果的に行われ、被処理基板の表面全面に不良の無い成膜が可能となる。
【００１７】
本発明においては、前記歪曲手段は、複数の前記第１の磁石および複数の前記第２の磁石を有し、前記複数の前記第１の電極および前記第２の電極は、縞状に交互に配置されていることが望ましい。
この構成によれば、被処理基板は、一度の搬送で蒸着粒子の飛行経路が歪曲する領域を複数回通過するため、複数回の成膜を行ったのと同様にムラの無い良好な成膜を実現できる成膜装置とすることができる。
【００１８】
本発明においては、前記搬送方向に直交する方向における前記第１の磁石および前記第２の磁石の幅は、前記搬送方向に直交する方向における前記被処理基板の幅よりも長いことが望ましい。
この構成によれば、蒸着粒子の飛行経路の歪曲が被処理基板の全面に渡って行われるため、被処理基板全面に渡って成膜を均一に行うことが可能となる。
【００１９】
本発明においては、前記搬送方向に沿って配列する複数の前記歪曲手段を有し、各々の前記歪曲手段が有する前記第１の磁石および前記第２の磁石は、延在方向が互いに交差する方向に設定されていることが望ましい。
この構成によれば、各々の歪曲手段において、蒸着粒子の飛行経路の歪曲方向が異なるため、個別の歪曲手段と重なって行われる成膜で成膜不良が生じたとしても、各歪曲手段が互いに成膜ムラを補完し、良好な成膜が可能な成膜装置とすることができる。
【００２０】
本発明においては、前記歪曲手段は、複数の前記第１の磁石および複数の前記第２の磁石を有し、前記複数の第１の磁石および第２の磁石は、市松模様状に配置していることが望ましい。
この構成によれば、略格子状に広がる磁界が発生するために、蒸着粒子の飛行経路の歪曲方向が一方向に偏らない。そのため、成膜ムラが生じにくく、良好な成膜が可能な成膜装置とすることができる。
【００２１】
本発明においては、前記第１の磁石および前記第２の磁石の間隔は、２ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが望ましい。
離間距離が２ｍｍよりも狭いと、隣り合う磁石間で生じる磁場が狭くなりすぎるために、目的とする飛行経路の歪曲が起こりにくい。２００ｍｍよりも広いと、磁石間における磁力が弱くなりすぎるために、やはり目的とする飛行経路の歪曲が起こりにくい。そのため、第１の磁石および第２の磁石の間隔を上記範囲とすると、良好に蒸着粒子の飛行経路を歪曲して、成膜不良を抑制する成膜装置とすることができる。
【００２２】
本発明においては、前記歪曲手段は、前記被処理基板の法線方向に設定された回転軸周りに、前記被処理基板に対して相対的に回転可能に設けられていることが望ましい。
この構成によれば、被処理基板の被処理面に対して、飛行経路が歪曲する蒸着粒子を全方位的にムラ無く付着させることができ、良好な成膜を実現できる成膜装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明が適用される有機ＥＬ装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る成膜装置の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の成膜装置の動作を説明する説明図である。
【図５】本発明の成膜装置の効果を示す予備実験の結果を示す図である。
【図６】本発明の成膜装置の動作を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る成膜装置の変形例を示す概略図である。
【図８】本発明の実施形態に係る成膜装置の変形例を示す概略図である。
【図９】本発明の実施形態に係る成膜装置の変形例を示す概略図である。
【図１０】従来の成膜装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１実施形態］
以下、図１〜図９を参照しながら、本発明の実施形態に係る成膜装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００２５】
ここでは、まず図１を用いて、本発明が製造に適用される有機ＥＬ装置について説明した後に、図２，３を用いて成膜装置１について説明を行う。
【００２６】
図１は、有機ＥＬ装置１００の構成を示す断面図である。有機ＥＬ装置１００は、基材１０１ａに素子層１０１ｂが設けられた素子基板１０１と、素子層１０１ｂ上に設けられた画素電極１０２と、画素電極１０２上に設けられた有機発光層１０３と、有機発光層１０３を覆って設けられた共通電極１０４と、を有している。
【００２７】
有機発光層１０３は、複数の隔壁１０５で分割されており、分割された有機発光層１０３は、これを挟持する画素電極１０２，共通電極１０４と複数の有機ＥＬ素子１１０を形成している。また、素子基板１０１に対向配置され有機ＥＬ素子１１０を保護する保護基板１２０を備えており、素子基板１０１と保護基板１２０とは、シール層１３０および接着層１３５を介して貼り合わされている。
【００２８】
また、複数の有機ＥＬ素子１１０は、順に積層して形成される電極保護層１０７と有機緩衝層１０８とガスバリア層１０９と、からなる保護層に覆われている。
【００２９】
これらの保護層のうち、有機緩衝層１０８は、隔壁１０５の形状を反映して凹凸状に形成された電極保護層１０７の凹凸部分を埋め平坦化するために設けられ、エポキシ樹脂などの樹脂材料を用いて形成される。また、電極保護層１０７およびガスバリア層１０９は、透明性や密着性、耐水性、絶縁性、更にはガスバリア性を考慮し、無機材料を形成材料として形成されており、有機ＥＬ素子１１０への水分浸入を防ぐ機能を有している。本実施形態では、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）などのケイ素化合物を用いて形成される。
【００３０】
電極保護層１０７は気相反応を用いて形成されるが、隔壁１０５の上に形成されるため、図において符号ＡＲ１で示す隔壁１０５の頂面部と重なる領域と比べ、符号ＡＲ２で示す隔壁１０５の側壁部と重なる部分では段差の陰となり成膜不良が生じ易い。また、電極保護層１０７やガスバリア層１０９の形成面に異物が付着した状態で成膜を行うと、ピンホールを生じやすく、信頼性が低下する。
【００３１】
本発明の成膜装置は、隔壁１０５、有機ＥＬ素子１１０が形成された素子基板１０１（被処理基板Ｗ）に対し、このような電極保護層１０７およびガスバリア層１０９を形成する際に好適に用いられる。
【００３２】
図２は、本実施形態の成膜装置１を示す断面図である。図に示すように、成膜装置１は、被処理基板Ｗを収納する真空容器２と、真空容器２の上部に設けられ被処理基板Ｗを真空容器２内に搬送するためのホルダー（搬送機構）３と、真空容器２内の底部において被処理基板Ｗの被処理面Ｗｓに対向して配設されたハース（材料源）４Ａ、４Ｂと、ハース４Ａに高密度プラズマＨＰを入射させるプラズマガン６と、ハース４Ｂに高密度プラズマＨＰを入射させるプラズマガン７と、真空容器２には、窒素ガス（Ｎ２）等を導入するための配管１０と、真空容器２の上部に設けられホルダー３を挟んでハース４Ａ，４Ｂに対向する歪曲手段１５Ａと、を備えている。
【００３３】
ハース４Ａ、４Ｂ各々には、酸化ケイ素（ＳｉＯ）等の成膜材料が充填され、これらハース４Ａ、４Ｂ各々の周囲には、各々に入射する高密度プラズマＨＰの向きを制御するハースコイル８が設けられている。また、プラズマガン６の高密度プラズマＨＰの出射側にも高密度プラズマＨＰの向きを制御するステアリングコイル９が設けられている。
【００３４】
プラズマガン６から出射された高密度プラズマＨＰは、制御装置（図示略）にてハース４Ａの放電電圧を適当な値に制御することにより、確実にハース４Ａに導かれ、ハース４Ａ中の成膜材料を加熱し蒸発させる。同様に、プラズマガン７から出射された高密度プラズマＨＰもハース４Ｂに導かれ、ハース４Ｂ中の成膜材料を加熱し蒸発させる。この蒸発した成膜材料は、高密度プラズマＨＰ中にてイオン化するとともに窒素ガス等の雰囲気ガスと反応し、この反応生成物が被処理基板Ｗの表面に付着し、成膜される。
【００３５】
歪曲手段１５Ａは、ハース４Ａ，４Ｂから直線状に飛来する成膜材料または反応生成物（以下、両者を併せて膜材料と称する）の飛行経路を、ホルダー３の近傍で歪曲する機能を有する。
【００３６】
図３は、歪曲手段１５Ａの概要を示す模式図である。図に示すように、歪曲手段１５Ａは、平面視略矩形で帯状に延在する板体であり、一方向に延在する複数の第１の磁石（磁石）１５ａ、第２の磁石（磁石）１５ｂと、同様に平面視略矩形を呈し一方向に延在する複数の緩衝材１５ｃと、を有している。磁石１５ａ，１５ｂはそれぞれの長辺同士が隣り合うように所定の配列軸に沿って縞状に交互に配列しており、隣り合う磁石１５ａ，１５ｂの間には、それぞれの長辺と自身の長辺とが隣り合うように緩衝材１５ｃが配置されている。
【００３７】
第１の磁石１５ａは、図２に示す真空容器下部に配置されるハース側にＮ極が対向しており、一方、第２の磁石１５ｂは、ハース側にＳ極が対向している。
【００３８】
磁石１５ａ，１５ｂの長辺の長さＬ１は、被処理基板Ｗにおける磁石１５ａ，１５ｂの長辺と同方向の長さＬ２よりも長いことが望ましい。これは、磁石１５ａ，１５ｂの端部では、発生する磁界の向き（磁力線の向き）が中央部と違うためであり、後述する膜材料へ働く力の向きが揃う磁石中央部を用いて均一な成膜を行うためである。
【００３９】
不図示のホルダーに保持された被処理基板Ｗは、磁石１５ａ，１５ｂの延在方向と交差する方向に移動し、被処理基板Ｗに対して歪曲手段１５Ａと反対の方向から飛来する膜材料Ｍを用いて被処理面に成膜される。
【００４０】
このような歪曲手段１５Ａの近傍においては、飛来する膜材料Ｍは次のような挙動を示す。図４は、歪曲手段１５Ａ近傍の様子について示した概略図であり、歪曲手段１５Ａを図２に示す真空容器下方から平面視した図である。即ち、膜材料Ｍは、紙面手前から紙面奥方向に飛来する。
【００４１】
成膜装置内において歪曲手段１５Ａに向かって飛来する膜材料Ｍは、加熱に用いられる高密度プラズマの電荷に起因して電荷を有している。成膜材料としてＳｉＯを用いる場合、膜材料Ｍはマイナスに帯電する。
【００４２】
一方、歪曲手段１５Ａでは、隣り合う磁石１５ａ，１５ｂ間において磁界ＭＦが発生している。このような歪曲手段１５Ａに向かって飛来する膜材料Ｍには、磁界ＭＦの影響により図中両矢印で示すローレンツ力が磁石１５ａ，１５ｂの延在方向に平行な方向に働くため、磁石１５ａ，１５ｂの延在方向に平行な方向に飛行経路が歪曲する。その結果、膜材料Ｍは、被処理基板に対して斜め方向から付着して成膜が行われる。
【００４３】
上述のローレンツ力が有効に生じるために、第１の磁石１５ａと第２の磁石１５ｂとの間の間隔は、２ｍｍ以上２００ｍｍ以下となっている。離間距離が２ｍｍよりも狭いと、隣り合う磁石間で生じる磁場が狭くなりすぎるために、目的とする飛行経路の歪曲が起こりにくい。２００ｍｍよりも広いと、磁石間における磁力が弱くなりすぎるために、やはり目的とする飛行経路の歪曲が起こりにくい。
本実施形態の成膜装置１は、以上のような構成となっている。
【００４４】
発明者は、上述の歪曲手段１５Ａの表面に、段差を有する試験用パネルを配置して固定し、走査を行わないでＳｉＯＮ膜を評価膜として成膜する予備実験を行い、上述のローレンツ力により膜材料Ｍの飛行経路が歪曲して付着することを確かめている。
【００４５】
図５は、符号Ｓで示す段差部分を有する試験用パネルＰに評価膜Ｆを成膜した結果を示すＳＥＭ写真である。図５（ａ）は、予備実験の結果を示す試験用パネルの断面写真であり、図５（ｂ）は、比較例として行った歪曲手段を用いない従来の成膜による試験用パネルの断面写真である。
【００４６】
予備実験の結果、図５（ａ）に示す歪曲手段を用いた試験用パネルＰでは、符号Ａ１で示す段差部分Ｓの側壁部においても、途切れずに評価膜Ｆが成膜されているのに対し、図５（ｂ）に示す試験用パネルＰでは、符号Ａ２で示す部分で評価膜Ｆが途切れており、成膜不良が生じていた。また、この予備実験では、Ｎ極と重なる領域において厚く成膜がなされる現象が観察された。
【００４７】
次に、上記の成膜装置１の機能について、例を示して説明する。図６は、被処理基板Ｗに成膜する様子を示す工程図である。ここでは、説明のためにＸＹＺ直交座標系を設定する。被処理基板Ｗの搬送方向を＋Ｘ軸方向、被処理基板Ｗを含む面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち膜材料Ｍが飛来する鉛直方向）を＋Ｚ軸方向とする。
【００４８】
また、ここでは、図１で示した有機ＥＬ装置１００の製造工程において、隔壁１０５、有機ＥＬ素子１１０が形成された素子基板１０１（被処理基板Ｗ）に対し、電極保護層を形成する様子を示す。被処理基板Ｗは、隔壁１０５や有機ＥＬ素子１１０が形成された側を被処理面Ｗｓとして膜材料Ｍの飛来する側に向け、歪曲手段１５Ａと平面的に重なるように移動し、被処理面Ｗｓに成膜される。
【００４９】
ここで、歪曲手段１５Ａは、被処理基板Ｗの搬送方向に交わる方向に、被処理基板Ｗ側にＮ極が対向する磁石１５ａと被処理基板Ｗ側にＳ極が対向する１５ｂとが交互に配列している。従って、歪曲手段１５Ａの近傍では、被処理基板Ｗの搬送方向に交わる方向に生じる磁界の向きが、規則的に交互に反転している。
【００５０】
図６（ａ）には、＋Ｘ方向に生じる磁界の中における成膜の様子を示す。この場合、飛来する膜材料Ｍは、歪曲手段１５Ａから生じる磁界によりローレンツ力を受け、飛行経路が＋Ｙ方向に歪曲、あるいは旋回運動（サイクロトロン運動）を起こしながら被処理面Ｗｓに達する。
【００５１】
また、図６（ａ）には、−Ｘ方向に生じる磁界の中における成膜の様子を示す。この場合、飛来する膜材料Ｍは、歪曲手段１５Ａから生じる磁界によりローレンツ力を受け、飛行経路が−Ｙ方向に歪曲、あるいはサイクロトロン運動を起こしながら被処理面Ｗｓに達する。
【００５２】
このような成膜状態では、膜材料Ｍが直進して飛来するよりも、符号ＡＲ２で示す隔壁１０５の側壁部と重なる部分に膜材料Ｍが付着しやすく、結果、成膜不良が生じにくい。また、被処理基板Ｗを搬送させながら成膜を行うため、図６（ａ）（ｂ）に示す成膜状態が交互に起こり、結果、被処理面Ｗｓが有する段差部分の全面において膜材料Ｍが良好に付着し、成膜が行われる。更に、必要に応じて被処理基板Ｗを往復させながら複数回の成膜を行うことで、成膜不良が無い良好な電極保護層が形成される。
【００５３】
被処理基板Ｗと歪曲手段１５Ａとの離間距離は、歪曲手段１５Ａに用いる磁石１５ａ，１５ｂの磁力の強さや膜材料Ｍの成膜レート等によって任意に決める事が出来るが、上記のようなローレンツ力を良好に生じるためには、被処理基板Ｗの被処理面近傍における磁束密度が３０ｍＴ以上となる離間距離であることが望ましい。磁束密度は、被処理基板Ｗと歪曲手段１５Ａとの離間距離を変更することで調整することができる。
以上のようにして、本実施形態の成膜装置を用いた成膜が行われる。
【００５４】
以上のような構成の成膜装置１によれば、飛来する膜材料Ｍが有する電荷と、歪曲手段１５Ａが発生させる磁界と、によって生じるローレンツ力により、膜材料Ｍの飛行経路を歪曲させることができる。そのため、被処理基板Ｗの被処理面Ｗｓに存在する隔壁の側壁部分にも歪曲して飛来する膜材料Ｍが付着しやすくなり、成膜不良なく成膜を行うことが可能な成膜装置１とすることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、歪曲手段１５Ａは、磁石１５ａと磁石１５ｂとが縞状に交互に配置されていることとしている。被処理基板Ｗは、一度の搬送で膜材料Ｍの飛行経路が歪曲する領域を複数回通過するため、複数回の成膜を行ったのと同様にムラの無い良好な成膜を実現できる成膜装置１とすることができる。
【００５６】
なお、本実施形態においては、歪曲手段１５Ａには帯状の磁石１５ａ，１５ｂが縞状に配列することとしているがこれに限らない。図７は、歪曲手段の変形例を示す模式図であり、図４に対応する図である。
【００５７】
図に示すように、歪曲手段１５Ｂは、複数の磁石１５ａ，１５ｂが、市松模様状に配置している。この場合、例えば、任意の第１の磁石１５ａの周囲には、４つの第２の磁石１５ｂが配置しており、略十字の方向に磁界が生じる。即ち、歪曲手段１５Ｂ全体では、略格子状に広がる磁界が発生する。飛来する膜材料は、このような磁界からローレンツ力を受けるために、蒸着粒子の飛行経路の歪曲方向が一方向に偏らない。そのため、成膜ムラが生じにくく、良好な成膜が可能な成膜装置とすることができる。
【００５８】
また、本実施形態においては、被処理基板Ｗの搬送方向と交わる方向に延在する磁石を有する歪曲手段１５Ａを１つ設けることとしているが、複数の歪曲手段を備える成膜装置とすることとしても良い。
【００５９】
例えば、図８に示すように、２つの歪曲手段１５Ｃ，１５Ｄが有する磁石１５ａ，１５ｂの延在方向が交わるように配置すると、歪曲手段と重なって行われる成膜毎に膜材料Ｍの付着する方位が異なるため、被処理基板Ｗに対して複数の方位から膜材料Ｍの付着を行う事が出来る。従って、膜材料Ｍの付着方向の偏りを無くし、成膜不良を良好に防ぐことができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、被処理基板Ｗと歪曲手段１５Ａとは、相対的な直線運動を行うこととしているが、平面的に重なる被処理基板Ｗと歪曲手段１５Ａとが、相対的に回転運動を行う構成とすることとしても良い。
【００６１】
例えば、図９（ａ）に示すように、歪曲手段１５Ｅの法線と平行に設定された回転軸Ｒ１のまわりを歪曲手段１５Ｅが回転可能とし、歪曲手段１５Ｅを回転させながら本実施形態と同様に歪曲手段１５Ｅに対向する被処理基板Ｗを移動させる。このような動作を行う成膜装置で成膜を行うと、膜材料Ｍは、被処理面に対して全方位的に様々な方向から飛来して成膜される。そのため、例えば、凹凸形状が格子状に設けられているような場合であっても、成膜の陰となる箇所がなくなり、好適に成膜を行うことができる。
【００６２】
上記のように複数の歪曲手段を用いる場合には、歪曲手段毎に各々回転可能とすることとしても良い。
【００６３】
あるいは、図９（ｂ）に示すように、被処理基板Ｗの法線と平行に設定された回転軸Ｒ２のまわりを被処理基板Ｗが回転可能とし、被処理基板Ｗを回転させながら、歪曲手段１５Ａに対向する被処理基板Ｗを移動させることとしても良い。
【００６４】
図９で示した歪曲手段１５Ｅまたは被処理基板Ｗの回転運動は、一方向に回転し続ける回転運動であっても良く、あるいは、一方向に一定の角度回転した後に逆方向に一定の角度回転することを繰り返すこととしても良い。この構成だと、例えば９０度の角度変更が可能であれば、結果として被処理面に対し全方位的に様々な方向から膜材料Ｍを付着させて成膜を行うことができる。
【００６５】
更に、例えば、被処理基板Ｗを往復させて複数回の走査により成膜を行う場合には、往復の切り替え時に被処理基板Ｗと歪曲手段との相対角度を変更することとして、搬送中は互いの相対角度を固定した状態で成膜を行っても良い。
【００６６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…成膜装置、２…真空容器、３…ホルダー（搬送機構）、４Ａ，４Ｂ…ハース（材料源）、６，７…プラズマガン、１５Ａ〜１５Ｅ…歪曲手段、１５ａ…第１の磁石、１５ｂ…第２の磁石、１５ｃ…緩衝材、Ｍ…膜材料（蒸着粒子）、ＭＥ…磁界、Ｗ…被処理基板、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された平面表示装置のニーズが高まっている。この様な平面表示装置の一つとして、有機発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置（以下「有機ＥＬ装置」という）が知られている。
【０００３】
有機ＥＬ装置は、陽極と陰極との間に有機発光層（発光層）や、電子注入層などの機能層が挟持される構成の有機発光素子（有機ＥＬ素子）を複数備えている。これらのうち、陰極や電子注入層は、電子を放出しやすい特性を備える材料で形成することから、大気中に存在する水分と反応し劣化しやすい。これらが劣化すると、ダークスポットと呼ばれる非発光領域を形成してしまう。そのため、有機ＥＬ装置では、有機発光素子から大気中の水分を遮断する封止構造が重要となる。
【０００４】
上述の封止構造について、近年では、数μｍの厚みの薄い無機封止膜を用いて有機発光素子を外部雰囲気と遮断する薄膜封止技術が提案されている。このような封止技術を用いると、内部に気体や液体を封入するための中空構造を備えない完全な固体構造が実現可能となる。固体構造を備える有機ＥＬ装置は、大幅な薄型化や軽量化が可能となり、更なる高機能・高品質な有機ＥＬ装置とすることが期待できことから、薄膜封止技術には大きな期待が寄せられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４２３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の無機封止膜の成膜には、例えば、図１０に示すようなイオンプレーテイング装置が用いられている。
【０００７】
このイオンプレーテイング装置１０００は、真空容器（成膜室）１００１と、この真空容器１００１内に配設されるハース１００２と、このハース１００２にプラズマビームＰＢを照射するプラズマガン１００３と、この真空容器１００１内かつハース１００２に対向して設けられ被処理基板Ｗを搬送する搬送機構１００４とにより構成されている。このハース１００２の貫通孔１００５には成膜材料ロッド１００６が挿入され、このハース１００２の下方には、成膜材料ロッド１００６を徐々に突き上げる供給装置１００７が設けられている。
【０００８】
このイオンプレーテイング装置１０００では、プラズマガン１００３からプラズマビームＰＢが真空容器１００１中に照射される。このプラズマビームＰＢは、ハース１００２の正電位を適当な値に制御することにより、確実にハース１００２に導かれ、このハース１００２中の成膜材料ロッド１００６の上端部を加熱する。この成膜材料ロッド１００６では、その上端部が加熱されることで成膜材料が蒸発し、この蒸発した成膜材料がプラズマビームＰＢ中にてイオン化され、このイオン化した成膜材料粒子が被処理基板Ｗの表面に付着され成膜される。
【０００９】
上述の無機封止膜を形成する有機ＥＬ装置の表面には、発光領域を画素毎に分割する隔壁や、駆動素子、あるいは表面に付着した異物等に起因した多くの段差、凹凸がある。しかし、このような表面に上記装置を用いて無機封止膜を成膜すると、ハース１００２に対向していない段差部分の側壁部分や、異物や段差の陰となる部分等に成膜材料粒子が付着しにくく成膜不良となりやすい。
【００１０】
このような成膜不良部分では、封止が不十分となりやすく、水分が浸入しやすいために非発光領域であるダークスポットが発生しやすい。更に、水分が浸入し続けることでダークスポットが成長し、非発光部分を周囲に広げてしまうため、製品寿命が著しく短くなってしまう。
【００１１】
また、例えば半導体基板における層間絶縁膜のように、有機ＥＬ装置以外にも薄膜を有する機器は多数存在するが、形成する薄膜に成膜が不十分な箇所が存在すると、絶縁が破られて誤作動を起こすなど、機器の信頼性の低下に繋がる。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、薄膜によるカバレッジ性を改善し、成膜不良を抑制する成膜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】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明の成膜装置は、被処理基板を収納する真空容器と、前記被処理基板に対向して前記真空容器内に設けられる材料源と、前記材料源にプラズマビームを照射するプラズマガンと、前記材料源に対向するとともに、前記被処理基板を挟んで前記材料源と反対側に設けられる歪曲手段と、を備え、前記歪曲手段は、Ｎ極側が前記材料源に対向する第１の磁石と、Ｓ極側が前記材料源に対向する第２の磁石と、が隣り合い、前記材料源と前記被処理基板との間の空間に磁界を発生させることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、材料源から飛来する蒸着粒子は、照射されるプラズマビームの電荷に起因して電荷を有しており、蒸着粒子が有する電荷と、歪曲手段が発生させる磁界と、によって生じるローレンツ力により、蒸着粒子の飛行経路を歪曲させることができる。そのため、被処理基板の被処理面に存在する段差部分の側壁部分や、異物や段差の陰となる部分等にも飛来する蒸着粒子が付着しやすくなり、成膜不良なく成膜を行うことが可能な成膜装置とすることができる。ここで、本発明において「磁石」とは、永久磁石および電磁石の両方を含むものである。
【００１５】
本発明においては、前記真空容器内において前記被処理基板を戴置すると共に、所定の搬送方向に搬送する搬送機構を有することが望ましい。
この構成によれば、被処理基板の表面に対して蒸着粒子の飛行経路が歪曲する領域を走査しながら成膜を行うことができるため、被処理基板の表面全面に不良の無い成膜が可能となる。
【００１６】
本発明においては、前記第１の磁石および前記第２の磁石は、前記搬送方向に交差する方向を長手方向とした平面視帯状を呈し、互いの長辺が隣り合って延在していることが望ましい。
この構成によれば、帯状に延在する磁石間に帯状に磁場が生じ、蒸着粒子の飛行経路が歪曲する領域が帯状に分布することとなる。このような領域を横切って被処理基板が搬送されるため、被処理基板の表面に対する成膜走査が効果的に行われ、被処理基板の表面全面に不良の無い成膜が可能となる。
【００１７】
本発明においては、前記歪曲手段は、複数の前記第１の磁石および複数の前記第２の磁石を有し、前記複数の前記第１の電極および前記第２の電極は、縞状に交互に配置されていることが望ましい。
この構成によれば、被処理基板は、一度の搬送で蒸着粒子の飛行経路が歪曲する領域を複数回通過するため、複数回の成膜を行ったのと同様にムラの無い良好な成膜を実現できる成膜装置とすることができる。
【００１８】
本発明においては、前記搬送方向に直交する方向における前記第１の磁石および前記第２の磁石の幅は、前記搬送方向に直交する方向における前記被処理基板の幅よりも長いことが望ましい。
この構成によれば、蒸着粒子の飛行経路の歪曲が被処理基板の全面に渡って行われるため、被処理基板全面に渡って成膜を均一に行うことが可能となる。
【００１９】
本発明においては、前記搬送方向に沿って配列する複数の前記歪曲手段を有し、各々の前記歪曲手段が有する前記第１の磁石および前記第２の磁石は、延在方向が互いに交差する方向に設定されていることが望ましい。
この構成によれば、各々の歪曲手段において、蒸着粒子の飛行経路の歪曲方向が異なるため、個別の歪曲手段と重なって行われる成膜で成膜不良が生じたとしても、各歪曲手段が互いに成膜ムラを補完し、良好な成膜が可能な成膜装置とすることができる。
【００２０】
本発明においては、前記歪曲手段は、複数の前記第１の磁石および複数の前記第２の磁石を有し、前記複数の第１の磁石および第２の磁石は、市松模様状に配置していることが望ましい。
この構成によれば、略格子状に広がる磁界が発生するために、蒸着粒子の飛行経路の歪曲方向が一方向に偏らない。そのため、成膜ムラが生じにくく、良好な成膜が可能な成膜装置とすることができる。
【００２１】
本発明においては、前記第１の磁石および前記第２の磁石の間隔は、２ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが望ましい。
離間距離が２ｍｍよりも狭いと、隣り合う磁石間で生じる磁場が狭くなりすぎるために、目的とする飛行経路の歪曲が起こりにくい。２００ｍｍよりも広いと、磁石間における磁力が弱くなりすぎるために、やはり目的とする飛行経路の歪曲が起こりにくい。そのため、第１の磁石および第２の磁石の間隔を上記範囲とすると、良好に蒸着粒子の飛行経路を歪曲して、成膜不良を抑制する成膜装置とすることができる。
【００２２】
本発明においては、前記歪曲手段は、前記被処理基板の法線方向に設定された回転軸周りに、前記被処理基板に対して相対的に回転可能に設けられていることが望ましい。
この構成によれば、被処理基板の被処理面に対して、飛行経路が歪曲する蒸着粒子を全方位的にムラ無く付着させることができ、良好な成膜を実現できる成膜装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明が適用される有機ＥＬ装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る成膜装置の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の成膜装置の動作を説明する説明図である。
【図５】本発明の成膜装置の効果を示す予備実験の結果を示す図である。
【図６】本発明の成膜装置の動作を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る成膜装置の変形例を示す概略図である。
【図８】本発明の実施形態に係る成膜装置の変形例を示す概略図である。
【図９】本発明の実施形態に係る成膜装置の変形例を示す概略図である。
【図１０】従来の成膜装置の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１実施形態］
以下、図１〜図９を参照しながら、本発明の実施形態に係る成膜装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００２５】
ここでは、まず図１を用いて、本発明が製造に適用される有機ＥＬ装置について説明した後に、図２，３を用いて成膜装置１について説明を行う。
【００２６】
図１は、有機ＥＬ装置１００の構成を示す断面図である。有機ＥＬ装置１００は、基材１０１ａに素子層１０１ｂが設けられた素子基板１０１と、素子層１０１ｂ上に設けられた画素電極１０２と、画素電極１０２上に設けられた有機発光層１０３と、有機発光層１０３を覆って設けられた共通電極１０４と、を有している。
【００２７】
有機発光層１０３は、複数の隔壁１０５で分割されており、分割された有機発光層１０３は、これを挟持する画素電極１０２，共通電極１０４と複数の有機ＥＬ素子１１０を形成している。また、素子基板１０１に対向配置され有機ＥＬ素子１１０を保護する保護基板１２０を備えており、素子基板１０１と保護基板１２０とは、シール層１３０および接着層１３５を介して貼り合わされている。
【００２８】
また、複数の有機ＥＬ素子１１０は、順に積層して形成される電極保護層１０７と有機緩衝層１０８とガスバリア層１０９と、からなる保護層に覆われている。
【００２９】
これらの保護層のうち、有機緩衝層１０８は、隔壁１０５の形状を反映して凹凸状に形成された電極保護層１０７の凹凸部分を埋め平坦化するために設けられ、エポキシ樹脂などの樹脂材料を用いて形成される。また、電極保護層１０７およびガスバリア層１０９は、透明性や密着性、耐水性、絶縁性、更にはガスバリア性を考慮し、無機材料を形成材料として形成されており、有機ＥＬ素子１１０への水分浸入を防ぐ機能を有している。本実施形態では、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）などのケイ素化合物を用いて形成される。
【００３０】
電極保護層１０７は気相反応を用いて形成されるが、隔壁１０５の上に形成されるため、図において符号ＡＲ１で示す隔壁１０５の頂面部と重なる領域と比べ、符号ＡＲ２で示す隔壁１０５の側壁部と重なる部分では段差の陰となり成膜不良が生じ易い。また、電極保護層１０７やガスバリア層１０９の形成面に異物が付着した状態で成膜を行うと、ピンホールを生じやすく、信頼性が低下する。
【００３１】
本発明の成膜装置は、隔壁１０５、有機ＥＬ素子１１０が形成された素子基板１０１（被処理基板Ｗ）に対し、このような電極保護層１０７およびガスバリア層１０９を形成する際に好適に用いられる。
【００３２】
図２は、本実施形態の成膜装置１を示す断面図である。図に示すように、成膜装置１は、被処理基板Ｗを収納する真空容器２と、真空容器２の上部に設けられ被処理基板Ｗを真空容器２内に搬送するためのホルダー（搬送機構）３と、真空容器２内の底部において被処理基板Ｗの被処理面Ｗｓに対向して配設されたハース（材料源）４Ａ、４Ｂと、ハース４Ａに高密度プラズマＨＰを入射させるプラズマガン６と、ハース４Ｂに高密度プラズマＨＰを入射させるプラズマガン７と、真空容器２には、窒素ガス（Ｎ２）等を導入するための配管１０と、真空容器２の上部に設けられホルダー３を挟んでハース４Ａ，４Ｂに対向する歪曲手段１５Ａと、を備えている。
【００３３】
ハース４Ａ、４Ｂ各々には、酸化ケイ素（ＳｉＯ）等の成膜材料が充填され、これらハース４Ａ、４Ｂ各々の周囲には、各々に入射する高密度プラズマＨＰの向きを制御するハースコイル８が設けられている。また、プラズマガン６の高密度プラズマＨＰの出射側にも高密度プラズマＨＰの向きを制御するステアリングコイル９が設けられている。
【００３４】
プラズマガン６から出射された高密度プラズマＨＰは、制御装置（図示略）にてハース４Ａの放電電圧を適当な値に制御することにより、確実にハース４Ａに導かれ、ハース４Ａ中の成膜材料を加熱し蒸発させる。同様に、プラズマガン７から出射された高密度プラズマＨＰもハース４Ｂに導かれ、ハース４Ｂ中の成膜材料を加熱し蒸発させる。この蒸発した成膜材料は、高密度プラズマＨＰ中にてイオン化するとともに窒素ガス等の雰囲気ガスと反応し、この反応生成物が被処理基板Ｗの表面に付着し、成膜される。
【００３５】
歪曲手段１５Ａは、ハース４Ａ，４Ｂから直線状に飛来する成膜材料または反応生成物（以下、両者を併せて膜材料と称する）の飛行経路を、ホルダー３の近傍で歪曲する機能を有する。
【００３６】
図３は、歪曲手段１５Ａの概要を示す模式図である。図に示すように、歪曲手段１５Ａは、平面視略矩形で帯状に延在する板体であり、一方向に延在する複数の第１の磁石（磁石）１５ａ、第２の磁石（磁石）１５ｂと、同様に平面視略矩形を呈し一方向に延在する複数の緩衝材１５ｃと、を有している。磁石１５ａ，１５ｂはそれぞれの長辺同士が隣り合うように所定の配列軸に沿って縞状に交互に配列しており、隣り合う磁石１５ａ，１５ｂの間には、それぞれの長辺と自身の長辺とが隣り合うように緩衝材１５ｃが配置されている。
【００３７】
第１の磁石１５ａは、図２に示す真空容器下部に配置されるハース側にＮ極が対向しており、一方、第２の磁石１５ｂは、ハース側にＳ極が対向している。
【００３８】
磁石１５ａ，１５ｂの長辺の長さＬ１は、被処理基板Ｗにおける磁石１５ａ，１５ｂの長辺と同方向の長さＬ２よりも長いことが望ましい。これは、磁石１５ａ，１５ｂの端部では、発生する磁界の向き（磁力線の向き）が中央部と違うためであり、後述する膜材料へ働く力の向きが揃う磁石中央部を用いて均一な成膜を行うためである。
【００３９】
不図示のホルダーに保持された被処理基板Ｗは、磁石１５ａ，１５ｂの延在方向と交差する方向に移動し、被処理基板Ｗに対して歪曲手段１５Ａと反対の方向から飛来する膜材料Ｍを用いて被処理面に成膜される。
【００４０】
このような歪曲手段１５Ａの近傍においては、飛来する膜材料Ｍは次のような挙動を示す。図４は、歪曲手段１５Ａ近傍の様子について示した概略図であり、歪曲手段１５Ａを図２に示す真空容器下方から平面視した図である。即ち、膜材料Ｍは、紙面手前から紙面奥方向に飛来する。
【００４１】
成膜装置内において歪曲手段１５Ａに向かって飛来する膜材料Ｍは、加熱に用いられる高密度プラズマの電荷に起因して電荷を有している。成膜材料としてＳｉＯを用いる場合、膜材料Ｍはマイナスに帯電する。
【００４２】
一方、歪曲手段１５Ａでは、隣り合う磁石１５ａ，１５ｂ間において磁界ＭＦが発生している。このような歪曲手段１５Ａに向かって飛来する膜材料Ｍには、磁界ＭＦの影響により図中両矢印で示すローレンツ力が磁石１５ａ，１５ｂの延在方向に平行な方向に働くため、磁石１５ａ，１５ｂの延在方向に平行な方向に飛行経路が歪曲する。その結果、膜材料Ｍは、被処理基板に対して斜め方向から付着して成膜が行われる。
【００４３】
上述のローレンツ力が有効に生じるために、第１の磁石１５ａと第２の磁石１５ｂとの間の間隔は、２ｍｍ以上２００ｍｍ以下となっている。離間距離が２ｍｍよりも狭いと、隣り合う磁石間で生じる磁場が狭くなりすぎるために、目的とする飛行経路の歪曲が起こりにくい。２００ｍｍよりも広いと、磁石間における磁力が弱くなりすぎるために、やはり目的とする飛行経路の歪曲が起こりにくい。
本実施形態の成膜装置１は、以上のような構成となっている。
【００４４】
発明者は、上述の歪曲手段１５Ａの表面に、段差を有する試験用パネルを配置して固定し、走査を行わないでＳｉＯＮ膜を評価膜として成膜する予備実験を行い、上述のローレンツ力により膜材料Ｍの飛行経路が歪曲して付着することを確かめている。
【００４５】
図５は、符号Ｓで示す段差部分を有する試験用パネルＰに評価膜Ｆを成膜した結果を示すＳＥＭ写真である。図５（ａ）は、予備実験の結果を示す試験用パネルの断面写真であり、図５（ｂ）は、比較例として行った歪曲手段を用いない従来の成膜による試験用パネルの断面写真である。
【００４６】
予備実験の結果、図５（ａ）に示す歪曲手段を用いた試験用パネルＰでは、符号Ａ１で示す段差部分Ｓの側壁部においても、途切れずに評価膜Ｆが成膜されているのに対し、図５（ｂ）に示す試験用パネルＰでは、符号Ａ２で示す部分で評価膜Ｆが途切れており、成膜不良が生じていた。また、この予備実験では、Ｎ極と重なる領域において厚く成膜がなされる現象が観察された。
【００４７】
次に、上記の成膜装置１の機能について、例を示して説明する。図６は、被処理基板Ｗに成膜する様子を示す工程図である。ここでは、説明のためにＸＹＺ直交座標系を設定する。被処理基板Ｗの搬送方向を＋Ｘ軸方向、被処理基板Ｗを含む面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち膜材料Ｍが飛来する鉛直方向）を＋Ｚ軸方向とする。
【００４８】
また、ここでは、図１で示した有機ＥＬ装置１００の製造工程において、隔壁１０５、有機ＥＬ素子１１０が形成された素子基板１０１（被処理基板Ｗ）に対し、電極保護層を形成する様子を示す。被処理基板Ｗは、隔壁１０５や有機ＥＬ素子１１０が形成された側を被処理面Ｗｓとして膜材料Ｍの飛来する側に向け、歪曲手段１５Ａと平面的に重なるように移動し、被処理面Ｗｓに成膜される。
【００４９】
ここで、歪曲手段１５Ａは、被処理基板Ｗの搬送方向に交わる方向に、被処理基板Ｗ側にＮ極が対向する磁石１５ａと被処理基板Ｗ側にＳ極が対向する１５ｂとが交互に配列している。従って、歪曲手段１５Ａの近傍では、被処理基板Ｗの搬送方向に交わる方向に生じる磁界の向きが、規則的に交互に反転している。
【００５０】
図６（ａ）には、＋Ｘ方向に生じる磁界の中における成膜の様子を示す。この場合、飛来する膜材料Ｍは、歪曲手段１５Ａから生じる磁界によりローレンツ力を受け、飛行経路が＋Ｙ方向に歪曲、あるいは旋回運動（サイクロトロン運動）を起こしながら被処理面Ｗｓに達する。
【００５１】
また、図６（ａ）には、−Ｘ方向に生じる磁界の中における成膜の様子を示す。この場合、飛来する膜材料Ｍは、歪曲手段１５Ａから生じる磁界によりローレンツ力を受け、飛行経路が−Ｙ方向に歪曲、あるいはサイクロトロン運動を起こしながら被処理面Ｗｓに達する。
【００５２】
このような成膜状態では、膜材料Ｍが直進して飛来するよりも、符号ＡＲ２で示す隔壁１０５の側壁部と重なる部分に膜材料Ｍが付着しやすく、結果、成膜不良が生じにくい。また、被処理基板Ｗを搬送させながら成膜を行うため、図６（ａ）（ｂ）に示す成膜状態が交互に起こり、結果、被処理面Ｗｓが有する段差部分の全面において膜材料Ｍが良好に付着し、成膜が行われる。更に、必要に応じて被処理基板Ｗを往復させながら複数回の成膜を行うことで、成膜不良が無い良好な電極保護層が形成される。
【００５３】
被処理基板Ｗと歪曲手段１５Ａとの離間距離は、歪曲手段１５Ａに用いる磁石１５ａ，１５ｂの磁力の強さや膜材料Ｍの成膜レート等によって任意に決める事が出来るが、上記のようなローレンツ力を良好に生じるためには、被処理基板Ｗの被処理面近傍における磁束密度が３０ｍＴ以上となる離間距離であることが望ましい。磁束密度は、被処理基板Ｗと歪曲手段１５Ａとの離間距離を変更することで調整することができる。
以上のようにして、本実施形態の成膜装置を用いた成膜が行われる。
【００５４】
以上のような構成の成膜装置１によれば、飛来する膜材料Ｍが有する電荷と、歪曲手段１５Ａが発生させる磁界と、によって生じるローレンツ力により、膜材料Ｍの飛行経路を歪曲させることができる。そのため、被処理基板Ｗの被処理面Ｗｓに存在する隔壁の側壁部分にも歪曲して飛来する膜材料Ｍが付着しやすくなり、成膜不良なく成膜を行うことが可能な成膜装置１とすることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、歪曲手段１５Ａは、磁石１５ａと磁石１５ｂとが縞状に交互に配置されていることとしている。被処理基板Ｗは、一度の搬送で膜材料Ｍの飛行経路が歪曲する領域を複数回通過するため、複数回の成膜を行ったのと同様にムラの無い良好な成膜を実現できる成膜装置１とすることができる。
【００５６】
なお、本実施形態においては、歪曲手段１５Ａには帯状の磁石１５ａ，１５ｂが縞状に配列することとしているがこれに限らない。図７は、歪曲手段の変形例を示す模式図であり、図４に対応する図である。
【００５７】
図に示すように、歪曲手段１５Ｂは、複数の磁石１５ａ，１５ｂが、市松模様状に配置している。この場合、例えば、任意の第１の磁石１５ａの周囲には、４つの第２の磁石１５ｂが配置しており、略十字の方向に磁界が生じる。即ち、歪曲手段１５Ｂ全体では、略格子状に広がる磁界が発生する。飛来する膜材料は、このような磁界からローレンツ力を受けるために、蒸着粒子の飛行経路の歪曲方向が一方向に偏らない。そのため、成膜ムラが生じにくく、良好な成膜が可能な成膜装置とすることができる。
【００５８】
また、本実施形態においては、被処理基板Ｗの搬送方向と交わる方向に延在する磁石を有する歪曲手段１５Ａを１つ設けることとしているが、複数の歪曲手段を備える成膜装置とすることとしても良い。
【００５９】
例えば、図８に示すように、２つの歪曲手段１５Ｃ，１５Ｄが有する磁石１５ａ，１５ｂの延在方向が交わるように配置すると、歪曲手段と重なって行われる成膜毎に膜材料Ｍの付着する方位が異なるため、被処理基板Ｗに対して複数の方位から膜材料Ｍの付着を行う事が出来る。従って、膜材料Ｍの付着方向の偏りを無くし、成膜不良を良好に防ぐことができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、被処理基板Ｗと歪曲手段１５Ａとは、相対的な直線運動を行うこととしているが、平面的に重なる被処理基板Ｗと歪曲手段１５Ａとが、相対的に回転運動を行う構成とすることとしても良い。
【００６１】
例えば、図９（ａ）に示すように、歪曲手段１５Ｅの法線と平行に設定された回転軸Ｒ１のまわりを歪曲手段１５Ｅが回転可能とし、歪曲手段１５Ｅを回転させながら本実施形態と同様に歪曲手段１５Ｅに対向する被処理基板Ｗを移動させる。このような動作を行う成膜装置で成膜を行うと、膜材料Ｍは、被処理面に対して全方位的に様々な方向から飛来して成膜される。そのため、例えば、凹凸形状が格子状に設けられているような場合であっても、成膜の陰となる箇所がなくなり、好適に成膜を行うことができる。
【００６２】
上記のように複数の歪曲手段を用いる場合には、歪曲手段毎に各々回転可能とすることとしても良い。
【００６３】
あるいは、図９（ｂ）に示すように、被処理基板Ｗの法線と平行に設定された回転軸Ｒ２のまわりを被処理基板Ｗが回転可能とし、被処理基板Ｗを回転させながら、歪曲手段１５Ａに対向する被処理基板Ｗを移動させることとしても良い。
【００６４】
図９で示した歪曲手段１５Ｅまたは被処理基板Ｗの回転運動は、一方向に回転し続ける回転運動であっても良く、あるいは、一方向に一定の角度回転した後に逆方向に一定の角度回転することを繰り返すこととしても良い。この構成だと、例えば９０度の角度変更が可能であれば、結果として被処理面に対し全方位的に様々な方向から膜材料Ｍを付着させて成膜を行うことができる。
【００６５】
更に、例えば、被処理基板Ｗを往復させて複数回の走査により成膜を行う場合には、往復の切り替え時に被処理基板Ｗと歪曲手段との相対角度を変更することとして、搬送中は互いの相対角度を固定した状態で成膜を行っても良い。
【００６６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…成膜装置、２…真空容器、３…ホルダー（搬送機構）、４Ａ，４Ｂ…ハース（材料源）、６，７…プラズマガン、１５Ａ〜１５Ｅ…歪曲手段、１５ａ…第１の磁石、１５ｂ…第２の磁石、１５ｃ…緩衝材、Ｍ…膜材料（蒸着粒子）、ＭＥ…磁界、Ｗ…被処理基板、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を収納する真空容器と、
前記被処理基板に対向して前記真空容器内に設けられる材料源と、
前記材料源にプラズマビームを照射するプラズマガンと、
前記材料源に対向するとともに、前記被処理基板を挟んで前記材料源と反対側に設けられる歪曲手段と、を備え、
前記歪曲手段は、Ｎ極側が前記材料源に対向する第１の磁石と、Ｓ極側が前記材料源に対向する第２の磁石と、を有し、前記材料源と前記被処理基板との間の空間に磁界を発生させることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記真空容器内において前記被処理基板を戴置すると共に、所定の搬送方向に搬送する搬送機構を有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記第１の磁石および前記第２の磁石は、前記搬送方向に交差する方向を長手方向とした平面視帯状を呈し、互いの長辺が隣り合って延在していることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記歪曲手段は、複数の前記第１の磁石および複数の前記第２の磁石を有し、
前記複数の前記第１の電極および前記第２の電極は、縞状に交互に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記搬送方向に直交する方向における前記第１の磁石および前記第２の磁石の幅は、前記搬送方向に直交する方向における前記被処理基板の幅よりも長いことを特徴とする請求項３または４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記搬送方向に沿って配列する複数の前記歪曲手段を有し、
各々の前記歪曲手段が有する前記第１の磁石および前記第２の磁石は、延在方向が互いに交差する方向に設定されていることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記歪曲手段は、複数の前記第１の磁石および複数の前記第２の磁石を有し、
前記複数の第１の磁石および第２の磁石は、市松模様状に配置していることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記第１の磁石および前記第２の磁石の間隔は、２ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記歪曲手段は、前記被処理基板の法線方向に設定された回転軸周りに、前記被処理基板に対して相対的に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１】
被処理基板を収納する真空容器と、
前記被処理基板に対向して前記真空容器内に設けられる材料源と、
前記材料源にプラズマビームを照射するプラズマガンと、
前記材料源に対向するとともに、前記被処理基板を挟んで前記材料源と反対側に設けられる歪曲手段と、を備え、
前記歪曲手段は、Ｎ極側が前記材料源に対向する第１の磁石と、Ｓ極側が前記材料源に対向する第２の磁石と、を有し、前記材料源と前記被処理基板との間の空間に磁界を発生させることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記真空容器内において前記被処理基板を戴置すると共に、所定の搬送方向に搬送する搬送機構を有することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記第１の磁石および前記第２の磁石は、前記搬送方向に交差する方向を長手方向とした平面視帯状を呈し、互いの長辺が隣り合って延在していることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記歪曲手段は、複数の前記第１の磁石および複数の前記第２の磁石を有し、
前記複数の前記第１の電極および前記第２の電極は、縞状に交互に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記搬送方向に直交する方向における前記第１の磁石および前記第２の磁石の幅は、前記搬送方向に直交する方向における前記被処理基板の幅よりも長いことを特徴とする請求項３または４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記搬送方向に沿って配列する複数の前記歪曲手段を有し、
各々の前記歪曲手段が有する前記第１の磁石および前記第２の磁石は、延在方向が互いに交差する方向に設定されていることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記歪曲手段は、複数の前記第１の磁石および複数の前記第２の磁石を有し、
前記複数の第１の磁石および第２の磁石は、市松模様状に配置していることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記第１の磁石および前記第２の磁石の間隔は、２ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記歪曲手段は、前記被処理基板の法線方向に設定された回転軸周りに、前記被処理基板に対して相対的に回転可能に設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１７４３６２（Ｐ２０１０−１７４３６２Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１２２３（Ｐ２００９−２１２２３）
【出願日】平成２１年２月２日（２００９．２．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２日（２００９．２．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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