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JP4775280B2 - Plasma assist vapor deposition apparatus and plasma assist vapor deposition method - Google Patents
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JP4775280B2 - Plasma assist vapor deposition apparatus and plasma assist vapor deposition method - Google Patents

Plasma assist vapor deposition apparatus and plasma assist vapor deposition method Download PDF

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Description

本発明は、真空成膜プロセスに用いるプラズマを安定的に発生させて反応性蒸着を行う方法に関する。   The present invention relates to a method for performing reactive vapor deposition by stably generating plasma used in a vacuum film formation process.

蒸着やCVD(化学的気相堆積法)による真空薄膜形成で、膜の硬度を向上させることや密着性を向上させるためにプラズマアシスト蒸着処理、もしくはプラズマCVDプロセスなどが有効とされている。プラズマを発生させるためには、放電や熱、光などを電離エネルギーとして利用しイオンや電子を生成し維持することで得られる。放電によるプラズマは電界によるイオン・電子の加速、衝突、電離について減圧化において容易に行えるため利便性の高い方法として知られている。電界の発生には、直流(Direct Current, DC)方式、交流(Alternating Current, AC)方式、高周波(Radio Frequency, RF)方式、マイクロ波(Micro
Wave, MW)方式などが代表例として挙げられる。MW方式以外では電界の中でプラズマを維持することから、陽極と陰極の間にプラズマを発生させるが、MW方式では電極を必要としない無極放電が可能となる。具体的には導波管または空洞共振器内の強い電界を利用することでプラズマ密度の高い放電が得られる。
In vacuum thin film formation by vapor deposition or CVD (Chemical Vapor Deposition), a plasma assisted vapor deposition process or a plasma CVD process is effective for improving the hardness of the film and improving the adhesion. In order to generate plasma, it can be obtained by generating and maintaining ions and electrons using discharge, heat, light or the like as ionization energy. Plasma by discharge is known as a highly convenient method because it can easily perform ion / electron acceleration, collision, and ionization by an electric field in decompression. For the generation of an electric field, a direct current (DC) system, an alternating current (AC) system, a radio frequency (RF) system, a microwave (Micro)
A typical example is the Wave, MW) method. Since plasma is maintained in an electric field except for the MW system, plasma is generated between the anode and the cathode. However, in the MW system, non-polar discharge that does not require an electrode is possible. Specifically, a discharge having a high plasma density can be obtained by using a strong electric field in a waveguide or a cavity resonator.

特許文献1が開示するように、真空中で蒸発源に設置した蒸発対象物質を電子ビーム加熱法で加熱し蒸発させて、蒸発した原子または分子をマイクロ波でイオン化し、あるいは励起させマイクロ波プラズマを発生させる。その原子または分子を合成樹脂フィルムなどの基材に蒸着させることで、基材のガスバリア性を向上させるコーティング層を形成する。しかし、マイクロ波プラズマを発生させるためには、真空容器の幅と略同等の幅を有するマイクロ波ホーンアンテナが必要であり装置が大規模になる問題があった。また、マイクロ波ホーンアンテナに無数の孔を形成しておき、その孔と空間の数を調整しマイクロ波に対するインピーダンスを変えて調整し空間とマイクロ波のインピーダンスの範囲を近づける必要がある。そのため、大きな圧力変動に対して効率よくマイクロ波エネルギーを伝達しないという問題があった。   As disclosed in Patent Document 1, a substance to be evaporated placed in an evaporation source in a vacuum is heated and evaporated by an electron beam heating method, and the atom or molecule evaporated is ionized or excited by microwaves to generate microwave plasma. Is generated. By depositing the atoms or molecules on a substrate such as a synthetic resin film, a coating layer that improves the gas barrier property of the substrate is formed. However, in order to generate microwave plasma, a microwave horn antenna having a width substantially equal to the width of the vacuum vessel is required, and there is a problem that the apparatus becomes large-scale. In addition, it is necessary to form innumerable holes in the microwave horn antenna, adjust the number of the holes and spaces, change the impedance to the microwaves, and adjust the range of the impedances of the spaces and the microwaves. For this reason, there is a problem that microwave energy is not efficiently transmitted with respect to a large pressure fluctuation.

特許文献2が開示するように、ECRプラズマを利用すると、マイクロ波の2.45GHzと磁場による共鳴作用によって低圧力での高密度なプラズマが比較的簡単に得られるが、そのために大掛かりな磁石が必要である問題があり、蒸発対象物質を加熱する電子ビームの軌道を曲げてしまい、電子ビーム加熱法で蒸発対象物質を蒸発させることを難しくする問題があった。   As disclosed in Patent Document 2, when ECR plasma is used, a high-density plasma at a low pressure can be obtained relatively easily by the resonance effect of microwave 2.45 GHz and a magnetic field. There is a problem that is necessary, and there is a problem that the trajectory of the electron beam for heating the evaporation target substance is bent, making it difficult to evaporate the evaporation target substance by the electron beam heating method.

また、蒸着中のチャンバー内部に酸素を入れることで反応性蒸着が行えるが、例えば酸化アルミニウム等のガスバリア性のある蒸着膜は単に酸素ガスを導入するだけではその特性が得られず基材のガスバリア性を改善することができない問題があった。   In addition, reactive vapor deposition can be performed by introducing oxygen into the chamber during vapor deposition. However, for example, a gas barrier film such as aluminum oxide cannot be obtained by simply introducing oxygen gas, and its characteristics cannot be obtained. There was a problem that could not be improved.

以下に公知文献を記す。
特許第3360848号公報 特開平8−60373号公報
The known literature is described below.
Japanese Patent No. 3360848 JP-A-8-60373

特に、プラズマアシスト蒸着処理では、プラズマを利用する圧力の条件は、蒸着プロセスでの最適な条件となる圧力よりも高い圧力でないと有効にプラズマを発生できない問題
があった。つまり、プラズマを有効に発生させ維持しようとして圧力を設定すると蒸着の成膜レートや膜の品質を低下させることとなり、逆に蒸着の成膜レートや膜の品質を維持しようと圧力を設定するとプラズマが発生しないといった問題があった。
In particular, in the plasma assisted deposition process, there is a problem that plasma cannot be effectively generated unless the pressure condition using the plasma is higher than the pressure that is the optimum condition in the deposition process. In other words, if the pressure is set to effectively generate and maintain the plasma, the deposition rate and film quality of the vapor deposition will be reduced. Conversely, if the pressure is set to maintain the deposition rate and film quality of the vapor deposition, the plasma will be reduced. There was a problem that did not occur.

また、電磁波の波長に比べて十分広い空間では、電界強度の分布が一定とならずに放電プラズマが発生しないという問題があった。特に波長の短い電磁波であるマイクロ波を用いているので、プラズマが発生しないときは、電磁波のエネルギーが金属メッシュ(電磁波漏洩防止シールド)などを加熱してエネルギーを消費する不具合を生じる問題があった。また、プラズマが発生してもプロセスに必要な部分ではなく例えば配管の裏側や覗き窓近傍など目的の場所以外でプラズマが発生することがあり、熱に弱い場所を破損する問題があった。   In addition, there is a problem that the discharge plasma is not generated because the distribution of the electric field strength is not constant in a space that is sufficiently wider than the wavelength of the electromagnetic wave. In particular, since microwaves, which are electromagnetic waves with short wavelengths, are used, there is a problem that when plasma is not generated, the energy of electromagnetic waves heats the metal mesh (electromagnetic wave leakage prevention shield) etc. and consumes energy. . Further, even if plasma is generated, plasma may be generated not at a part necessary for the process but at a place other than the target place such as the back side of the pipe or in the vicinity of the observation window.

本発明は、この課題を解決するために、マイクロ波を伝播させる導波管を有し、前記導波管からマイクロ波を導入する真空容器を有し、前記導波管の出口を塞ぎ前記真空容器内の空間を前記導波管内の空間から隔離する誘電体を有し、前記誘電体の先に設置したマイクロ波ホーンアンテナを有し、前記ホーンアンテナの側壁を貫通して前記ホーンアンテナの内部に設置し前記マイクロ波に共振する長さを有する第1のガスパイプを有し、前記第1のガスパイプの先端のガス導入口からガスを前記マイクロ波ホーンアンテナ内に導入してプラズマを発生する機構を有し、前記真空容器内に設置した蒸発源を有し、前記蒸発源と蒸着対象の基材との間に設置した第2のガスパイプを有することを特徴とするプラズマアシスト蒸着装置である。   In order to solve this problem, the present invention includes a waveguide for propagating microwaves, a vacuum vessel for introducing microwaves from the waveguide, and closing the outlet of the waveguide to form the vacuum It has a dielectric that separates the space in the container from the space in the waveguide, has a microwave horn antenna installed at the tip of the dielectric, penetrates the side wall of the horn antenna, And a first gas pipe having a length that resonates with the microwave, and a mechanism for generating plasma by introducing gas into the microwave horn antenna from a gas inlet at the tip of the first gas pipe And a second gas pipe installed between the evaporation source and a substrate to be deposited. The plasma assisted deposition apparatus according to claim 1, further comprising: an evaporation source disposed in the vacuum vessel.

また、本発明は、上記マイクロ波の波長がλであるとき、上記第1のガスパイプの上記ホーンアンテナの側壁への設置位置を上記誘電体からλ/2のパイプ取り付け距離に設置し、前記第1のガスパイプの上記マイクロ波ホーンアンテナの内壁から先端部までのパイプ長さをλ/4にしたことを特徴とする上記のプラズマアシスト蒸着装置である。   In the present invention, when the wavelength of the microwave is λ, the installation position of the first gas pipe on the side wall of the horn antenna is set at a pipe mounting distance of λ / 2 from the dielectric, The plasma-assisted vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the length of the pipe from the inner wall to the tip of the microwave horn antenna of one gas pipe is λ / 4.

また、本発明は、上記マイクロ波ホーンアンテナの形状が、上記導波管と同じ形状であることを特徴とする上記のプラズマアシスト蒸着装置である。   The present invention is also the above plasma assisted vapor deposition apparatus, wherein the microwave horn antenna has the same shape as the waveguide.

また、本発明は、上記蒸発源が金属材料を蒸発させるものであり、上記金属材料の蒸気に、上記第1のガスパイプから酸素を供給して発生させた酸素プラズマに上記第2のガスパイプから酸素ガスを加えることで得た酸素プラズマを加えることで金属酸化物を得、前記金属酸化物を上記基材に成膜することを特徴とする上記のプラズマアシスト蒸着装置である。   According to the present invention, the evaporation source evaporates the metal material, and oxygen plasma is generated by supplying oxygen from the first gas pipe to the vapor of the metal material and generating oxygen plasma from the second gas pipe. In the plasma-assisted vapor deposition apparatus, a metal oxide is obtained by adding oxygen plasma obtained by adding a gas, and the metal oxide is formed on the substrate.

また、本発明は、マイクロ波を導波管に伝播させ、前記導波管からマイクロ波を真空容器に導入し、前記導波管のマイクロ波の出口を誘電体で塞ぐことで前記真空容器内の空間と前記導波管内の空間を隔離し、前記真空容器内の圧力をプラズマを発生させやすい圧力範囲内の圧力に設定し、前記導波管内の圧力を前記圧力範囲と異なる圧力に設定し、前記誘電体の先に設置したマイクロ波ホーンアンテナの側壁を貫通して前記ホーンアンテナの内部に前記マイクロ波に共振する長さの第1のガスパイプを設定し、前記第1のガスパイプの先端のガス導入口でプラズマを発生させ、前記真空容器内に蒸発源を設置し、前記蒸着源と蒸着対象の基材との間に第2のガスパイプを設置してガスを導入することを特徴とするプラズマアシスト蒸着方法である。   Further, the present invention is directed to propagating a microwave to a waveguide, introducing the microwave from the waveguide into a vacuum vessel, and closing the microwave outlet of the waveguide with a dielectric. The space in the waveguide is separated from the space in the waveguide, the pressure in the vacuum vessel is set to a pressure within a pressure range where plasma is easily generated, and the pressure in the waveguide is set to a pressure different from the pressure range. The first gas pipe having a length that resonates with the microwave is set inside the horn antenna through the side wall of the microwave horn antenna installed at the tip of the dielectric, and at the tip of the first gas pipe. Plasma is generated at a gas inlet, an evaporation source is installed in the vacuum vessel, and a gas is introduced by installing a second gas pipe between the deposition source and a substrate to be deposited. Plasma assisted deposition method A.

また、本発明は、上記マイクロ波の波長がλであるとき、上記第1のガスパイプの上記ホーンアンテナの側壁への設置位置を上記誘電体からλ/2のパイプ取り付け距離に設置し、前記第1のガスパイプの前記マイクロ波ホーンアンテナの内壁から先端部までのパイ
プ長さをλ/4にしたことを特徴とする上記のプラズマアシスト蒸着方法である。
In the present invention, when the wavelength of the microwave is λ, the installation position of the first gas pipe on the side wall of the horn antenna is set at a pipe mounting distance of λ / 2 from the dielectric, In the plasma-assisted vapor deposition method, the length of the pipe from the inner wall to the tip of the microwave horn antenna of one gas pipe is λ / 4.

また、本発明は、上記マイクロ波ホーンアンテナの形状が、上記導波管と同じ形状であることを特徴とする上記のプラズマアシスト蒸着方法である。   The present invention is also the above plasma-assisted deposition method, wherein the microwave horn antenna has the same shape as the waveguide.

また、本発明は、上記蒸発源が金属材料を蒸発させるものであり、前記金属材料の蒸気に、上記第1のガスパイプから酸素を供給して発生させた酸素プラズマに上記第2のガスパイプから酸素ガスを加えることで得た酸素プラズマを加えることで金属酸化物を得、前記金属酸化物を上記基材に成膜することを特徴とする上記のプラズマアシスト蒸着方法である。   In the present invention, the evaporation source evaporates a metal material, and oxygen plasma generated by supplying oxygen from the first gas pipe to the vapor of the metal material generates oxygen from the second gas pipe. The plasma-assisted deposition method described above, wherein a metal oxide is obtained by adding oxygen plasma obtained by adding a gas, and the metal oxide is formed on the substrate.

本発明により、真空チャンバー内部が広い空間となっても第1のガスパイプがアンテナとなり、ガス噴出口のみにプラズマの発生個所を集中させ、そのプラズマを真空容器8全体に供給することができる。よって、真空容器中の場所を選ばずにプラズマにより効果的に蒸着やCVD等の成膜プロセスを実施できる。また、ECRプラズマのようにマイクロ波とプラズマの共鳴磁場、すなわち周波数2.45GHzの場合、875×10-4[T](=875[ガウス])の強磁場を作らなくとも圧力が低い条件でも安定してプラズマを生成することができるため、電子ビーム加熱式の蒸着源の電子ビームの軌道を曲げることなくプラズマアシスト蒸着が簡単に行える。これによって、蒸着での最適な圧力範囲を維持しながらも、プラズマによるアシスト効果を望めるため、高品質な蒸着膜を得ることができる効果がある。 According to the present invention, even if the inside of the vacuum chamber becomes a wide space, the first gas pipe serves as an antenna, and the plasma generation location can be concentrated only at the gas outlet, and the plasma can be supplied to the entire vacuum vessel 8. Therefore, film formation processes such as vapor deposition and CVD can be effectively performed by plasma without selecting a place in the vacuum vessel. In addition, in the case of a resonant magnetic field of microwave and plasma, that is, a frequency of 2.45 GHz like ECR plasma, even if a strong magnetic field of 875 × 10 −4 [T] (= 875 [Gauss]) is not generated, even under a low pressure condition Since plasma can be stably generated, plasma-assisted deposition can be easily performed without bending the electron beam trajectory of the electron beam heating type deposition source. As a result, it is possible to obtain an assist effect by plasma while maintaining the optimum pressure range in the vapor deposition, so that it is possible to obtain a high quality vapor deposition film.

以下、本発明の実施形態を図1から図4を用いて詳細に説明する。本実施形態は、図1のように、マイクロ波を発生するマイクロ波発振器6、そのマイクロ波を伝播させる導波管1、導波管1の途中に挿入してマイクロ波のインピーダンスを調整する整合器7、導波管1からマイクロ波を導入する真空容器8、導波管1の出口を塞ぎ真空容器8内の空間を導波管1内の空間から隔離する誘電体2、その誘電体2の先に設置したマイクロ波ホーンアンテナ3と、マイクロ波ホーンアンテナ3の内部にその側壁を貫通する第1のガスパイプ4を設置する。このうち、マイクロ波プラズマ発生部が、図2のように、導波管1と誘電体2と図2の右側が開口するマイクロ波ホーンアンテナ3と、第1のガスパイプ4とから構成される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIG. 1, a microwave oscillator 6 that generates a microwave, a waveguide 1 that propagates the microwave, and a matching that is inserted in the middle of the waveguide 1 to adjust the impedance of the microwave. 7, a vacuum vessel 8 for introducing microwaves from the waveguide 1, a dielectric 2 for closing the outlet of the waveguide 1 and isolating the space in the vacuum vessel 8 from the space in the waveguide 1, and the dielectric 2 And a first gas pipe 4 penetrating the side wall is installed inside the microwave horn antenna 3. Among these, the microwave plasma generator is composed of a waveguide 1, a dielectric 2, a microwave horn antenna 3 opened on the right side of FIG. 2, and a first gas pipe 4 as shown in FIG. 2.

図1のマイクロ波発振器6は、マグネトロンを代表とする一般的なマイクロ波管を使用することができ工業用割り当て周波数の2.45GHzを用いる。導波管1は、発振周波数によって形状が決まるが、電磁界の進行方向によって各種モードが選べるがTE波の基本モードの利用を考慮し、EIAJ形名WRJ−2(内径寸法109.22×54.61mm)を使う。   The microwave oscillator 6 of FIG. 1 can use a general microwave tube represented by a magnetron, and uses an industrially assigned frequency of 2.45 GHz. The shape of the waveguide 1 is determined by the oscillation frequency, but various modes can be selected depending on the traveling direction of the electromagnetic field, but considering the use of the TE wave fundamental mode, the EIAJ model name WRJ-2 (inner diameter size 109.22 × 54). .61 mm).

マイクロ波のインピーダンスを調整する整合器7は、E−Hチューナー、スタブチューナー、4Eチューナーなどが挙げられるがどれを用いても構わない。   Examples of the matching unit 7 that adjusts the impedance of the microwave include an E-H tuner, a stub tuner, and a 4E tuner.

誘電体2は、導波管1内と真空容器8内の圧力を異ならせるために用いる。プラズマを発生させやすい圧力範囲は0.1[Pa]〜10[Pa]程度であるので、真空容器8内の圧力はその範囲に設定し、導波管1内の圧力はそれより2桁程度高くするか低くして導波管1内にプラズマが発生しないようにさせる。これにより、真空容器8内のみにプラズマを発生させることができる。もし、導波管1内が0.1〜10[Pa]の圧力範囲であるならば、導波管1内でもプラズマが発生してしまい余分なエネルギーを消費するばかりか、希望する場所にプラズマが発生しない不都合が生じる。誘電体2は、マイクロ波の誘
電損失が低くかつ圧力差があっても変形しない材料が好ましく、単結晶の誘電体材料が、誘電損失が低くなるので望ましい。
The dielectric 2 is used to make the pressure in the waveguide 1 and the vacuum vessel 8 different. Since the pressure range in which plasma is likely to be generated is about 0.1 [Pa] to 10 [Pa], the pressure in the vacuum vessel 8 is set within that range, and the pressure in the waveguide 1 is about two orders of magnitude. The plasma is not generated in the waveguide 1 by raising or lowering it. Thereby, plasma can be generated only in the vacuum vessel 8. If the inside of the waveguide 1 is in a pressure range of 0.1 to 10 [Pa], plasma is generated in the waveguide 1 and not only consumes extra energy but also plasma is supplied to a desired place. Inconvenience that does not occur occurs. The dielectric 2 is preferably a material that has a low dielectric loss of microwaves and does not deform even when there is a pressure difference, and a single crystal dielectric material is preferable because the dielectric loss is low.

マイクロ波ホーンアンテナ3と第1のガスパイプ4の組み合わせで、第1のガスパイプ4の形状はマイクロ波によって生ずる電界エネルギーを受けるアンテナとして重要な役割を果す。マイクロ波ホーンアンテナ3内部にその側壁を貫通する第1のガスパイプ4を設置し、第1のガスパイプ4のマイクロ波ホーンアンテナ3内部での長さをマイクロ波に共振する長さにすることで、第1のガスパイプ4の先端のガス導入口5に電界を集中させることにより、そのガス導入口から反応性ガスを導入したときに、そのガス導入口で反応性ガスが特に強い電界を受け、その個所に集中させてプラズマを発生させることができる。特に図2のように、誘電体2から第1のガスパイプのマイクロ波ホーンアンテナ3の取り付け位置までのパイプ取り付け距離10をマイクロ波の波長λの1/2とし、図2および図3のように、マイクロ波ホーンアンテナ3の内壁からの第1のガスパイプの先端部までのパイプ長さ11をマイクロ波の波長λの1/4の長さにすることで、インピーダンスを大きくすることで電界強度が最大となるため、より好ましい。   With the combination of the microwave horn antenna 3 and the first gas pipe 4, the shape of the first gas pipe 4 plays an important role as an antenna that receives electric field energy generated by the microwave. By installing the first gas pipe 4 penetrating the side wall inside the microwave horn antenna 3, and making the length of the first gas pipe 4 inside the microwave horn antenna 3 to be a length that resonates with the microwave, By concentrating the electric field on the gas inlet 5 at the tip of the first gas pipe 4, when the reactive gas is introduced from the gas inlet, the reactive gas receives a particularly strong electric field at the gas inlet, Plasma can be generated by concentrating at a location. Particularly, as shown in FIG. 2, the pipe attachment distance 10 from the dielectric 2 to the attachment position of the microwave horn antenna 3 of the first gas pipe is set to ½ of the wavelength λ of the microwave, as shown in FIG. 2 and FIG. By setting the pipe length 11 from the inner wall of the microwave horn antenna 3 to the tip of the first gas pipe to ¼ of the wavelength λ of the microwave, the electric field strength can be increased by increasing the impedance. Since it becomes the maximum, it is more preferable.

第1のガスパイプ4への最大電界を決める上でマイクロ波ホーンアンテナ3は接地されていることが重要である。基準電位0からマイクロ波の波長λの1/4の長さにすることで、電界強度が最大となるからである。   In order to determine the maximum electric field to the first gas pipe 4, it is important that the microwave horn antenna 3 is grounded. This is because the electric field strength is maximized by setting the length from the reference potential 0 to 1/4 of the wavelength λ of the microwave.

マイクロ波ホーンアンテナ3は導波管1と同じ大きさ形状であっても構わない。プラズマを安定発生することが目的であるため、一般的な形状である空間へ向かって開口が広がっていく必要はない。この理由は、マイクロ波が空間へ伝播する以前にプラズマを発生させるためにエネルギーが消費され、そのプラズマが真空容器8の全体に送られるからである。マイクロ波ホーンアンテナ3は導波管1と同じ大きさ形状にすることで、装置が小型化できる効果がある。   The microwave horn antenna 3 may have the same size and shape as the waveguide 1. Since the purpose is to generate plasma stably, there is no need for the opening to expand toward a space having a general shape. This is because energy is consumed to generate plasma before the microwave propagates into space, and the plasma is sent to the entire vacuum vessel 8. By making the microwave horn antenna 3 the same size and shape as the waveguide 1, there is an effect that the apparatus can be miniaturized.

このマイクロ波プラズマ発生部を公知の真空蒸着法と組み合わせることで、プラズマアシスト蒸着法として用いることができる。その場合の基材9は、金属、ガラス、プラスチックなどの種々の材料に対応でき、基材9の厚さはフィルム、シート、パネルなど特に制限はない。蒸着では10-3[Pa]から 10-2[Pa]の圧力範囲で行うことが多いが、第1のガスパイプ4をアンテナとして用いたプラズマ発生部はそれらの圧力範囲でもプラズマを発生することが可能である。よって、蒸着材料がプラズマにより活性化され基材9への着力向上や膜の緻密化が実現できる。また、第1のガスパイプ4のアンテナが共振することでマイクロ波プラズマを安定に発生させるので、これにより発生したプラズマが、電子ビーム蒸発式の蒸発源14のルツボの帯電を緩和し、蒸発源14のルツボからの電子ビームの反射電子や散乱電子が基材9に入射して帯電させる帯電障害を緩和させる効果がある。 By combining this microwave plasma generator with a known vacuum deposition method, it can be used as a plasma-assisted deposition method. The base material 9 in that case can correspond to various materials such as metal, glass, and plastic, and the thickness of the base material 9 is not particularly limited, such as a film, a sheet, or a panel. Vapor deposition is often performed in a pressure range of 10 −3 [Pa] to 10 −2 [Pa], but the plasma generator using the first gas pipe 4 as an antenna can generate plasma even in those pressure ranges. Is possible. Therefore, the vapor deposition material is activated by the plasma, so that the adhesion to the base material 9 can be improved and the film can be densified. Further, since the microwave plasma is stably generated by the resonance of the antenna of the first gas pipe 4, the plasma generated thereby relaxes the charging of the crucible of the electron beam evaporation type evaporation source 14, and the evaporation source 14 This has the effect of alleviating charging obstacles in which reflected electrons and scattered electrons of the electron beam from the crucible enter the substrate 9 and are charged.

ここで挙げられる反応性ガスは、各種化合物を組成できるガスであり、具体的には、酸素、アンモニアなどの活性ガスである。例えば、酸素は反応性ガスとして金属蒸気から金属酸化物の膜を作成することができ、アンモニアやプラズマにより活性化された窒素からは窒化物の膜が作成することができる。具体的には、蒸発源14に設置した金属アルミニウムを電子ビーム加熱法によって蒸発させアルミニウム蒸気を発生させ、その蒸気中に酸素を吹付け、酸素を酸素プラズマにすることで、酸素プラズマのアシストによって高品質な酸化アルミニウム膜を作成することができる。ここで言う高品質は、ガスバリア性の高いということである。   The reactive gas mentioned here is a gas capable of composing various compounds, and specifically, is an active gas such as oxygen or ammonia. For example, oxygen can form a metal oxide film from metal vapor as a reactive gas, and a nitride film can be formed from ammonia or nitrogen activated by plasma. Specifically, metallic aluminum installed in the evaporation source 14 is evaporated by an electron beam heating method to generate aluminum vapor, oxygen is blown into the vapor, oxygen is converted into oxygen plasma, and oxygen plasma assists. A high quality aluminum oxide film can be produced. The high quality mentioned here means that the gas barrier property is high.

図4のように、第2のガスパイプ13を基材9の下に、蒸発源14の上に設置する。この第2のガスパイプ13には、反応性ガスを真空容器8中へ導入する孔を設ける。蒸発源
14上に設置した第2のガスパイプ13の孔を蒸発粒子が塞ぐことを防ぐために、防着シールド12を設け、第2のガスパイプ13の孔を防着シールド12側、すなわち、下側に向ける。これによって、第2のガスパイプ13の孔づまりを防ぎガスの流れを確保することができる。
As shown in FIG. 4, the second gas pipe 13 is installed below the substrate 9 and above the evaporation source 14. The second gas pipe 13 is provided with a hole for introducing a reactive gas into the vacuum vessel 8. In order to prevent the evaporation particles from blocking the holes of the second gas pipe 13 installed on the evaporation source 14, the deposition shield 12 is provided, and the holes of the second gas pipe 13 are arranged on the deposition shield 12 side, that is, on the lower side. Turn. Thereby, the clogging of the hole of the second gas pipe 13 can be prevented and the gas flow can be ensured.

マイクロ波ホーンアンテナ3は上向きに設置し、導波管1のマイクロ波の出口の誘電体2が蒸発源14よりも下に位置するようにする。誘電体2を蒸発源14よりも上に位置した場合、蒸発粒子が誘電体2に付着して蒸着膜を形成して導波管1から供給されるマイクロ波エネルギーの透過を妨害して損失させ、最悪の場合はマイクロ波を全反射してしまい真空容器8内に供給できない。そのため、誘電体2を蒸発源14よりも下に位置するようにすることで、蒸発粒子の誘電体2への付着を防ぐことができる。   The microwave horn antenna 3 is installed upward so that the dielectric 2 at the microwave outlet of the waveguide 1 is positioned below the evaporation source 14. When the dielectric 2 is positioned above the evaporation source 14, the evaporated particles adhere to the dielectric 2 to form a vapor deposition film, thereby blocking and losing the transmission of microwave energy supplied from the waveguide 1. In the worst case, the microwave is totally reflected and cannot be supplied into the vacuum chamber 8. Therefore, it is possible to prevent evaporation particles from adhering to the dielectric 2 by positioning the dielectric 2 below the evaporation source 14.

蒸気源14から蒸発した蒸気中に第2のガスパイプ13を設置し、第1のガスパイプ4よりも多くの酸素を導入することでより酸化を促進することができる。これにより蒸発粒子と反応性ガスが混合し、プラズマによりエネルギーが加わることでより活性化し反応性が向上する。   Oxidation can be further promoted by installing the second gas pipe 13 in the vapor evaporated from the vapor source 14 and introducing more oxygen than the first gas pipe 4. As a result, the evaporated particles and the reactive gas are mixed, and the energy is added by the plasma, so that the activated particles are activated and the reactivity is improved.

これまで説明をしたプラズマ発生部は真空容器8中でフィルム状の基材9をロールで送り出しロールで巻き取る巻取り式真空蒸着装置のアシスト源として利用することができる。この場合は、巻取りをおこなうためにフレキシブルな基材9が用いられ、ロール・トゥ・ロールによって大量生産に適するため、好ましい。その場合、適用するフレキシブルな基材9には特に制限はない。基材9の透明性を重視する場合でも、高分子透明プラスチックの基材9は、特に限定されるものではなく公知のものを使用することができる。例えばポリオレフィン系(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステル系(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリアミド系(ナイロン−6、ナイロン−66等)、ポリスチレン、エチレンビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネイト、ポリエーテルスルホン、アクリル、セルロース系(トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース等)などが挙げられるが特に限定されない。また、基材9のフィルム厚みは限定するものではないが、用途に応じて、6μmから200μm程度が使用しやすい。   The plasma generation unit described so far can be used as an assist source for a take-up vacuum deposition apparatus in which a film-like substrate 9 is sent out by a roll in a vacuum vessel 8 and wound by a roll. In this case, since the flexible base material 9 is used in order to wind up and it is suitable for mass production by a roll-to-roll, it is preferable. In that case, there is no restriction | limiting in particular in the flexible base material 9 to apply. Even when the transparency of the base material 9 is regarded as important, the base material 9 of the polymer transparent plastic is not particularly limited, and a known one can be used. For example, polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyester (polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), polyamide (nylon-6, nylon-66, etc.), polystyrene, ethylene vinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyimide, polyvinyl alcohol, Polycarbonate, polyethersulfone, acrylic, cellulose-based (triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, etc.) and the like are exemplified, but not particularly limited. Moreover, although the film thickness of the base material 9 is not limited, about 6 micrometers to 200 micrometers is easy to use according to a use.

以下に実施例を示す。
<実施例1>
マイクロ波は2.45GHzの周波数を用い、導波管1はEIAJ形名WRJ−2(内径寸法109.22×54.61mm)、整合器7は4Eチューナーを使用した。誘電体2は石英ガラス(120mm×95mm厚さ3mm)を使用して、導波管1内の圧力を真空容器8よりも低くするためにターボポンプによって導波管1内の圧力を10-4[Pa]付近とした。図1に概略の構成を示すように、マイクロ波ホーンアンテナ3内のガスパイプはSUS316製の3/8インチのパイプを用いて先端部分はL字となるように90度曲げ加工をした。図2に示すように、2.45GHzのマイクロ波の波長λは122mmであるので、石英ガラスの誘電体2からマイクロ波ホーンアンテナ3の第1のガスパイプ4の取り付け位置までのパイプ取り付け距離10は、誘電体2からλ/2の61mm離した。
Examples are shown below.
<Example 1>
The microwave uses a frequency of 2.45 GHz, the waveguide 1 uses an EIAJ model name WRJ-2 (inner diameter size 109.22 × 54.61 mm), and the matching unit 7 uses a 4E tuner. The dielectric 2 is made of quartz glass (120 mm × 95 mm, thickness 3 mm), and the pressure in the waveguide 1 is set to 10 −4 by a turbo pump in order to make the pressure in the waveguide 1 lower than that in the vacuum vessel 8. It was set to around [Pa]. As shown schematically in FIG. 1, the gas pipe in the microwave horn antenna 3 was a 3/8 inch pipe made of SUS316 and bent at 90 degrees so that the tip portion was L-shaped. As shown in FIG. 2, since the wavelength λ of the microwave of 2.45 GHz is 122 mm, the pipe attachment distance 10 from the quartz glass dielectric 2 to the attachment position of the first gas pipe 4 of the microwave horn antenna 3 is , 61 mm away from dielectric 2 by λ / 2.

図2および図3に示すように、マイクロ波ホーンアンテナ3の内壁からの第1のガスパイプ4の先端部までのパイプ長さ11はλ/4の31mmに設定した。そして第1のガスパイプ4から酸素ガスを導入した。また、図4に真空容器8内の詳細な構成を示すように、蒸発源14と基材9との間に第2のガスパイプ13を設置し、第2のガスパイプ13からも酸素ガスを導入した。この実施例1では、第1のガスパイプ4は、マイクロ波ホーンアンテナ3の内側に側壁の垂直に設置したが、第1のガスパイプ4を途中で折り曲げても良い。その場合も、マイクロ波ホーンアンテナ3の内壁からの第1のガスパイプの先端部までのパイプ長さ11をλ/4にすることで、第1のガスパイプをマイクロ波に共振させることができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the pipe length 11 from the inner wall of the microwave horn antenna 3 to the tip of the first gas pipe 4 was set to λ / 4 of 31 mm. Then, oxygen gas was introduced from the first gas pipe 4. Further, as shown in FIG. 4 in detail, the second gas pipe 13 is installed between the evaporation source 14 and the base material 9, and oxygen gas is also introduced from the second gas pipe 13. . In the first embodiment, the first gas pipe 4 is installed inside the microwave horn antenna 3 so as to be perpendicular to the side wall. However, the first gas pipe 4 may be bent halfway. Also in this case, the first gas pipe can be made to resonate with the microwave by setting the pipe length 11 from the inner wall of the microwave horn antenna 3 to the tip of the first gas pipe to λ / 4.

巻取り式真空蒸着装置を用い、基材9はPETフィルム(東レ社製T60、25μ厚)を用いた。電子ビーム加熱式蒸発を行う蒸発源14を用い、蒸発源14に蒸発対象物質として金属Alのインゴット(純度99.9%)を設置し反応性アシスト蒸着を行った。電子ビームの条件は、ビーム加速電圧40kV、ビーム電流0.28Aとし、Alインゴットに電子ビームを照射し、Al蒸気を発生させた。これにより基材9にAl蒸着を行い、基材9の光線透過率が波長380nmで40%となる様にして、第1のガスパイプ4より酸素ガス50[sccm]を、第2のガスパイプ13より酸素ガス280[sccm]をそれぞれ導入した。(ここで、sccmは、standard cc/minであり、1 atm (大気圧 1,013hPa )、0 ℃で規格化された密度の気体を10-3リットル毎分供給する量を1単位にしてあらわす気体の供給量である。)これにより得られた真空容器8内の圧力は4.7×10-2[Pa]であった。マイクロ波電力を1.0[kW]にすることでAlOx成膜を行った。AlOx膜厚が20nmとなるように巻取り速度を変化させた。作成したAlOx付きフィルムは酸素透過率(MOCON製、OX−TRAN2/20による酸素透過率測定。測定条件30℃70%RH)、光線透過率(分光器使用、島津製作所製UV−3100)、AlOx膜厚(X線反射率法、リガク製ATX−G)を測定した。 A roll-up vacuum deposition apparatus was used, and the substrate 9 was a PET film (T60 manufactured by Toray Industries, Inc., 25 μm thick). Using an evaporation source 14 that performs electron beam heating evaporation, an ingot of metal Al (purity 99.9%) was placed in the evaporation source 14 as an evaporation target substance, and reactive assist deposition was performed. The conditions of the electron beam were a beam acceleration voltage of 40 kV and a beam current of 0.28 A, and the Al ingot was irradiated with the electron beam to generate Al vapor. As a result, Al is vapor-deposited on the base material 9 so that the light transmittance of the base material 9 is 40% at a wavelength of 380 nm, and oxygen gas 50 [sccm] is supplied from the first gas pipe 4 and from the second gas pipe 13. Oxygen gas 280 [sccm] was introduced. (Here, sccm is standard cc / min, 1 atm (atmospheric pressure 1,013 hPa), gas that expresses the density of gas standardized at 0 ℃ per 10 -3 liters per minute.) The pressure in the vacuum vessel 8 obtained as a result was 4.7 × 10 −2 [Pa]. The AlOx film was formed by setting the microwave power to 1.0 [kW]. The winding speed was changed so that the AlOx film thickness was 20 nm. The produced AlOx-attached film has an oxygen transmission rate (measurement of oxygen transmission rate by MOCON, OX-TRAN 2/20, measuring condition 30 ° C. 70% RH), light transmittance (use of spectrometer, UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation), AlOx The film thickness (X-ray reflectivity method, Rigaku ATX-G) was measured.

<比較例1>
実施例1と同様に、マイクロ波電力を0[kW]とした以外は同条件でAlOx付きのフィルムを作成し、実施例1と同様の評価をした。
<Comparative Example 1>
As in Example 1, a film with AlOx was prepared under the same conditions except that the microwave power was set to 0 [kW], and the same evaluation as in Example 1 was performed.

<比較例2>
実施例1と同様に、第1のガスパイプ4の酸素流量を300[sccm]とし、第2のガスパイプ13の酸素流量を0[sccm]とした以外は同条件でAlOx付きのフィルムを作成し、実施例1と同様の評価をした。
<Comparative example 2>
As in Example 1, a film with AlOx was created under the same conditions except that the oxygen flow rate of the first gas pipe 4 was set to 300 [sccm] and the oxygen flow rate of the second gas pipe 13 was set to 0 [sccm]. Evaluation similar to Example 1 was performed.

<比較例3>
実施例1と同様に、第1のガスパイプ4の酸素流量を0[sccm]とし、第2のガスパイプ13の酸素流量を300[sccm]とした以外は同条件でAlOx付きのフィルムを作成し、実施例1と同様の評価をした。
<Comparative Example 3>
As in Example 1, a film with AlOx was prepared under the same conditions except that the oxygen flow rate of the first gas pipe 4 was 0 [sccm] and the oxygen flow rate of the second gas pipe 13 was 300 [sccm]. Evaluation similar to Example 1 was performed.

Figure 0004775280
これらの結果を表1に示す。比較例1はプラズマが無いためガスバリア性は低くなった。比較例2は、酸素ガスがプラズマ発生部には十分存在しているが、第2のガスパイプ13から酸素ガスを供給しなかったことによりAlと反応する酸素が少なかったため光線透過率は低く黒ずんだ膜となった。比較例3はプラズマが発生したり消滅したりと不安定な状態だった。これは、第1のガスパイプ4に酸素ガスが供給されていないためと考えられる。実施例1では酸素透過率が低く、光線透過率も高くなったことから、AlOx膜のバリアが向上したといえる。プラズマを利用しなかった比較例1からもバリア性の差は明らかである。このことはプラズマアシストによって膜質が密に変化したことと、蒸発源14での電子ビームによるバリア性の劣化要因である帯電障害を緩和したことの2つの要因が考えられるが、いずれにしろ、マイクロ波プラズマによる蒸着により基材9のガスバリア性が向上する効果があった。すなわち、実施例1により、第1のガスパイプ4からも第2のガスパイプ13からも酸素ガスを供給し、第1のガスパイプ4を共振アンテナとしてマイクロ波プラズマを発生することにより基材9へ蒸着することにより基材9のガスバリア性を向上させる効果があった。
Figure 0004775280
These results are shown in Table 1. In Comparative Example 1, since there was no plasma, the gas barrier property was low. In Comparative Example 2, oxygen gas is sufficiently present in the plasma generation part, but since the oxygen gas was not supplied from the second gas pipe 13, the amount of oxygen that reacts with Al was small, so the light transmittance was low and blackened. It became a film. In Comparative Example 3, plasma was generated and disappeared, and was in an unstable state. This is presumably because oxygen gas is not supplied to the first gas pipe 4. In Example 1, since the oxygen transmittance was low and the light transmittance was also high, it can be said that the barrier of the AlOx film was improved. The difference in barrier properties is clear also from Comparative Example 1 in which plasma was not used. This can be attributed to two factors, that is, the film quality has been densely changed by the plasma assist, and that the charging failure, which is a cause of deterioration of the barrier property due to the electron beam in the evaporation source 14, has been alleviated. The gas barrier property of the base material 9 was improved by vapor plasma deposition. That is, according to the first embodiment, oxygen gas is supplied from both the first gas pipe 4 and the second gas pipe 13, and the first gas pipe 4 is used as a resonance antenna to generate microwave plasma to deposit on the substrate 9. This has the effect of improving the gas barrier properties of the substrate 9.

マイクロ波の波長に対して、広い空間があった場合に圧力変化があっても十分に安定したマイクロ波プラズマを発生させることができるため、マイクロ波ホーンアンテナ3と適切な長さのアンテナ兼ガスパイプの第1のガスパイプと、蒸発源14上の第2のガスパイプの2つのガスパイプを使うことで磁場を発生させる大掛かり装備を不要とし、大規模な装置を用いずに、真空容器8内に、通常のプラズマを発生させる最適な圧力より低い圧力で安定なプラズマを発生しプラズマを維持できる。また、強力な磁場を用いないため電子ビーム加熱式蒸発を行う電子ビームの軌道が曲がる恐れが無いので、蒸発源14の電子ビームの電流密度を高くして蒸発レートを高いままで基材9への反応性アシスト蒸着が可能となり、生産性が高く高品質な蒸着膜を基材9に形成することができる。   Since a sufficiently stable microwave plasma can be generated even if there is a pressure change when there is a wide space with respect to the wavelength of the microwave, the microwave horn antenna 3 and an antenna / gas pipe having an appropriate length By using two gas pipes, the first gas pipe and the second gas pipe on the evaporation source 14, a large-scale equipment for generating a magnetic field is unnecessary, and the vacuum vessel 8 is usually used without using a large-scale apparatus. Stable plasma can be generated and maintained at a pressure lower than the optimum pressure for generating the plasma. In addition, since a strong magnetic field is not used, there is no fear that the trajectory of the electron beam for performing the electron beam heating evaporation is bent. Therefore, the current density of the electron beam of the evaporation source 14 is increased and the evaporation rate is kept high. Reactive assist vapor deposition is possible, and a high-quality deposited film with high productivity can be formed on the substrate 9.

本発明のプラズマアシスト蒸着装置の全体の概略図であるIt is the schematic of the whole plasma-assisted vapor deposition apparatus of the present invention. 本発明のマイクロ波プラズマ発生部の側面の断面図であるIt is sectional drawing of the side surface of the microwave plasma generation part of this invention 本発明のマイクロ波プラズマ発生部の正面図であるIt is a front view of the microwave plasma generation part of this invention 本発明のプラズマアシスト蒸着装置の真空容器内の詳細な構成を示す図であるIt is a figure which shows the detailed structure in the vacuum vessel of the plasma assist vapor deposition apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ・・ 導波管
2 ・・ 誘電体
3 ・・ マイクロ波ホーンアンテナ
4 ・・ 第1のガスパイプ
5 ・・ ガス導入口
6 ・・ マイクロ波発振器
7 ・・ 整合器
8 ・・ 真空容器
9 ・・ 基材
10 ・・ パイプ取り付け距離
11 ・・ パイプ長さ
12 ・・ 防着シールド
13 ・・ 第2のガスパイプ
14 ・・ 蒸発源
1 ··· Waveguide 2 ·· Dielectric 3 · · Microwave horn antenna 4 · · First gas pipe 5 · · Gas inlet 6 · · Microwave oscillator 7 · · Matching device 8 · · Vacuum vessel 9 ·· Substrate 10 ·· Pipe attachment distance 11 ·· Pipe length 12 · · Protection shield 13 · · Second gas pipe 14 · · Evaporation source

Claims (8)

マイクロ波を伝播させる導波管を有し、前記導波管からマイクロ波を導入する真空容器を有し、前記導波管の出口を塞ぎ前記真空容器内の空間を前記導波管内の空間から隔離する誘電体を有し、前記誘電体の先に設置したマイクロ波ホーンアンテナを有し、前記ホーンアンテナの側壁を貫通して前記ホーンアンテナの内部に設置し前記マイクロ波に共振する長さを有する第1のガスパイプを有し、前記第1のガスパイプの先端のガス導入口からガスを前記マイクロ波ホーンアンテナ内に導入してプラズマを発生する機構を有し、前記真空容器内に設置した蒸発源を有し、前記蒸発源と蒸着対象の基材との間に設置した第2のガスパイプを有することを特徴とするプラズマアシスト蒸着装置。   A waveguide for propagating microwaves, a vacuum vessel for introducing microwaves from the waveguide, and closing the outlet of the waveguide so that the space in the vacuum vessel is separated from the space in the waveguide A dielectric horn antenna that is isolated, has a microwave horn antenna installed at the tip of the dielectric, has a length that penetrates a side wall of the horn antenna and is installed inside the horn antenna and resonates with the microwave; A first gas pipe having a mechanism for generating plasma by introducing gas into the microwave horn antenna from a gas inlet at the tip of the first gas pipe, and an evaporation installed in the vacuum vessel A plasma-assisted vapor deposition apparatus comprising a second gas pipe provided between the evaporation source and a deposition target substrate. 前記マイクロ波の波長がλであるとき、前記第1のガスパイプの前記ホーンアンテナの側壁への設置位置を前記誘電体からλ/2のパイプ取り付け距離に設置し、前記第1のガスパイプの前記マイクロ波ホーンアンテナの内壁から先端部までのパイプ長さをλ/4にしたことを特徴とする請求項1記載のプラズマアシスト蒸着装置。   When the wavelength of the microwave is λ, the installation position of the first gas pipe on the side wall of the horn antenna is set at a pipe mounting distance of λ / 2 from the dielectric, and the microwave of the first gas pipe is set. 2. The plasma-assisted deposition apparatus according to claim 1, wherein the length of the pipe from the inner wall to the tip of the wave horn antenna is λ / 4. 前記マイクロ波ホーンアンテナの形状が、前記導波管と同じ形状であることを特徴とする請求項1または2に記載のプラズマアシスト蒸着装置。   The plasma-assisted vapor deposition apparatus according to claim 1 or 2, wherein the microwave horn antenna has the same shape as the waveguide. 前記蒸発源が金属材料を蒸発させるものであり、前記金属材料の蒸気に、前記第1のガスパイプから酸素を供給して発生させた酸素プラズマに前記第2のガスパイプから酸素ガスを加えることで得た酸素プラズマを加えることで金属酸化物を得、前記金属酸化物を前記基材に成膜することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項記載のプラズマアシスト蒸着装置。   The evaporation source is for evaporating a metal material, and obtained by adding oxygen gas from the second gas pipe to oxygen plasma generated by supplying oxygen from the first gas pipe to the vapor of the metal material. 4. The plasma-assisted deposition apparatus according to claim 1, wherein a metal oxide is obtained by applying an oxygen plasma, and the metal oxide is formed on the substrate. 5. マイクロ波を導波管に伝播させ、前記導波管からマイクロ波を真空容器に導入し、前記導波管のマイクロ波の出口を誘電体で塞ぐことで前記真空容器内の空間と前記導波管内の空間を隔離し、前記真空容器内の圧力をプラズマを発生させやすい圧力範囲内の圧力に設定し、前記導波管内の圧力を前記圧力範囲と異なる圧力に設定し、前記誘電体の先に設置したマイクロ波ホーンアンテナの側壁を貫通して前記ホーンアンテナの内部に前記マイクロ波に共振する長さの第1のガスパイプを設定し、前記第1のガスパイプの先端のガス導入口でプラズマを発生させ、前記真空容器内に蒸発源を設置し、前記蒸着源と蒸着対象の基材との間に第2のガスパイプを設置してガスを導入することを特徴とするプラズマアシスト蒸着方法。   The microwave is propagated in the waveguide, the microwave is introduced from the waveguide into the vacuum vessel, and the microwave outlet of the waveguide is closed with a dielectric, and the space in the vacuum vessel and the wave guide are filled. Isolating the space in the tube, setting the pressure in the vacuum vessel to a pressure within a pressure range in which plasma is easily generated, setting the pressure in the waveguide to a pressure different from the pressure range, and A first gas pipe having a length that resonates with the microwave passes through the side wall of the microwave horn antenna installed in the horn antenna, and plasma is generated at the gas inlet at the tip of the first gas pipe. A plasma assisted vapor deposition method comprising: generating an evaporation source in the vacuum vessel; and introducing a gas by installing a second gas pipe between the vapor deposition source and a substrate to be vapor deposited. 前記マイクロ波の波長がλであるとき、前記第1のガスパイプの前記ホーンアンテナの側壁への設置位置を前記誘電体からλ/2のパイプ取り付け距離に設置し、前記第1のガスパイプの前記マイクロ波ホーンアンテナの内壁から先端部までのパイプ長さをλ/4にしたことを特徴とする請求項5記載のプラズマアシスト蒸着方法。   When the wavelength of the microwave is λ, the installation position of the first gas pipe on the side wall of the horn antenna is set at a pipe mounting distance of λ / 2 from the dielectric, and the microwave of the first gas pipe is set. 6. The plasma-assisted vapor deposition method according to claim 5, wherein the length of the pipe from the inner wall to the tip of the wave horn antenna is λ / 4. 前記マイクロ波ホーンアンテナの形状が、前記導波管と同じ形状であることを特徴とする請求項5または6に記載のプラズマアシスト蒸着方法。   The plasma-assisted deposition method according to claim 5 or 6, wherein the microwave horn antenna has the same shape as the waveguide. 前記蒸発源が金属材料を蒸発させるものであり、前記金属材料の蒸気に、前記第1のガスパイプから酸素を供給して発生させた酸素プラズマに前記第2のガスパイプから酸素ガスを加えることで得た酸素プラズマを加えることで金属酸化物を得、前記金属酸化物を前記基材に成膜することを特徴とする請求項5乃至7の何れか一項記載のプラズマアシスト蒸着方法。   The evaporation source is for evaporating a metal material, and obtained by adding oxygen gas from the second gas pipe to oxygen plasma generated by supplying oxygen from the first gas pipe to the vapor of the metal material. A plasma-assisted vapor deposition method according to any one of claims 5 to 7, wherein a metal oxide is obtained by applying an oxygen plasma, and the metal oxide is formed on the substrate.
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