CN102383107B - 薄膜沉积装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种薄膜沉积装置，包括：在输送方向上输送基材的带的输送机、设置为面对基材的薄膜沉积电极、设置在薄膜沉积电极的相对侧处的对电极、薄膜沉积气体的气体供应装置和沿所述基材的平面方向设置为围绕薄膜沉积电极的接地屏蔽。薄膜沉积电极沿输送方向的上游端部比接地屏蔽沿所述基材的输送方向对应于薄膜沉积电极的上游端部的上游端部更靠近基材。

Description

薄膜沉积装置
技术领域
本发明涉及一种薄膜沉积装置，其中当长条形基材在其纵向方向上行进时，通过等离子体化学气相沉积(plasma CVD)形成薄膜。
背景技术
包括气体阻隔膜(gas barrier film)、保护膜和诸如光学过滤器和消反射膜(antireflecting film)之类的光学薄膜的各种功能性薄膜(功能性板)用在各种装置中，包括光学装置、诸如液晶显示装置和有机EL显示装置之类的显示装置、半导体器件和薄膜太阳能电池。
等离子体化学气相沉积用于制造这些功能性薄膜。
薄膜在纵向方向上行进的长条形基材(基材软板(web of substrate))上的连续沉积对于以高生产率高效地形成等离子体化学气相沉积薄膜是优选的。
在现有技术中用于执行这种薄膜沉积方法的典型的已知装置是所谓的卷对卷(roll to roll)薄膜沉积装置，其中长条形的基材从基材缠绕其中的基材卷进给，并且具有薄膜形成在其上的基材缠绕成卷。
当基材在纵向方向上在包括用于在基材上沉积薄膜的薄膜沉积位置的预定的路径上从送料辊到卷取辊行进时，这种卷对卷薄膜沉积装置在薄膜沉积位置中在长条形基材上连续地形成薄膜，与具有薄膜形成在其上的基材在卷取辊上的缠绕同步地从进给辊进给基材。
众所周知，根据等离子体化学气相沉积(容性耦合的等离子体CVD)，形成包括薄膜沉积电极和对电极的电极对，从而将其上将形成薄膜的基材夹在电极对之间，并且在电极对之间供给薄膜沉积气体，同时将射频功率供给到薄膜沉积电极以产生等离子体，从而形成薄膜。
这种等离子体化学气相沉积工艺使用接地屏蔽用于高效薄膜沉积。接地屏蔽是接地导电棱柱形部件，其被设置为围绕薄膜沉积电极。接地屏蔽防止在除基材和薄膜沉积电极之间的区域以外的其他区域中产生等离子体。产生的等离子体被限制或约束在基材和薄膜沉积电极之间，并且可以被有效地使用高效率的薄膜沉积
如在JP 2010-111900A和JP 2010-121159中所描述的那样，接地屏蔽也用在卷对卷等离子体化学气相沉积装置中。
发明内容
已知，在等离子体化学气相沉积中，薄膜沉积电极的中心部分和外围端部(等离子体的中心和外围端)通常具有不同的等离子体性能。
根据使用接地屏蔽的等离子体CVD，在薄膜沉积电极的中心部分产生的等离子体的密度大致均匀，但是与中心部分相比，在薄膜沉积电极的外围上的等离子体密度增加。
当接触比所需密度高的高密度等离子体时，基材经受损坏，如由加热引起变形或由等离子体引起的表面粗糙。
在所谓分批类型的常见薄膜沉积工艺中，基材的薄膜沉积位置在薄膜沉积过程中不会改变。因此，通过将基材设置在薄膜沉积电极的中心部分中，可以在基材仅在中心部分中与合适的等离子体接触的情况下进行薄膜沉积。
相比之下，在卷对卷的等离子体化学气相沉积中，长条形基材在其纵向方向上行进。因此，在薄膜沉积电极沿基材的行进方向的上游和下游端部中，不能防止高密度等离子体与基材接触，并且任选地，不能防止高密度等离子体与形成的薄膜接触。
因此，在卷对卷等离子体化学气相沉积中，高密度等离子体引起对基材的损坏，如在薄膜沉积电极的上游和下游端部中的基材的热变形、性能改变或表面变粗糙，从而难以稳定地生产合适的产品。
本发明的目的是通过提供一种薄膜沉积装置以克服现有技术问题，在该薄膜沉积装置中，当基材在其纵向方向上行进时，通过等离子体化学气相沉积执行薄膜沉积，该装置能够有利地实现在存在接地屏蔽的情况下有效地利用等离子的效果，防止基材在薄膜沉积电极的端部附近接触高密度等离子体，并且特别是防止基材在薄膜沉积电极沿基材行进方向的上游端部附近接触高密度等离子体，并且还防止基材经受由高密度等离子体引起的变形、特性改变或表面变粗糙，从而使得能够连续地制造合适的产品。
为了实现上述目的，本发明提供一种薄膜沉积装置，包括：输送装置，用于在输送方向上输送基材的带；薄膜沉积电极，被设置为面对所述基材；对电极，相对于所述基材设置在所述薄膜沉积电极的相对侧，并且与所述薄膜沉积电极形成电极对；气体供应装置，用于在所述薄膜沉积电极和所述基材之间供应薄膜沉积气体；和接地屏蔽，沿所述基材的平面方向设置为围绕所述薄膜沉积电极，其中，所述薄膜沉积电极的沿所述基材的输送方向的上游基材侧端部比所述接地屏蔽的沿所述基材的输送方向的上游基材侧端部更靠近所述基材，所述接地屏蔽的上游基材侧端部对应于所述薄膜沉积电极的沿所述基材的输送方向的上游基材侧端部。
所述薄膜沉积电极的沿所述基材的输送方向的下游基材侧端部优选比所述接地屏蔽的沿所述基材的输送方向的下游基材侧端部更靠近所述基材。所述薄膜沉积电极的沿所述基材的宽度方向延伸的上游基材侧端部和下游基材侧端部优选比所述接地屏蔽的沿所述基材的宽度方向的上游基材侧端部和下游基材侧端部更靠近所述基材。
所述薄膜沉积电极的在其中所述薄膜沉积电极优选比所述接地屏蔽更靠近所述基材的部分中的基材侧端部比其对应的所述接地屏蔽的基材侧端部靠近所述基材1～20毫米。除了其中所述薄膜沉积电极的基材侧端部比其对应的所述接地屏蔽的基材侧端部更靠近所述基材的部分之外，从所述接地屏蔽的基材侧端部到所述基材的第一距离优选等于或小于从所述薄膜沉积电极的基材侧端部到所述基材的第二距离。
薄膜沉积电极的面对基材的角优选以至少2毫米的曲率半径弯曲。
薄膜沉积装置优选还包括第二接地屏蔽，第二接地屏蔽沿所述基材的平面方向设置以围绕所述接地屏蔽。所述第二接地屏蔽的整个上表面位于高度等于或高于所述薄膜沉积电极的上表面的位置处。
在所述第二接地屏蔽的整个区域中，从所述第二接地屏蔽的基材侧端部到所述基材的距离优选等于或小于从所述薄膜沉积电极的基材侧端部到所述基材的距离。
所述输送装置优选通过缠绕在作为所述对电极的圆筒形滚筒的外围表面的预定区域的周围来输送所述基材。所述薄膜沉积电极的面对所述基材的表面弯曲以与所述滚筒的外围表面平行。
在本发明的具有上述配置的薄膜沉积装置中，当认为基材侧是在上方时，至少在薄膜沉积电极的沿基材行进方向的上游侧，接地屏蔽的上游上端部形成为位于比薄膜沉积电极的相应上游上端部低的位置处。
因此，在薄膜沉积电极的端部附近的等离子体可通过其中接地屏蔽的上端部位于比薄膜沉积电极的相应上游端部低的位置处的部分排出到接地屏蔽之外，从而防止基材接触薄膜沉积电极的端部中的高密度等离子体。
因此，本发明防止基材经历由来自高密度等离子体的热量引起的变形或性能改变，或由于与高密度等离子体接触而引起的表面变粗糙，从而使得能够连续地生产具有沉积在适当基材上的薄膜的高品质产品。
附图说明
图1是显示本发明的薄膜沉积装置的实施例的概念性视图。
图2A是显示在图1中的薄膜沉积装置的薄膜沉积区域的平面视图。
图2B是图1的局部放大视图。
图2C是显示适用于本发明的薄膜沉积电极的另一示例的概念性视图。
图3A至3C为在概念上显示本发明的薄膜沉积装置的另一个实施例的视图；图3A是薄膜沉积区域的平面图；图3B是当从基材行进方向上看时薄膜沉积区域的视图；以及图3C为前视图。
图4是在本发明的薄膜沉积装置的另一个实施例中的薄膜沉积区域的概念性平面图。
具体实施方式
下面，通过参照附图所示的优选实施例详细描述本发明的薄膜沉积装置。
图1是显示本发明的薄膜沉积装置的实施例的概念性视图。
在图示实施例中，当长条形基材Z在纵向方向上行进时，薄膜沉积装置10在由CCP(电容耦合型等离子体，capacitively coupled plasma)-CVD(化学气相沉积)长条形基材Z(软板形式的薄膜材料)的表面上执行薄膜形成，从而制造诸如气体阻隔膜之类的功能性薄膜。
沉积装置10是一个所谓的“卷对卷”薄膜沉积装置，其中长条形基材Z从具有缠绕成卷的基材Z的基材卷12进给，并且通过CCP-CVD在基材Z上形成薄膜的同时基材Z在其纵向方向上行进，并且具有形成在其上的薄膜的基材Z重新缠绕在卷取轴14上。
在本发明的薄膜沉积装置10中，用于薄膜沉积中的基材(基板)Z不特别地受限，并且能够通过离子体化学气相沉积进行薄膜沉积的各中类型长薄片全都可以使用。
可能有利地使用的基材Z的具体例子包括由有机材料(如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯)制成的塑料薄膜(树脂薄膜)。
在本发明中使用的基材Z可以是片材，该片材具有形成在作为支撑的任何塑料薄膜上的、用于给予多种功能的层(薄膜)(例如，保护层、粘接层、光反射层、光屏蔽层，平坦化层(planarizing layer)、缓冲层和应力消除层)。
所使用的基材Z可以是具有形成在支撑上的单层的片材或者具有形成在支撑上的多层的片材。在后一种情况下，所形成的多层可以是同一类型的。
如上所述，如1图所示的薄膜沉积装置10是所谓的卷到卷的薄膜沉积装置，其中长条形基材Z从具有缠绕成卷的基材Z的基材卷辊12进给，并且在其纵向方向上行进，同时薄膜形成在基材Z上，并且具有形成在其上的薄膜的基材Z再次缠绕在卷取轴14上。薄膜沉积装置10包括进料室18、薄膜沉积室20和卷取室24。
除了图示部件，薄膜沉积装置10可以还具有采用离子体化学气相沉积的卷对卷薄膜沉积装置的多个部件，包括各种传感器以及用于使基材Z沿着预定的路径行进的各种部件(输送装置)，示例为一对输送辊和用于调节沿基材Z的宽度方向的位置的引导部件。
进料室18包括旋转轴26、引导辊28和抽真空装置30。
其中缠绕长条形基材Z的基材卷12安装在进料室18的旋转轴26上。
在基材卷12安装在旋转轴26上时，使基材Z沿着从进料室18开始并且经过薄膜沉积室20以达到卷取室24的卷取轴14的预定路径行进。
在薄膜沉积装置10中，基材Z从基材卷12的进给和基材Z在卷取室24中的卷取轴14上的缠绕同步进行，以在薄膜沉积室20中通过CCP-CVD沿着预定路径在其纵向方向上行进的长条形基材Z上执行连续薄膜沉积。
在进料室18中，由驱动源(未显示)在图1中的顺时针方向上转动旋转轴26以使基材Z从基材卷12进给，由引导辊28沿着预定的路径引导，并且穿过设置在间隔壁38中的狭缝38a以到达薄膜沉积室20。
在图示薄膜沉积装置10的优选实施例中，进料室18和卷取室24分别地设置有抽真空装置30和70。这些抽真空装置设置在这些室中，使得这些室中的压力(真空度)可以与以下将描述的薄膜沉积室20中的压力相同或稍高于薄膜沉积室20中的压力，从而防止相邻室中的压力不利地影响薄膜沉积室20中的压力(即在薄膜沉积室20中的薄膜沉积)。
抽真空装置30不受特别限制，并且可以使用的示例装置包括：真空泵，如涡轮泵、机械增压泵、干式泵(dry pump)和旋转泵；辅助装置，如低温线圈；和各种其他已知(真空)抽空装置，所述抽空装置使用用于调节最终真空度或排出的空气量的装置，并采用在真空沉积装置中。在这方面，同样适应于稍后介绍的其他抽真空装置60和70。
如上所述，基材Z由引导辊28引导以通过间隔壁38的狭缝38a达到薄膜沉积室20。
设置薄膜沉积室20以通过CCP-CVD在基材Z的表面上执行薄膜沉积。在图示实施例中，薄膜沉积室20包括滚筒42、薄膜沉积电极46、接地屏蔽48、引导辊50和52、RF电源54、气体供应装置56和抽真空装置60。
薄膜沉积室20中的滚筒42是围绕图1的中心轴逆时针旋转的圆筒形部件，由引导辊50沿着预定的路径引导的基材Z(以预先确定的角度)通过外周表面的预定区域，以当其被保持在面对稍后将介绍的薄膜沉积电极46的预定位置时在纵向方向上行进。
滚筒42也可作为CCP-CVD中的对电极，并且与薄膜沉积电极46形成一对电极。
因此，42滚筒可以连接到偏置电源或接地。可替换地，滚筒42可以能够在连接到偏置电源和接地之间切换。
在薄膜沉积装置10中，滚筒42可以具有温度调节装置，用于在薄膜沉积过程中调节基材Z的温度。
滚筒42的温度调节装置不特别地受限，并且可以使用各类温度调节装置，包括包含在滚筒中循环的制冷剂或者加热剂的温度调节装置。
薄膜沉积电极46是一个已知的淋浴喷头式电极(淋浴喷头板)，其从其面对基材Z的表面排出薄膜沉积气体并且用于通过CCP-CVD的薄膜沉积。
图2A是薄膜沉积电极46(薄膜沉积区域)(从基材Z侧看到的概念视图)的概念性平面视图；图2B以放大视图在概念上显示从如图1中所示的相同方向看到的薄膜沉积电极46的附近。在图2A中，基材Z由左到右行进。
在图示实施例中，薄膜沉积电极46例如是中空的、大致长方形固体，并且被设置为使一个表面面对滚筒42(即基材Z)。
在图示实施例中，薄膜沉积电极46的面对滚筒42的表面，即图1中的上表面，具有向下弯曲或凹陷的弧状表面，从而平行滚筒42的外围表面(即，使得薄膜沉积电极46的表面和滚筒42的外围表面之间的距离完全相同)。换句话说，薄膜沉积电极46具有凹陷弧状表面、矩形底面、在沿基材Z的输送方向的上游和下游侧的两个矩形侧向壁面、以及在沿垂直于基材Z的输送方向的宽度方向的两侧的两个板状侧向壁面，这些侧向壁面在滚筒侧(即，在图1中的上侧)向下弯曲。
如图2A所示，大量气体供应孔46a形成在薄膜沉积电极46的面对的滚筒42的表面中。气体供应孔46A与薄膜沉积电极46内的空间(气体供应空间)连通。稍后介绍的气体供应装置56将薄膜沉积气体供应到薄膜沉积电极46内的空间。
因此，从气体供应装置56提供的薄膜沉积气体随后通过薄膜沉积电极46的气体供应孔46a供应到滚筒42(基材Z)和薄膜沉积电极46之间的空间。
根据本发明的薄膜沉积电极46并不限于具有弧形平面的图示类型，并且可以是中空矩形固体形式(空心板)，或可以有不平行于滚筒的外围表面的弯曲形状。
因此，本发明允许用在CCP-CVD中的任何已知的淋浴喷头式电极。
薄膜沉积电极的面对基材Z(滚筒42)的表面优选具有弯曲角(端)，如在如图2C所示的薄膜沉积电极47中概念性地示出的那样，且更优选所述角具有至少2毫米曲率半径。
这有利于等离子体从薄膜沉积电极47的角向外排出，以防止等离子体密度在薄膜沉积电极47的端部处增加，由此，可以更有利地防止基材Z被高密度等离子体变形，结合通过设置稍后介绍的接地屏蔽48取得的效果，以使其上表面在比薄膜沉积电极的其相应的上表面低的位置处。
在图示的实施例中，一个薄膜沉积电极(使用CCD-CVD的薄膜沉积装置)设置在薄膜沉积室20中。然而，本发明不限于这种配置，并且可以在基材Z行进的方向上设置多个薄膜沉积电极。
此外，本发明不限于使用淋浴喷头式电极的配置，并且可以使用包括没有薄膜沉积气体排放孔(薄膜沉积气体供应装置)的薄膜沉积电极的CCD-CVD装置、与薄膜沉积电极形成电极对的对电极和用于在薄膜沉积电极和对电极之间供应薄膜沉积气体的喷嘴。
气体供应装置56是用在真空薄膜沉积装置(如等离子化学气相沉积装置)中的已知的气体供应装置。
如上所述，气体供应装置56供应薄膜沉积气体到薄膜沉积电极46内的空间中。薄膜沉积电极46的面对滚筒42的(弯曲)表面中形成大量的气体供应孔46a。因此，供应进入薄膜沉积电极46的薄膜沉积气体通过气体供应孔46a被引导进入薄膜沉积电极46和滚筒42之间的空间。
从气体供应装置56供应的每种薄膜沉积气体(工艺气体/材料气体)可以是适于将形成在基材Z的表面上的薄膜的已知类型。
例如在基材Z表面上形成氮化硅薄膜的情况下，气体供应装置56可供应如硅烷气体、氨气、氢气的组合或硅烷气体、氨气和氮气的组合之类的薄膜沉积气体。
射频电源54供应等离子体激发功率到薄膜沉积电极46。用在各种等离子体化学气相沉积装置中的已知的射频电源都可用于射频电源54，示例为供应13.56MHz射频功率的电源。
抽真空装置60对薄膜沉积室20抽真空，以将其保持在用于离子体CVD薄膜沉积的预定薄膜沉积压力下，并且是如上所述的用在真空沉积装置中的已知类型。
根据本发明，对诸如将被供应的薄膜沉积气体量和激发功率的大小之类的薄膜沉积条件没有任何具体限制。
如在常见等离子体化学气相沉积工艺中一样，可以根据要形成的薄膜的类型和厚度、所需的薄膜沉积速率、基材Z类型等，视情况确定薄膜沉积条件。
在图示薄膜沉积装置10中，薄膜沉积室20设置有接地屏蔽48。
接地屏蔽48是一个棱柱形部件(在图示实施例中是大致四角棱柱形式)，其沿基材Z的平面方向设置，从而围绕薄膜沉积电极46。换句话说，接地屏蔽48包括大于薄膜沉积电极46的底表面的矩形底表面、沿基材Z的输送方向的上游和下游侧的两个矩形侧向壁面、以及在沿垂直于基材Z的输送方向的宽度方向的两侧的两个板状侧向壁面，这些侧向壁面在滚筒侧(即，在图1中的上侧)向下弯曲。由基材Z侧的这些四个侧向壁面的端部(即，图1中的上端部)形成的表面与薄膜沉积电极46以下向下弯曲。
如用在CCP-CVD中的已知接地屏蔽一样，接地屏蔽48由导电材料制成，并且通常接地。如在已知接地屏蔽中那样，接地屏蔽48形成和设置为使得薄膜沉积电极46和接地屏蔽48之间的距离(沿基材的平面方向的距离)减小，以防止薄膜沉积电极46和接地屏蔽48之间发生放电(等离子体的产生)。
在图示实施例中，优选地，接地屏蔽48也具有这样的形状，即四个侧向壁面的上端部(基材Z或滚筒42侧的端部)平行于滚筒42的外围表面。
换句话说，接地屏蔽48中的侧向壁面的在沿基材输送方向的上游和下游侧(以下简称为“上游侧/下游侧”)的上端部是沿基材Z或滚筒42的宽度方向(垂直于基材输送方向的方向；以下简称为“宽度方向”)延伸的线性部分，并且所述侧向壁面在垂直于基材Z的宽度方向的侧向侧的上端部为弧形形状或弯曲，从而平行于滚筒42的外围表面。
在本发明的薄膜沉积装置10中，至少薄膜沉积电极46的在宽度方向延伸的侧向壁面的位于沿基材输送方向的上游侧的上端部比接地屏蔽48的沿宽度方向延伸的侧向壁面的对应于薄膜沉积电极46中的所述上端部的上端部更靠近或更邻近基材Z或滚筒42。也就是说，在图示实施例中，当基材Z侧视为上方时，至少接地屏蔽48的沿基材输送方向的上游侧向壁面的上端部位于比薄膜沉积电极46的上游侧向壁面的相应的上端部低的位置处。换句话说，假设从薄膜沉积电极46的面对基材Z的表面到基材Z或滚筒42的方向是高度方向，则至少接地屏蔽48的上游侧向壁面的上端部相对于位于上方的基材Z位于比薄膜沉积电极46的上游侧向壁面的相应的上端部低的位置处。
在图示实施例中，在围绕薄膜沉积电极46的整个外围中，薄膜沉积电极46的构成其上表面的圆周的侧向壁面的上端部比接地屏蔽48的构成其上表面的圆周的侧向壁面的对应的上端部更靠近或更接近基材Z或滚筒42距离h。也就是说，在图示的实施例中，在围绕薄膜沉积电极46的整个外围上，接地屏蔽48的侧向壁面的上端部位于比薄膜沉积电极46的侧向壁面的上端部低高度h的位置。
薄膜沉积电极46的端部附近的高密度等离子体可以加热基材Z，引起基材Z的表面变形或变色或变粗糙，并且通过具有本发明中的这种配置而消除这些缺陷。
如上所述，设置为围绕等离子体化学气相沉积中的薄膜沉积电极的接地屏蔽防止在除基材和薄膜沉积电极之间的区域(薄膜沉积区域)之外的其他区域中产生等离子体，并且所产生的等离子体被限制或约束在基材和薄膜沉积电极之间，并可以有效地用于高效率薄膜沉积。
然而，在使用这种接地屏蔽的等离子体CVD中，等离子体的密度在薄膜沉积电极的端部附近(等离子体端)增加。基材与高密度等离子体的接触导致由受热引起的基材的变形或变色，或由等离子体引起的基材表面的粗糙化，由此不能生产合适的产品。
在其中基材被固定的分批式(batch type)薄膜沉积中，可以通过将基材放置在薄膜沉积电极的中心区域来防止基材被暴露到高密度等离子体。然而，在其中长条形基材在纵向方向行进的卷对卷系统中，不能防止基材在薄膜沉积电极的上游和下游侧的端部处与高密度的等离子体接触。
同样如在JP 2010-111900A和JP 2010-121159A中描述的那样，在使用接地屏蔽的等离子体化学气相沉积中，接地屏蔽的上端表面通常是在高度等于或更高于薄膜沉积电极的上端表面的位置处，换句话说，接地屏蔽的上端表面与薄膜沉积电极的上端表面齐平或比薄膜沉积电极的上端表面更接近基材，或者接地屏蔽的上端面和基材之间的距离形成为等于或小于薄膜沉积电极的上端面和基材之间的距离，以积极地防止等离子体产生在不必要的区域中，同时提高所产生的等离子体的使用效率(即将等离子体限制或约束在电极和基材之间的薄膜沉积区域中)。
相反地，在本发明的薄膜沉积装置10中，至少薄膜沉积电极46的沿宽度方向延伸的上游侧向壁面的上端部形成为比接地屏蔽48的沿宽度方向延伸的上游侧向壁面的上端部更靠近基材Z(即，滚筒42)。换句话说，在图示的实施例中，至少接地屏蔽48的上游侧向壁面的上端部形成在比薄膜沉积电极46的上游侧向壁面的相应的上端部低的位置处。
这样的配置使等离子体能够从其中接地屏蔽48的比薄膜沉积电极46更远离基材Z的部分(即，从其中接地屏蔽48的侧向壁面的上端部位于比薄膜沉积电极46的侧向壁面的相应的上端部低的位置处的部分)排放到外。结果，在薄膜沉积电极46的端部附近的等离子体密度可以降低，并且可以防止基材Z由于接触高密度等离子体而发生性能变化和变形以及表面粗糙(以下统称简称为“基材Z的损坏”)。
在本发明的薄膜沉积装置10中，从接地屏蔽48的上端部到其相应的薄膜沉积电极46的上端部的高度h不特别受限，并且如果从薄膜沉积电极46到基材Z的距离甚至稍微小于从接地屏蔽48到基材Z的距离，即，如果接地屏蔽48的上端部位于比薄膜沉积电极46的相应上端部稍低的位置处，则可以实现有益效果。
在接下来的描述中，根据图示实施例，薄膜沉积电极46或接地屏蔽48的侧向壁面的基材侧端部在其更靠近基材Z或滚筒42时视为更高，且在其更远离基材Z或滚筒42时视为更低。从薄膜沉积电极46到基材Z的距离和从接地屏蔽48到基材Z的距离之间的差在下文称为高度或差。
然而，从接地屏蔽48的上端部到薄膜沉积电极46的相应的上端部的高度h(即从接地屏蔽48的上端部到滚筒42之间的距离和从薄膜沉积电极46的上端部到滚筒42的距离之间的差h)优选至少1毫米，以充分地抑制由高密度等离子体引起的基材Z变形或表面粗糙。
排放到接地屏蔽48以外的等离子的量随高度h的增加而增加。换句话说，接地屏蔽48的固有作用减少，导致等离子体在薄膜沉积中的使用效率下降。考虑到这一点，高度h优选地可达20毫米。
从接地屏蔽48的上端部到薄膜沉积电极46相应的上端部的高度h最优选是5～10毫米，因为可以有利地获得上述效果。
在如图1和图2A至2C所示的实施例中，在薄膜沉积电极46的整个外围上，即，在上游和下游侧二者上，以及在垂直于宽度方向的两个侧面上，接地屏蔽48的上表面都位于比薄膜沉积电极46的上表面低的位置处。
然而，这不是本发明的唯一情况，但至少接地屏蔽48的上游上端部应处于比薄膜沉积电极46的相应上游上端部低的位置处。
换句话说，在薄膜沉积电极46的上游端部处，基材Z的表面总是与等离子体接触。因此，存在于包含所述上游端部的区域中的高密度等离子体造成对基材Z的损坏，并且因而接地屏蔽48的上游上端部应仅形成在比薄膜沉积电极46的相应的上端部低的位置处。
相比之下，存在于下游侧上的和存在于垂直于宽度方向的两个侧面上的高密度的等离子体的并不总是造成对基材Z的损坏。因此，在这种情况下，如在常见装置中一样，接地屏蔽48可被设置为使得垂直于宽度方向的侧向上端部和下游上端部位于高度等于或高于薄膜沉积电极46的相应的上端部的位置处。换句话说，接地屏蔽48可以比薄膜沉积电极46更接近基材Z。
另一种实施例在图3A至3C中概念性地显示。
图3A是薄膜沉积电极46的平面图；图3B显示从基材Z的行进方向(即，从上游侧向下游侧)看到的薄膜沉积电极46；以及图3C是从与图1所示方向相同的方向看到的前视图。在图3A中，基材Z也如图2A中所示的一样从左至右行进。
举例而言，在图3A中概念地显示的情况下，其中基材Z具有狭窄的宽度，并且基材Z的垂直于宽度方向的两个侧端部位于薄膜沉积电极46的垂直于宽度方向的两个侧端部的内侧，即使在薄膜沉积电极46的垂直于宽度方向的两个侧端部上的等离子具有高密度，基材Z也不与在薄膜沉积电极46的垂直于其宽度方向的两个侧端部上的高密度等离子体接触。
因此，在这种情况下，如在图3B及3C中概念性地所示的接地屏蔽48A中一样，接地屏蔽48可以被设置为使仅其上游侧死昂壁面的上端部和可选地其下游侧向壁面的上端部位于比薄膜沉积电极46的上游侧向壁面的上端部和可选的下游侧向壁面的上端部低的位置处，并且接地屏蔽48的沿宽度方向的两侧的侧向壁面的上端部位于高度等于或高于薄膜沉积电极46的沿宽度方向的两侧的对应的侧向壁面的上端部的位置处。
为了通过使用薄膜沉积电极46和基材Z(滚筒42)之间的薄膜沉积区域(即，等离子体)提高薄膜沉积效率，接地屏蔽48被设置为使得垂直于宽度方向的两个侧向壁面的上端部和可选地下游侧向壁面的上端部位于比薄膜沉积电极46的相应的侧面壁面的上端部高的位置处，从而防止薄膜沉积区域中的等离子体从接地屏蔽48的垂直于宽度方向的侧向端部排出。例如，接地屏蔽48的垂直于其宽度方向的侧向壁面可以向上延伸，以具有刚达到滚筒42的外围表面之前或略低于滚筒42的外围表面的高度。
相比之下，在图2A-2C所示的情况中，其中，基材Z在宽度方向上具有比薄膜沉积电极46大的尺寸，并且其侧端部位于薄膜沉积电极46的垂直于宽度方向的两个侧端部上，如果高密度等离子体存在于薄膜沉积电极46的垂直宽度方向的两个侧端部上，则高密度等离子体可能会损坏基材Z。
因此，在这种情况中，如在图和1图2A-2C中所示的接地屏蔽48，优选的是，接地屏蔽48的垂直于宽度方向的两个侧向壁面也位于比薄膜沉积电极46的垂直于宽度方向的相应侧向壁面低的位置处。
在许多情况下，已经在薄膜沉积电极46的下游侧执行薄膜沉积，并且因此基材Z不直接地暴露于等离子体。在形成无机膜(由无机化合物制成的膜)的情况下，该膜相对于高密度的等离子体往往很可能具有足够的强度。
因此，在具有足够大厚度的无机膜形成在薄膜沉积电极46的下游端部处，并且不存在等离子体造成基材Z和可选地所形成的薄膜损坏的可能性的情况下，接地屏蔽48的下游上端部也可以位于在高度上等于薄膜沉积电极46的下游上端部的位置处。
可替换地，考虑到通过等离子体约束提高的薄膜沉积效率，接地屏蔽48的下游侧向壁面的上端部可以位于比薄膜沉积电极46的下游侧向壁面的上端部高的位置处。例如，接地屏蔽48可以具有刚达到滚筒42的外表面之前的高度。
换句话说，在本发明的薄膜沉积装置中，可以使用以下四种类型的接地屏蔽：其中相对于位于上方的基材Z(假设从薄膜沉积电极46向基材Z(滚筒42)的方向是高度方向)，仅上游上端部位于比薄膜沉积电极46的相应上游上端部低的位置处的类型；其中相对于基材Z，上游上端部和下游上端部位于比薄膜沉积电极46的相应上游上端部和下游上端部低的位置处的类型；其中相对于基材Z，上游上端部和垂直于宽度方向的侧向上端部位于比垂直于薄膜沉积电极46的宽度方向的相应上游上端部和下游上端部低的位置处的类型；以及其中相对于基材Z，包括上游上端部和下游上端部以及垂直于宽度方向的侧向上端部的整个外围的上端部位于比薄膜沉积电极46的相应的上端部低的位置处的类型。
在本发明的薄膜沉积装置10中，接地屏蔽48可以如图4中示意地显示那样由第二接地屏蔽62围绕。
第二接地屏蔽62能够有利地抑制薄膜沉积电极46和基材Z(滚筒)42之间的等离子体放电，以提高所产生的等离子体的使用效率，从而导致进一步的高效薄膜沉积。
为了改善等离子体约束效果，与常见接地屏蔽中一样，第二接地屏蔽62的上表面优选地位于高度等于或在高于薄膜沉积电极46的上表面的位置处。
如上所述，由引导辊50沿着预定路径引导的基材Z经过滚筒42的外围表面，并且当其在纵向方向上行进时被保持在预定的位置。当用等离子体激发功率给薄膜沉积电极46供电时，在形成电极对的滚筒42和薄膜沉积电极46之间激发等离子体，于是薄膜沉积气体形成自由基以在基材Z的表面上执行CCP-CVD薄膜沉积，基材Z在它被支撑上滚筒42上时在滚筒42上行进。
具有沉积在其表面上的预定薄膜的基材Z然后由引导辊52引导并且行进通过间隔壁64的狭缝64A进入卷取室24。
在图示实施例中，卷取室24包括引导辊68、卷取轴14和抽真空装置70。
已达到卷取室24的基材Z在其由引导辊68引导时行进到卷取轴14，并且缠绕在卷取轴14上以形成卷，所述卷然后作为气体阻隔膜的卷提供至后续的步骤。
卷取室24还设置有抽真空装置70，如在上述进料室18中一样，并且在薄膜沉积过程中，其压力降低到合适于薄膜沉积室20中的薄膜沉积压力的真空度。
薄膜沉积装置10的操作说明如下。
当将基材卷12安装在旋转轴26上时，基材Z从基材卷12释放，并且沿着预定路径行进，基材Z沿预定路径由进料室18中的引导辊28引导至薄膜沉积室20，薄膜Z在薄膜沉积室20中由引导辊50引导，经过滚筒42的外围表面的预定区域，并且由引导辊52引导至卷取室24，基材Z在卷取室由引导辊68引导至卷取轴14。
随后，抽真空装置30、60、70被致动以将所述室抽空到预定压力。当所述室中的真空度稳定时，薄膜沉积室20中的气体供应装置56向薄膜沉积电极46供应薄膜沉积气体。
当薄膜沉积室20稳定在适于薄膜沉积的预定压力处时，基材Z从进料室18到卷取室24的行进开始，并且从射频电源54到薄膜沉积电极46的等离子体激发功率的供应也开始。
已从进料室18到达薄膜沉积室20的基材Z由引导辊50引导，并且当其在滚筒42上经过时进一步行进，并且通过CCP-CVD在滚筒42和薄膜沉积电极46彼此面对的区域中形成想要的层。
在薄膜沉积室20中设置接地屏蔽48以围绕薄膜沉积电极46，并且因此等离子体可以有利地被限制或约束在滚筒42和薄膜沉积电极46彼此面对的区域中，以高等离子体使用效率执行高效的薄膜沉积。
在薄膜沉积装置10中，至少接地屏蔽48的上游上端部位于比薄膜沉积电极46的相应上游上端部低的位置处。因此，可以防止等离子体密度在薄膜沉积电极46的上游端部中的增加，以抑制由高密度的等离子体引起的对基材Z的损坏，由此可以连续地生产高品质产品。
具有沉积其上的预定薄膜的基材Z随后由引导辊52引导并且行进进入卷取室24。
已经到达采取卷取室24的基材Z由引导辊68沿着预定路径引导，并且通过卷取轴14被再缠绕成卷，所述卷随后供给至后续步骤。
虽然以上已经详细介绍了本发明的薄膜沉积装置，但本发明不限于上述的实施例，应该理解，在没有违背本发明的范围和精神的情况下各种改进和修改都是可行的。
例如，如图1所示的实施例显示了一种装置，其中在基材Z上执行薄膜沉积，基材Z在纵向方向上行进时经过圆筒形滚筒的外围表面。然而，这不是本发明的唯一情况。例如，本发明的薄膜沉积装置也可以有利地应用到如在JP 2010-111900A中描述的当基材Z(在平面上)线性行进时执行薄膜沉积的装置。换句话说，本发明可以适用于各种配置的所有薄膜沉积装置，只要是在长条形的基材在纵向方向上行进时由等离子体化学气相沉积执行薄膜沉积。
示例
示例1
如图1所示的薄膜沉积装置10用于在基材Z上沉积氮化硅薄膜。
所使用的基材Z是PET膜，具有100μm的厚度。如由原子力显微镜(AFM)测量的基材Z的表面粗糙度Ra为0.7纳米。
所使用的接地屏蔽48由铝制成。屏蔽48在距离薄膜沉积电极46为1毫米处接地。
如图1、2A至2C所示，接地屏蔽48被设置为使得上游端部和下游上端部以及垂直于宽度方向的两个侧向上端部(即接地屏蔽48的围绕薄膜沉积电极46的整个上表面)位于比薄膜沉积电极46的相应上端部低5毫米的位置处。也就是说，从接地屏蔽48的上端部到薄膜沉积电极46的上端部的高度h(Δh)在整个区域内被设置为5毫米。
所使用的薄膜沉积气体为硅烷气体(SiH4)、氨气(NH3)、氮气(N2)和氢气(H2)。硅烷气体、氨气、氮气和氢气的供应量分别为100sccm、200sccm、500sccm和500sccm。
以13.5MHz的频率向薄膜沉积电极46供给2000W(瓦)的等离子体激发功率。
薄膜沉积压力设置到30Pa。
具有50纳米厚的氮化硅薄膜在薄膜沉积条件下形成在基材Z上。薄膜的沉积速率为460纳米/分钟。氮化硅薄膜的厚度由触针式轮廓曲线仪(stylus profilometer)测量，并且通过控制基材Z的行进速度进行调整。
薄膜沉积以后，形成的氮化硅薄膜被剥落，并且以与基材Z的表面同样的方式由原子力显微镜测量基材Z在薄膜沉积后的表面粗糙度Ra。结果，基材Z在薄膜沉积以后具有1.7纳米的表面粗糙度Ra。
示例2
除了从接地屏蔽48的上表面到薄膜沉积电极46的上表面的高度h被改变到10毫米，并且基材Z的行进速度被改变以达到所需的薄膜厚度之外，重复示例1，从而在基材Z的表面上形成50纳米厚度的氮化硅薄膜之外。
薄膜沉积速率为400纳米/分钟。如以与示例1相同的方式测量基材Z在薄膜沉积之后的表面粗糙度Ra为1.4纳米。
示例3
除了从接地屏蔽48的上表面到薄膜沉积电极46的上表面的高度h被改变到15毫米，并且基材Z的行进速度被改变以达到所需的薄膜厚度之外，重复示例1，从而在基材Z的表面上形成具有50纳米厚度的氮化硅薄膜。
薄膜沉积速率为290纳米/分钟。如以与示例1相同的方式测量基材Z在薄膜沉积之后的表面粗糙度Ra为1.3纳米。
比较示例1
除了从接地屏蔽48的上表面到薄膜沉积电极46的上表面的高度h被改变到0毫米(即，接地屏蔽48的上表面形成为与薄膜沉积电极46的上表面平齐)，并且基材Z的行进速度被改变以达到所需的薄膜厚度之外，重复示例1，从而在基材Z的表面上形成具有50纳米厚度的氮化硅薄膜。
薄膜沉积速率为500纳米/分钟。如以与示例1相同的方式测量基材Z在薄膜沉积之后的表面粗糙度Ra为3.1纳米。
示例4
除了薄膜沉积电极46的面对滚筒42的区域的角以5毫米的曲率半径弯曲，并且基材Z的行进速度被改变以达到所需的薄膜厚度之外，重复示例1，从而在基材Z的表面上形成具有50纳米厚度的氮化硅薄膜。
薄膜沉积速率为440纳米/分钟。如以与示例1相同的方式测量基材Z在薄膜沉积之后的表面粗糙度Ra为1.5纳米。
示例5
除了仅接地屏蔽48的上游上端部形成在比薄膜沉积电极46的上游上端部低5毫米的位置处，并且接地屏蔽48的其它上端部形成为与薄膜沉积电极46的相应上游上端部平齐，并且基材Z的行进速度被改变以达到所需的薄膜厚度之外，重复示例1，从而在基材Z的表面上形成具有50纳米厚度的氮化硅薄膜。
薄膜沉积速率为480纳米/分钟。如以与示例1相同的方式测量基材Z在薄膜沉积之后的表面粗糙度Ra为1.9纳米。
示例6
除了在距离接地屏蔽481毫米处在接地屏蔽48的外侧设置第二接地屏蔽62，并且基材Z的行进速度被改变以达到所需的薄膜厚度之外，重复示例1，从而在基材Z的表面上形成具有50纳米厚度的氮化硅薄膜。
薄膜沉积速率为440纳米/分钟。如以与示例1相同的方式测量基材Z在薄膜沉积之后的表面粗糙度Ra为1.5纳米。
示例7
除了从接地屏蔽48的上表面到薄膜沉积电极46的上表面的高度h改变到1毫米，并且基材Z的行进速度被改变以达到所需的薄膜厚度之外，重复示例1，从而在基材Z的表面上形成具有50纳米厚度的氮化硅薄膜。
薄膜沉积速率为490纳米/分钟。如以与示例1相同的方式测量基材Z在薄膜沉积之后的表面粗糙度Ra为2.2纳米。
示例8
除了氮化硅薄膜沉积到10纳米厚度，并且基材Z的行进速度被改变以达到所需的薄膜厚度，重复示例5，从而在基材Z的表面上形成氮化硅薄膜。
薄膜沉积速率为480纳米/分钟。如以与示例1相同的方式测量基材Z在薄膜沉积之后的表面粗糙度Ra为2.1纳米。
示例9
除了接地屏蔽48的高度仅在下游侧增加，使得接地屏蔽48和滚筒42之间的距离为5毫米，并且基材Z的行进速度被改变以达到所需的薄膜厚度之外，重复示例1，从而在基材Z的表面上形成具有50纳米厚度的氮化硅薄膜。
薄膜沉积速率为490纳米/分钟。如以与示例1相同的方式测量基材Z在薄膜沉积之后的表面粗糙度Ra为1.6纳米。
在上述示例和比较示例中，在整个区域内，薄膜沉积电极46和滚筒42之间的距离为20毫米。
结果显示在下面的表1中。
表1
未处理基材具有0.7nm的表面粗糙度。
如从上面看到的那样，从接地屏蔽48的上表面到薄膜沉积电极46的上表面的高度(Δh)越大，由等离子体引起的对基材Z的表面的损坏降低的越多。另一方面，薄膜沉积率降低。如在比较例1和示例7所示，从接地屏蔽48的上表面到薄膜沉积电极46的上表面的1毫米的高度足以实现保护基材Z的表面免受高密度等离子体影响的效果。因此，从示例1至3和7中明确，从接地屏蔽48的上表面到薄膜沉积电极46的上表面的高度h可以设置为适合于基材表面和薄膜沉积速率所需的情况，并且在保护基材和在1到20毫米的高度的范围内的薄膜沉积速率之间可以达成很好的平衡。
如示例4所示，薄膜沉积电极46的角是弯曲的，以便从电极的端部排出等离子体，并且结果可以降低基材Z的表面粗糙度。此外，如示例5和9所示，即使在仅在基材Z与等离子体直接接触的上游侧将接地屏蔽48的上表面形成为位于比薄膜沉积电极46的上表面低的位置处的情况下，也可以有利地实现降低基材Z的表面粗糙度的效果。
如示例6中所示，通过在接地屏蔽48外侧设置第二接地屏蔽62，可以更有利地防止等离子体扩散，从而确保相当高的速率，同时降低基材Z的表面粗糙度。
在如示例8和9所示的形成在基材Z上的薄膜没有足够厚度的情况下，优选地将接地屏蔽48设置为使得其下游上端部也位于比薄膜沉积电极46的相应下游上端部低的位置处，以充分地降低基材Z的表面粗糙度。然而，只要形成在基材Z上的薄膜具有足够的厚度，即使薄膜沉积电极的下游侧暴露到高密度等离子体，也可以减少基材Z上的不利影响。
上述结果清楚地表明本发明的有益效果。
本发明可以有利地用于制造各种功能性薄膜，诸如气体阻隔膜和消反射薄膜。

Claims (11)

1.一种薄膜沉积装置，包括：
输送装置，用于在输送方向上输送基材的带；
薄膜沉积电极，被设置为面对所述基材；
对电极，相对于所述基材设置在所述薄膜沉积电极的相对侧，并且与所述薄膜沉积电极形成电极对；
气体供应装置，用于在所述薄膜沉积电极和所述基材之间供应薄膜沉积气体；和
接地屏蔽，沿所述基材的平面方向设置为围绕所述薄膜沉积电极，
其中，所述薄膜沉积电极的沿所述基材的输送方向的上游基材侧端部比所述接地屏蔽的沿所述基材的输送方向的上游基材侧端部更靠近所述基材，所述接地屏蔽的上游基材侧端部对应于所述薄膜沉积电极的沿所述基材的输送方向的上游基材侧端部。
2.根据权利要求1所述的薄膜沉积装置，其中，所述薄膜沉积电极的沿所述基材的输送方向的下游基材侧端部比所述接地屏蔽的沿所述基材的输送方向的下游基材侧端部更靠近所述基材。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜沉积装置，其中，所述薄膜沉积电极的沿所述基材的宽度方向延伸的上游基材侧端部和下游基材侧端部比所述接地屏蔽的沿所述基材的宽度方向的上游基材侧端部和下游基材侧端部更靠近所述基材。
4.根据权利要求1或2所述的薄膜沉积装置，其中，所述薄膜沉积电极的在其中所述薄膜沉积电极比所述接地屏蔽更靠近所述基材的部分中的基材侧端部比其对应的所述接地屏蔽的基材侧端部更靠近所述基材1～20毫米。
5.根据权利要求1或2所述的薄膜沉积装置，其中，除了其中所述薄膜沉积电极的基材侧端部比其对应的所述接地屏蔽的基材侧端部更靠近所述基材的部分之外，从所述接地屏蔽的基材侧端部到所述基材的第一距离等于或小于从所述薄膜沉积电极的基材侧端部到所述基材的第二距离。
6.根据权利要求1或2所述的薄膜沉积装置，其中，所述薄膜沉积电极的面对所述基材的角以至少2毫米的曲率半径弯曲。
7.根据权利要求1或2所述的薄膜沉积装置，还包括第二接地屏蔽，第二接地屏蔽沿所述基材的平面方向设置以围绕所述接地屏蔽。
8.根据权利要求7所述的薄膜沉积装置，其中，在所述第二接地屏蔽的整个区域中，从所述第二接地屏蔽的基材侧端部到所述基材的距离等于或小于从所述薄膜沉积电极的基材侧端部到所述基材的距离。
9.根据权利要求1或2所述的薄膜沉积装置，
其中，所述薄膜沉积电极具有气体供应孔和形成在内部的气体供应空间，所述气体供应孔形成在所述薄膜沉积电极面对所述基材的表面中并且与所述气体供应空间连通，并且
其中，所述气体供应装置将所述薄膜沉积气体供应到所述气体供应空间。
10.根据权利要求1或2所述的薄膜沉积装置，
其中所述输送装置通过缠绕在作为所述对电极的圆筒形滚筒的外围表面的预定区域的周围来输送所述基材。
11.根据权利要求10所述的薄膜沉积装置，其中，所述薄膜沉积电极的面对所述基材的表面弯曲以与所述滚筒的外围表面平行。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140076527A (ko) * 2011-10-24 2014-06-20 닛토덴코 가부시키가이샤 유기 ｅｌ 디바이스의 제조 방법 및 제조 장치
CN102851653A (zh) * 2012-09-10 2013-01-02 福建铂阳精工设备有限公司 大面积薄膜沉积设备
JP6045266B2 (ja) * 2012-09-18 2016-12-14 リンテック株式会社 イオン注入装置
KR101581770B1 (ko) * 2013-12-27 2015-12-31 엘아이지인베니아 주식회사 플렉시블 기판 처리장치 및 이를 이용한 플렉시블 기판 처리방법
KR101581090B1 (ko) * 2013-12-27 2015-12-30 엘아이지인베니아 주식회사 플렉시블 기판 처리장치 및 이를 이용한 플렉시블 기판 처리방법
KR102430579B1 (ko) * 2015-12-30 2022-08-08 엘지디스플레이 주식회사 롤투롤 방식의 증착장치
KR20180062101A (ko) * 2016-11-30 2018-06-08 엘지디스플레이 주식회사 샤워헤드 및 이를 포함하는 롤투롤 플라즈마 처리장치
US20210193986A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-24 Intecells, Inc. Method and apparatus for making lithium ion battery electrodes
JP2022039119A (ja) 2020-08-27 2022-03-10 キオクシア株式会社 排気配管装置
CN115124031A (zh) * 2021-03-25 2022-09-30 电子科技大学 卷对卷制备系统及卷对卷制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101098981A (zh) * 2005-05-10 2008-01-02 株式会社爱发科 卷绕式等离子cvd装置
CN101348896A (zh) * 2008-08-27 2009-01-21 浙江大学 卷绕式双面镀膜设备

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10310867A (ja) * 1997-05-08 1998-11-24 Sony Corp 薄膜形成装置およびこれを用いた薄膜形成方法
NL1010287C2 (nl) * 1998-10-09 2000-04-11 Fuji Photo Film Bv Werkwijze voor de behandeling van een fotografische drager met een atmosferische druk gloeiontlading.
JP3649378B2 (ja) * 1999-08-26 2005-05-18 シャープ株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP4425167B2 (ja) * 2005-03-22 2010-03-03 富士フイルム株式会社 ガスバリア性フィルム、基材フィルムおよび有機エレクトロルミネッセンス素子
JP4868283B2 (ja) 2006-10-25 2012-02-01 富士電機株式会社 薄膜形成装置
JP5122805B2 (ja) 2006-12-20 2013-01-16 株式会社アルバック 成膜装置
JP2009138240A (ja) * 2007-12-07 2009-06-25 Fujifilm Corp 成膜方法
JP5629930B2 (ja) 2008-07-01 2014-11-26 株式会社大一商会 遊技機
JP2010111900A (ja) 2008-11-05 2010-05-20 Fuji Electric Holdings Co Ltd プラズマｃｖｄ装置
JP5354422B2 (ja) * 2008-11-18 2013-11-27 株式会社ユーテック ローラ式プラズマｃｖｄ装置及びローラ式プラズマ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101098981A (zh) * 2005-05-10 2008-01-02 株式会社爱发科 卷绕式等离子cvd装置
CN101348896A (zh) * 2008-08-27 2009-01-21 浙江大学 卷绕式双面镀膜设备

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特開2009-138240A 2009.06.25 *
JP特開2010-121159A 2010.06.03 *
JP特開平10-310867A 1998.11.24 *

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