成膜装置

【課題】スプラッシュを低減させ、連続運転を可能とする成膜装置を提供する。
【解決手段】成膜装置は、成膜材料１０を気化させ、成膜材料１０を被成膜物の表面に堆
積させることにより成膜を行う成膜装置であって、真空容器１４と、真空容器１４内に設
けられ、成膜材料１０を収容する絶縁性の坩堝１８と、坩堝１８に収容された成膜材料１
０の表面に生成される副生成物１２を除去する副生成物除去部材２６と、所定の待機位置
と坩堝１８の近傍との間で副生成物除去部材２６を移動させるための、先端部２４ａに副
生成物除去部材２６が固定された腕部材２４と、を備える。

【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】
被成膜物の表面に成膜材料を成膜する方法として、例えば、真空容器内において成膜材
料にプラズマ照射を行うことによって成膜材料をイオン化し拡散させ、被成膜物の表面に
イオン化した該成膜材料を付着させて成膜するイオンプレーティング法がある。この方法
では、拡散した成膜材料の一部が成膜材料付近に留まり、成膜材料を保持する主ハース（
主陽極）の縁や、主ハースの周囲に配置された補助陽極に堆積する。この堆積物が過度に
堆積して主ハースと補助陽極とが短絡されると、主ハース及び補助陽極それぞれの機能が
失われてしまう。
【０００３】
図８の成膜装置は、気密性の真空容器１００を備えており、この真空容器１００には、
加熱源としてのプラズマビーム発生器１０２が取り付けられている。
【０００４】
真空容器１００内には被成膜物としての基板１０４が搬送装置によって支持されている
。この基板１０４には負バイアス用の直流電源が接続される。また、基板１０４に対向す
るように真空容器１００内にはハース（陽極部）１０６が配置されている。
【０００５】
ハース１０６は、中空軸と、この中空軸に一体的に形成された環状部とを有している。
環状部には、冷却水を通すための冷却水路が形成されている。また、中空軸の中空部には
、成膜材料１０８が装填される。
【０００６】
ハース１０６の外周には、環状磁石１１０を収容した磁石ケース１１２が、中空軸の先
端部を取り囲むように配置されている。磁石ケース１１２は、環状磁石１１０を冷却する
冷却水路も兼ねる。この磁石ケース１１２は、ハース１０６とともに支持部材１１４によ
って支持されている。
【０００７】
ハース１０６の下方には、その中空部に成膜材料１０８を充填するとともに、成膜材料
１０８の先端部を常に一定の高さに保つための成膜材料充填装置１１６が設けられている
。また、成膜材料充填装置１１６の側方には、成膜装置の長時間にわたる連続運転を可能
にするため、真空容器１００の外から新たな成膜材料１０８を取り込み、成膜材料充填装
置１１６へ補充する成膜材料補充装置１１８が設けられている。
【０００８】
この成膜装置では、真空容器１００を真空にした後、プラズマビーム発生器１０２でプ
ラズマを発生させると、プラズマビーム１２０が、ハース１０６の中心に位置する成膜材
料１０８に向うように制御誘導される。プラズマビーム１２０が照射された成膜材料１０
８の先端部にはジュール熱が発生する。その結果、成膜材料１０８は、その先端部から徐
々に蒸発する。成膜材料１０８から蒸発した物質は、更にプラズマビーム１２０によりイ
オン化され、負電圧が印加された基板１０４へと向かい、基板１０４の表面に付着する。
こうして、基板１０４の表面には、成膜材料１０８を構成する物質からなる膜が形成され
る。
【０００９】
成膜材料１０８の蒸発が続くと、その先端部位置が低下する。先端部位置の低下量が大
きくなると、蒸発特性変化が生じ、基板１０４上に均質な膜を形成することができなくな
る。そこで、成膜材料１０８の先端部位置を常に略一定とするために、成膜材料充填装置
１１６は、成膜材料１０８の減耗に伴い多段積みされた成膜材料１０８を徐々に上方に押
し上げる。
【００１０】
成膜材料補充装置１１８は、成膜材料充填装置１１６によりハース１０６に装填された
成膜材料１０８が少なくなると、新たな成膜材料１０８を成膜材料充填装置１１６へ供給
する。これにより、成膜装置の連続運転が可能になる。なお、成膜装置が連続運転される
場合には、成膜材料補充装置１１８は、成膜材料１０８を定期的に成膜材料充填装置１１
６へ供給することになる。
【００１１】
プラズマビーム１２０を照射して成膜材料１０８を蒸発させると、蒸発物質は広角度範
囲に飛散する。磁石ケース１１２は、ハース１０６の中空軸先端部を囲むように配置され
ているため、その内周面には、飛散した蒸発物質が付着し易い。通常、磁石ケース１１２
の内周面には、飛散した蒸発物質が略均一に付着する。ところが、図９に示すように、何
らかの原因で、均一な付着物層１２２以外に、突起状付着物１２４が形成される場合があ
る。突起状付着物１２４が磁石ケース１１２の内周面に付着した状態で、成膜装置の運転
を継続すると、突起状付着物１２４が次第に成長し、やがて、ハース１０６の中空軸先端
部に接近して蒸発特性を不安定にするなどの影響を及ぼすようになる。
【００１２】
これに対し、例えば特許文献１に開示された蒸着装置（成膜装置）においては、補助陽
極への成膜材料の付着を防止するためのカバーをハースの周囲に設けている。図１０は、
この成膜装置のハース付近の構成を示す側面断面図である。この成膜装置においては、成
膜材料１０８を保持するハース１０６と、その周囲に設けられた環状の補助陽極１２６と
の間に、カバー１２８を配置している。これにより、成膜材料の堆積物によるハース１０
６と補助陽極１２６との短絡を防いでいる。また、この成膜装置は、カバー１２８の壁面
に付着した堆積物に衝撃を加えて落下させるためのカップ１３０と、カップ１３０を支持
するとともに真空容器の外部から制御される支持棒１３２とを備えている。これにより、
真空容器の真空状態を維持したまま堆積物を除去できるので、長時間の成膜作業が可能と
なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−０００８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、真空容器内のハースに保持された成膜材料の表面に副生成物が生成され
た場合、長時間の成膜作業を可能とするために、真空容器の真空状態を維持したまま副生
成物を除去することが好ましい。特許文献１では、堆積物に衝撃を加えるための構成（カ
ップ１３０及び支持棒１３２）が開示されているが、副生成物を除去するための好適な構
成については記載されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１６】
［適用例１］成膜材料を気化させ、該成膜材料を被成膜物の表面に堆積させることによ
り成膜を行う成膜装置であって、真空容器と、前記真空容器内に設けられ、前記成膜材料
を収容する絶縁性の坩堝と、前記坩堝に収容された前記成膜材料の表面に生成される副生
成物を除去する副生成物除去部材と、所定の待機位置と前記坩堝の近傍との間で前記副生
成物除去部材を移動させるための、先端部に該副生成物除去部材が固定された腕部材と、
を備えることを特徴とする成膜装置。
【００１７】
これによれば、真空容器の真空度を維持したまま、毛細管現象を利用して、坩堝に保持
された成膜材料（例えば、ＳｉＯタブレット材料）の表面に、成膜時の副生成物として発
生するＳｉ系異物を除去することが可能になり、もって、成膜時のスプラッシュを低減さ
せ、連続運転を可能とする成膜装置を提供する。
【００１８】
［適用例２］上記成膜装置であって、前記副生成物除去部材は、前記成膜材料の融点よ
りも高い融点を有する高融点金属、若しくは高融点金属の合金からなる網線によって構成
されていることを特徴とする成膜装置。
【００１９】
これによれば、副生成物除去部材が成膜材料の表面に生成される副生成物の熱により変
形することで除去性能が低下してしまうのを防止できる。
【００２０】
［適用例３］上記成膜装置であって、前記副生成物除去部材は、所望の先端部形状を有
していることを特徴とする成膜装置。
【００２１】
これによれば、成膜材料の表面に生成される副生成物を除去するため、副生成物除去部
材の表面積を大きくして除去性能を高めることができる。
【００２２】
［適用例４］上記成膜装置であって、前記腕部材の後端を前記真空容器の外部に突出さ
せるとともに、前記真空容器の真空度を維持し、該真空容器の外で前記後端を手動で駆動
できるようにする真空フランジ付きベローズとボスとの組合せを有することを特徴とする
成膜装置。
【００２３】
これによれば、真空容器内の真空度を維持したまま、成膜材料の表面に生成される副生
成物を容易に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る成膜装置を示す平面図。
【図２】図１のII−II断線に沿う概略断面図。
【図３】図１及び図２のブランケットの側面図。
【図４】本実施形態に係る副生成物除去部材を示す図。
【図５】本実施形態に係る副生成物除去部材の動作を説明するための斜視図。
【図６】変形例１における副生成物除去部材を示す図。
【図７】変形例２における副生成物除去部材を示す図。
【図８】従来の成膜装置の構成を示す断面図。
【図９】従来の成膜装置の問題点を説明するための断面図。
【図１０】従来の成膜装置のハース付近の構成を示す側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本実施形態に係る成膜装置について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明
に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
ここで、図１は、本実施形態に係る成膜装置２を示す平面図、図２は、図１のII−II断線
に沿う概略断面図である。
【００２６】
本実施形態に係る成膜装置２は、例えば有機エレクトロルミネッセンス（Electro-Lumi
nescence：以下、ＥＬと略記する）パネルを構成する画素パターンを形成する際に用いら
れる中空陰極方式の成膜装置であって、例えば、真空容器内でＡｒガスに直流電圧を印加
して発生したプラズマビームを成膜材料としてのＳｉＯタブレット材料に照射してＳｉＯ
Ｎ膜の成膜を実施している。
【００２７】
成膜装置２は、図１に示すように、ハース１８に収容された成膜材料１０の表面に生成
される副生成物（Ｓｉ系異物）１２（図５）を除去する副生成物除去装置４を有している
。なお、成膜装置２は、基本的に従来のものと同一の構造であって、真空容器１４内に、
環状磁石ケース１６と、環状磁石ケース１６の中心軸とその中心軸を一致させたハース（
坩堝）１８とを有している。ここで、成膜装置２における上記以外の構成については、本
実施形態に係る成膜装置２の副生成物除去装置４の説明を行う上で、その必要がないので
、図示及び説明を省略する。
【００２８】
本実施形態の副生成物除去装置４は、図１に示すように、真空容器１４の側壁に取り付
けられた、真空フランジ付きベローズ２０と、このベローズに固定されたボス２２とによ
って支持され、真空容器１４の真空度を保ったまま図の左右方向に移動可能かつ中心軸を
回転軸として回転可能な支持棒２４と、支持棒２４の先端部（切り欠け部）２４ａに固定
された副生成物除去部材２６（図４）と、ブランケット２８と、可動カバー３０とを有し
ている。副生成物除去装置４の長さは、例えば約２０ｃｍである。
支持棒２４は、真空容器１４内で屈曲している。
【００２９】
図３は、図１及び図２のブランケット２８の側面図である。ブランケット２８には、図
３に示すように、Ｕ字型の切れ込みが形成された支持棒置き場３２が形成されている。
【００３０】
図４は、本実施形態に係る副生成物除去部材２６を示す図であり、図４（Ａ）は、正面
図及び図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のIV−IV断線に沿う側面断面図である。
本実施形態に係る副生成物除去部材２６の形状は、様々な形のものに加え、線状にして
編みこんだものである。例えば、ハンダ吸い取り線のような網線のように、伸び縮みする
導電性のシートなどが適している。
副生成物除去部材２６の材料は、高融点の金属（例えば、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ
）、若しくは高融点の金属を原材料とした合金などであるが、加熱温度に耐えられ、ガス
放出の少ないものであれば使用可能である。
【００３１】
副生成物除去部材２６は、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、支持棒２４の先端部２
４ａに第１及び第２プレート３４，３６を介して取り付けられている。副生成物除去部材
２６は、支持棒２４の先端部２４ａに、副生成物除去部材２６の一方の端部、第１プレー
ト３４、副生成物除去部材２６の他方の端部、及び第２プレート３６の順に重なり、支持
棒２４の先端部２４ａを、第１及び第２プレート３４，３６に空けられた穴３８を通して
、ネジ４０で締めることによって固定されている。副生成物除去部材２６は、第１プレー
ト３４の先端部を覆うように配置されている。副生成物除去部材２６は、ネジ４０を緩め
て、第１プレート３４の先端部方向に移動でき、その位置が変更できるようになっている
。
【００３２】
第１及び第２プレート３４，３６は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）製の板状のものである。
第１プレート３４の先端部は、支持棒２４の先端部２４ａより突出している。副生成物除
去部材２６を挟む支持棒２４の先端部２４ａと、第１及び第２プレート３４，３６との表
面に細かな凹凸（ギザギザ）を設けておくことが好ましい。これにより、副生成物除去部
材２６は、支持棒２４と第１プレート３４との間及び第１プレート３４と第２プレート３
６との間から内外各方向への抜け落ちを防止された状態で、支持棒２４と第１プレート３
４との間及び第１プレート３４と第２プレート３６との間に固定されることとなる。
【００３３】
以下、図５を参照して、本実施形態に係る副生成物除去部材２６の動作について説明す
る。
図５は、本実施形態に係る副生成物除去部材２６の動作を説明するための斜視図である
。通常、副生成物除去部材２６は、プラズマビーム４２の照射範囲外に置かれている（図
１にその位置を点線で示す）。
【００３４】
ハース１８に保持された成膜材料１０の表面に副生成物１２が、成膜処理に影響を与え
るほど生成したならば、副生成物除去部材２６を用いた除去処理を開始する。
【００３５】
まず、真空容器１４内を真空に保ったまま、プラズマビーム４２を停止、又は微出力状
態にする。
【００３６】
次に、副生成物除去部材２６を持ち上げて、支持棒２４を旋回させ、副生成物除去部材
２６がハース１８の真上に位置するようにする。
【００３７】
副生成物除去部材２６を持ち上げる及び支持棒２４を旋回させるには、支持棒２４の後
端を手動で操作する。支持棒２４の後端を手動で操作することにより、副生成物除去部材
２６を、上下（図２の上下方向）、左右（図１の上下方向）、前後（図１及び図２の左右
方向）に移動させることができるとともに、副生成物除去部材２６の向きを変える（軸心
回転：支持棒の後端部の中心軸を回転軸とする回転）ことができる。これにより、副生成
物除去部材２６の先端部を、ハース１８に収容された成膜材料１０の表面に生成される副
生成物１２に接触させ、毛細管現象を利用して対象の副生成物１２を副生成物除去部材２
６にしみこませる。これにより、成膜材料１０の表面から副生成物１２を除去することが
できる。
【００３８】
なお、図５に示すように、もう一つの第２支持棒４４で上から副生成物除去部材２６を
押さえつけて毛細管現象を利用して対象の副生成物１２を除去してもよい。
【００３９】
この後、副生成物除去部材２６を持ち上げ、支持棒２４を旋回させて、元の位置に戻し
、成膜処理を再開する。副生成物１２を除去するとき以外は、支持棒２４の後端を支持棒
置き場３２に載せれば、支持棒２４の先端部２４ａ及び副生成物除去部材２６を、プラズ
マビーム４２の照射領域から待避させることができる。
【００４０】
以上のように本実施形態において、真空容器１４の真空度を維持したまま、毛細管現象
を利用して、ハース１８に保持された成膜材料（ＳｉＯタブレット材料）１０の表面に、
成膜時の副生成物１２として発生するＳｉ系異物を除去することが可能になり、もって、
成膜時のスプラッシュを低減させ、連続運転を可能とする成膜装置２を提供する。
【００４１】
（変形例１）
図６は、本変形例における副生成物除去部材４６を示す側面図及び側面断面図であり、
図６（Ａ）は、正面図及び図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のVI−VI断線に沿う側面断面図であ
る。
上記実施形態の副生成物除去部材２６の先端部形状は、板状であったが、本変形例にお
ける副生成物除去部材４６の先端部形状は、図６に示すように、曲面形状である。つまり
、副生成物除去部材２６が覆っている第１プレート３４の先端部形状は、板状であったが
、副生成物除去部材４６が覆っている第１プレート４８の先端部形状は、曲面形状である
。
【００４２】
これにより、副生成物除去部材４６の表面積が広くなり、副生成物除去部材４６の先端
部を、ハース１８に収容された成膜材料１０の表面に生成される副生成物１２に接触させ
、毛細管現象を利用して対象の副生成物１２を除去する効率が向上する。
【００４３】
なお、第１プレート４８の先端部形状が板状のままで、副生成物除去部材４６の先端部
形状が曲面形状であってもよい。
【００４４】
（変形例２）
図７は、本変形例における副生成物除去部材５０を示す側面図及び側面断面図であり、
図７（Ａ）は、正面図及び図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のVII−VII断線に沿う側面断面図で
ある。
上記実施形態における副生成物除去部材２６の先端部形状は、板状であったが、本変形
例における副生成物除去部材５０の先端部形状は、図７に示すように、鋭角に尖った形状
である。つまり、副生成物除去部材２６が覆っている第１プレート３４の先端部形状は、
板状であったが、副生成物除去部材５０が覆っている第１プレート５２の先端部形状は、
鋭角に尖った形状である。
【００４５】
これにより、副生成物除去部材５０の表面積が広くなり、副生成物除去部材５０の先端
部を、ハース１８に収容された成膜材料１０の表面に生成される副生成物１２に接触させ
、毛細管現象を利用して対象の副生成物１２を除去する効率が向上する。
【００４６】
なお、第１プレート５２の先端部形状が板状のままで、副生成物除去部材５０の先端部
形状が鋭角に尖った形状であってもよい。
【００４７】
上記実施形態及び各変形例において、副生成物除去部材２６（或いは副生成物除去部材
４６，５０）を挟む支持棒２４と第１プレート３４（或いは第１プレート４８，５２）と
第２プレート３６とは、ネジ４０で固定されていたが、その他の固定方法でもよい（例え
ば、クランプ等）。
また、除去後の副生成物除去部材２６（或いは副生成物除去部材４６，５０）は、真空
容器１４内を真空に保ったまま、切除用の工具（例えば、はさみ、カッター等）を使用し
て交換してもよい。その際、副生成物除去部材２６（或いは副生成物除去部材４６，５０
）の固定治具には切除した後に、取り付けた副生成物除去部材２６（或いは副生成物除去
部材４６，５０）を延伸させる機構を内蔵していてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
２…成膜装置４…副生成物除去装置１０…成膜材料１２…副生成物１４…真空
容器１６…環状磁石ケース１８…ハース（坩堝）２０…真空フランジ付きベローズ
２２…ボス２４…支持棒（腕部材）２４ａ…先端部２６…副生成物除去部材２
８…ブランケット３０…可動カバー３２…支持棒置き場３４…第１プレート３６
…第２プレート３８…穴４０…ネジ４２…プラズマビーム４４…第２支持棒４
６…副生成物除去部材４８…第１プレート５０…副生成物除去部材５２…第１プレ
ート。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜材料を気化させ、該成膜材料を被成膜物の表面に堆積させることにより成膜を行う
成膜装置であって、
真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、前記成膜材料を収容する絶縁性の坩堝と、
前記坩堝に収容された前記成膜材料の表面に生成される副生成物を除去する副生成物除
去部材と、
所定の待機位置と前記坩堝の近傍との間で前記副生成物除去部材を移動させるための、
先端部に該副生成物除去部材が固定された腕部材と、
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
請求項１に記載の成膜装置において、
前記副生成物除去部材は、前記成膜材料の融点よりも高い融点を有する高融点金属、若
しくは高融点金属の合金からなる網線によって構成されていることを特徴とする成膜装置
。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の成膜装置において、
前記副生成物除去部材は、所望の先端部形状を有していることを特徴とする成膜装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の成膜装置において、
前記腕部材の後端を前記真空容器の外部に突出させるとともに、前記真空容器の真空度
を維持し、該真空容器の外で前記後端を手動で駆動できるようにする真空フランジ付きベ
ローズとボスとの組み合わせを有することを特徴とする成膜装置。

【図１】