JP2006028578A - Thin film deposition apparatus and thin film deposition method - Google Patents

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JP2006028578A JP2004208542A JP2004208542A JP2006028578A JP 2006028578 A JP2006028578 A JP 2006028578A JP 2004208542 A JP2004208542 A JP 2004208542A JP 2004208542 A JP2004208542 A JP 2004208542A JP 2006028578 A JP2006028578 A JP 2006028578A
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菊男 前田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film deposition apparatus and a thin film deposition method for depositing a thin film of excellent quality by preventing a raw material before activation from being deposited on a base material. <P>SOLUTION: The thin film deposition apparatus has a pair of electrodes which are arranged to form a discharge space with discharge surfaces facing each other to generate the high frequency electric field in the discharge space, and a retaining mechanism to tightly attach a base material to the electrodes and retain them so as to be along at least one electrode in the discharge space. The thin film deposition apparatus also has a gas feed unit which feeds gas into the discharge space so that gas containing thin film deposition gas is activated by the high frequency electric field and deposits a thin film on the surface of the base material by exposing the base material with the activated gas. The gas feed unit has a guide means to guide gas to the discharge space so that gas before activated is not brought into contact with the base material. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、薄膜形成装置及び薄膜形成方法に係り、特に、大気圧プラズマ放電処理を用いて薄膜を基材上に形成する薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関する。   The present invention relates to a thin film forming apparatus and a thin film forming method, and more particularly to a thin film forming apparatus and a thin film forming method for forming a thin film on a substrate using atmospheric pressure plasma discharge treatment.

従来、LSI、半導体、表示デバイス、磁気記録デバイス、光電変換デバイス、太陽電池、ジョセフソンデバイス、光熱変換デバイス等の各種製品には、基材上に高性能性の薄膜を設けた材料が用いられている。薄膜を基材上に形成する手法には、塗布に代表される湿式製膜方法や、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に代表される乾式製膜方法、あるいは大気圧プラズマ放電処理を利用した大気圧プラズマ製膜方法等が挙げられるが、近年では、高い生産性を維持しつつ高品質な薄膜を形成できる大気圧プラズマ製膜方法の使用が特に望まれている。   Conventionally, various products such as LSIs, semiconductors, display devices, magnetic recording devices, photoelectric conversion devices, solar cells, Josephson devices, and photothermal conversion devices have been made of materials with high-performance thin films on substrates. ing. Methods for forming a thin film on a substrate include wet film forming methods represented by coating, dry film forming methods represented by sputtering, vacuum deposition, ion plating, etc., or atmospheric pressure plasma discharge treatment. In recent years, the use of an atmospheric pressure plasma film forming method capable of forming a high-quality thin film while maintaining high productivity is particularly desired.

大気圧プラズマ製膜方法は、対向する電極間に基材を配置させた状態で、薄膜形成ガスを供給し、両電極に電界を印加する。これにより、放電プラズマが発生し、基材を放電プラズマに晒すことで薄膜が形成される。大気圧プラズマ製膜方法を実現する薄膜形成装置として、例えば、特許文献1に記載される薄膜形成装置が挙げられる。この薄膜形成装置には、対向する2つの電極と、これらの電極に電界を印加する電源と、2つの電極の放電面に対して、それぞれ基材を密着するように搬送するフィルム用搬送装置と、電極間に薄膜形成ガスを供給する薄膜形成ガス供給部とが備わっている。そして、この薄膜形成装置は、電極間に薄膜形成ガスを供給してから、電界を印加することにより放電プラズマを発生させて、2つの電極に密着した基材に薄膜を形成するようになっている。
特開2000−212753号公報
In the atmospheric pressure plasma film forming method, a thin film forming gas is supplied in a state where a base material is disposed between opposing electrodes, and an electric field is applied to both electrodes. Thereby, discharge plasma is generated, and a thin film is formed by exposing the substrate to the discharge plasma. As a thin film forming apparatus that realizes the atmospheric pressure plasma film forming method, for example, a thin film forming apparatus described in Patent Document 1 can be cited. The thin film forming apparatus includes two opposing electrodes, a power source that applies an electric field to these electrodes, and a film transport device that transports the base material in close contact with the discharge surfaces of the two electrodes. And a thin film forming gas supply unit for supplying a thin film forming gas between the electrodes. In this thin film forming apparatus, after a thin film forming gas is supplied between the electrodes, an electric field is applied to generate discharge plasma to form a thin film on a substrate that is in close contact with the two electrodes. Yes.
JP 2000-212753 A

ここで、薄膜形成ガス供給部と電極間とには、少なからず隙間があるために、薄膜形成ガス供給部から噴出された薄膜形成ガスは、その全てが電極間に進入して放電プラズマに晒されるのではなく、前述の隙間から漏れ出て放電プラズマに晒される以前に基材に触れてしまうものもある。薄膜形成ガスには薄膜用の原料が含まれているが、この薄膜形成ガス内の原料が活性化されて基材に付着するのであれば、基材上に薄膜が形成されることになるが、活性化以前に基材に付着してしまうと、その後に活性化された原料が基材に付着したとしても、良質な膜が形成され難かった。   Here, since there is a considerable gap between the thin film forming gas supply unit and the electrode, all of the thin film forming gas ejected from the thin film forming gas supply unit enters between the electrodes and is exposed to the discharge plasma. Rather than being leaked, there are also those that touch the substrate before leaking out of the gap and being exposed to the discharge plasma. The thin film forming gas contains the raw material for the thin film. If the raw material in the thin film forming gas is activated and adheres to the base material, a thin film is formed on the base material. If it adheres to the substrate before activation, even if the material activated thereafter adheres to the substrate, it is difficult to form a good film.

本発明の課題は、活性化前の原料が基材に付着することを防止して、良質な薄膜の形成を可能とすることである。   The subject of this invention is preventing the raw material before activation adhering to a base material, and enabling formation of a good quality thin film.

請求項1記載の発明における薄膜形成装置は、
互いの放電面が対向されて放電空間を形成するように配置され、前記放電空間内に高周波電界を発生させる一対の電極と、
前記放電空間内で基材を保持する保持機構と、
薄膜形成ガスを含有するガスが高周波電界によって活性化されるように前記放電空間に前記ガスを供給し、活性化された前記ガスで前記基材を晒すことで、前記基材の表面上に薄膜を形成するためのガス供給部とを備え、
前記ガス供給部は、活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスを前記放電空間まで案内する案内手段を有していることを特徴としている。
The thin film forming apparatus according to the invention of claim 1
A pair of electrodes arranged to form a discharge space with the discharge surfaces facing each other, and generating a high-frequency electric field in the discharge space;
A holding mechanism for holding the substrate in the discharge space;
A thin film is formed on the surface of the base material by supplying the gas to the discharge space so that the gas containing the thin film forming gas is activated by a high-frequency electric field, and exposing the base material with the activated gas. And a gas supply part for forming
The gas supply unit includes guide means for guiding the gas to the discharge space so that the gas before activation does not contact the base material.

請求項1記載の発明によれば、薄膜形成ガスを含有するガスが案内手段により放電空間に導かれる際、活性化以前の前記ガスが基材に接しないように、案内手段が前記ガスを案内しているので、活性化後の前記ガスが基材に触れる前に、活性化以前のガスが基材に接してしまうことを防止できる。これにより、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材に付着することを防止でき、結果良質な薄膜の形成が可能となる。   According to the first aspect of the present invention, when the gas containing the thin film forming gas is guided to the discharge space by the guide means, the guide means guides the gas so that the gas before activation does not contact the substrate. Therefore, before the gas after activation touches the substrate, it is possible to prevent the gas before activation from coming into contact with the substrate. Thereby, it can prevent that the raw material contained in thin film formation gas adheres to a base material before activating, As a result, formation of a high quality thin film is attained.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材を前記電極に密着させて保持することを特徴としている。
The invention described in claim 2 is the thin film forming apparatus according to claim 1,
The holding mechanism is characterized in that the substrate is held in close contact with the electrodes so as to follow each of the pair of electrodes in the discharge space.

請求項2記載の発明によれば、放電空間内で一対の電極のそれぞれに沿うように基材を保持機構が電極に密着させて保持するので、1つの放電空間中で2層分の薄膜を形成することが可能となり、より効率的に薄膜を形成できる。   According to the second aspect of the present invention, since the holding mechanism holds the base material in close contact with the electrodes so as to follow each of the pair of electrodes in the discharge space, two layers of thin films are formed in one discharge space. Therefore, it is possible to form a thin film more efficiently.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記基材を搬送する搬送装置であることを特徴としている。
The invention according to claim 3 is the thin film forming apparatus according to claim 1 or 2,
The holding mechanism is a transport device that transports the base material.

請求項3記載の発明によれば、保持機構が基材を搬送する搬送装置であるので、広範囲にわたって薄膜を形成することが可能となる。   According to the third aspect of the invention, since the holding mechanism is a transport device that transports the base material, a thin film can be formed over a wide range.

請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、前記ガスを噴出する第1ガス噴出口と、前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを噴出する一対の第2ガス噴出口とを有し、
前記一対の第2ガス噴出口は、前記第1ガス噴出口を挟むように、前記一対の電極の軸方向に沿って配置されていることを特徴としている。
Invention of Claim 4 is a thin film formation apparatus as described in any one of Claims 1-3,
The guide means has a first gas jet port for jetting the gas, and a pair of second gas jet ports for jetting a raw material gas not containing the thin film forming gas,
The pair of second gas outlets is arranged along the axial direction of the pair of electrodes so as to sandwich the first gas outlet.

請求項4記載の発明によれば、一対の第2ガス噴出口が、一対の電極の軸方向に沿って第1ガス噴出口を挟むように配置されているので、薄膜形成ガスを含有するガスを無原料ガスによって挟んだ状態でガス供給部から放電空間まで案内できる。このように、前記ガスが無原料ガスで挟まれていれば、無原料ガスによって遮られて、無原料ガスの外側へ流出することを防止できる。特に、一対の第2ガス噴出口の間隔が放電空間の間隔よりも狭められていれば、前記ガスが放電空間外に流出しにくくなり、確実に放電空間内に案内されることになる。   According to invention of Claim 4, since a pair of 2nd gas ejection port is arrange | positioned so that a 1st gas ejection port may be pinched | interposed along the axial direction of a pair of electrode, gas containing thin film formation gas Can be guided from the gas supply unit to the discharge space in a state of being sandwiched between the raw material gases. Thus, if the gas is sandwiched between the raw material gases, it is possible to prevent the gas from being blocked by the raw material gases and flowing out of the raw material gases. In particular, if the interval between the pair of second gas outlets is narrower than the interval between the discharge spaces, the gas is less likely to flow out of the discharge space, and is reliably guided into the discharge space.

請求項5記載の発明は、請求項4記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、
前記無原料ガスを噴出する一対の第3ガス噴出口を有し、
前記一対の第3ガス噴出口は、前記軸方向における前記第1ガス噴出口の両端部よりも外側にそれぞれ配置されていることを特徴としている。
The invention according to claim 5 is the thin film forming apparatus according to claim 4,
The guiding means includes
A pair of third gas outlets for jetting the raw material gas;
The pair of third gas outlets are respectively arranged outside both end portions of the first gas outlet in the axial direction.

請求項5記載の発明によれば、一対の第3ガス噴出口のそれぞれが、第1ガス噴出口の両端部よりも外側に配置されているので、軸方向に対しても薄膜形成ガスを含有するガスを無原料ガスが挟んだ状態でガス供給部から放電空間まで案内できる。したがって、第1ガス噴出口の両端部から放電空間外へ流出するガスを低減することができる。   According to invention of Claim 5, since each of a pair of 3rd gas jet nozzle is arrange | positioned outside the both ends of a 1st gas jet nozzle, it contains thin film formation gas also to an axial direction The gas to be supplied can be guided from the gas supply unit to the discharge space in a state where the raw material gas is sandwiched. Accordingly, it is possible to reduce the gas flowing out of the discharge space from both ends of the first gas ejection port.

請求項6記載の発明は、請求項5記載の薄膜形成装置において、
前記一対の第2ガス噴出口及び前記一対の第3ガス噴出口は、前記第1ガス噴出口を囲うように連続していることを特徴としている。
A sixth aspect of the present invention is the thin film forming apparatus according to the fifth aspect,
The pair of second gas outlets and the pair of third gas outlets are continuous so as to surround the first gas outlet.

請求項6記載の発明によれば、一対の第2ガス噴出口及び一対の第3ガス噴出口とが第1ガス噴出口を囲うように連続しているので、第1ガス噴出口から噴出されたガスを無原料ガスにより囲んだ状態で放電空間まで案内できる。したがって、薄膜形成ガスを含んだガスを放電空間外へ漏らさずに放電空間まで案内することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the pair of second gas outlets and the pair of third gas outlets are continuous so as to surround the first gas outlet, so that they are ejected from the first gas outlet. The gas can be guided to the discharge space in a state surrounded by the raw material gas. Therefore, the gas containing the thin film forming gas can be guided to the discharge space without leaking out of the discharge space.

請求項7記載の発明は、請求項4〜6のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴としている。
The invention according to claim 7 is the thin film forming apparatus according to any one of claims 4 to 6,
The ejection directions of the gas and the raw material gas are parallel to each other and perpendicular to the axial direction.

請求項7記載の発明によれば、前記ガス及び無原料ガスの噴出方向が、互いに平行であるので、薄膜形成ガスを含有するガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れることを抑制し、前記ガスが無原料ガスの外側へ流出することをより確実に防止できる。
また、放電空間は、一対の電極の軸方向に沿って延在しているために、上述したように薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスの噴出方向が軸方向に対して直交する方向であれば、薄膜形成ガスを含有するガスを放電空間の全長にわたって確実に案内することができる。
According to the invention of claim 7, since the jet directions of the gas and the raw material gas are parallel to each other, the flow of the gas containing the thin film forming gas is prevented from being disturbed by the flow of the raw material gas, It is possible to more reliably prevent the gas from flowing out of the raw material gas.
In addition, since the discharge space extends along the axial direction of the pair of electrodes, the direction in which the gas containing the thin film forming gas and the raw material gas are ejected is orthogonal to the axial direction as described above. If so, the gas containing the thin film forming gas can be reliably guided over the entire length of the discharge space.

請求項8記載の発明は、請求項4〜7のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴としている。
Invention of Claim 8 is a thin film formation apparatus as described in any one of Claims 4-7,
The Reynolds numbers at the time of ejection of the gas and the raw material gas are substantially equal.

請求項8記載の発明によれば、薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であるので、薄膜形成ガスを含有するガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れることを抑制できる。   According to the invention described in claim 8, since the Reynolds number at the time of ejection of the gas containing the thin film forming gas and the raw material gas is substantially the same, the flow of the gas containing the thin film forming gas depends on the flow of the raw material gas. Disturbance can be suppressed.

請求項9記載の発明は、請求項4〜8のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴としている。
The invention according to claim 9 is the thin film forming apparatus according to any one of claims 4 to 8,
The pair of electrodes are arranged so that the discharge space is open in the vertical direction,
The gas supply unit is arranged so that the gas and the raw material gas are guided to the discharge space along the vertical direction.

ここで、例えば、薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスの流路が上下方向に対して傾いていれば、前記ガス及び無原料ガスの流れは放電空間に到達する以前に重力の影響によって乱れてしまう。しかしながら、請求項9記載の発明のように、薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスが上下方向に沿いながら放電空間まで案内されれば、重力の影響を低減でき、前記ガス及び無原料ガスの流れが乱れを抑制することができる。   Here, for example, if the flow path of the gas containing the thin film forming gas and the raw material gas is inclined with respect to the vertical direction, the flow of the gas and the raw material gas is caused by the influence of gravity before reaching the discharge space. It will be disturbed. However, if the gas containing the thin film forming gas and the raw material gas are guided to the discharge space along the vertical direction as in the invention described in claim 9, the influence of gravity can be reduced, and the gas and the raw material gas can be reduced. The flow of turbulence can be suppressed.

請求項10記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されて、前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部を備え、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴としている。
The invention according to claim 10 is the thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 9,
A suction unit that is disposed on the opposite side of the gas supply unit across the pair of electrodes and sucks the gas that has passed through the discharge space;
The suction amount of the suction part is set larger than the ejection amount of the gas supply part.

請求項10記載の発明によれば、吸引部が、放電空間を通過したガスを吸引するので、放電空間を通過したガスによって装置内部が汚れることを防止できる。特に、吸引部の吸引量が、ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていれば、放電空間を通過したガスを常に吸引でき、放電空間外へとガスが流出することを確実に防止することができる。   According to the tenth aspect of the present invention, since the suction portion sucks the gas that has passed through the discharge space, the inside of the apparatus can be prevented from being contaminated by the gas that has passed through the discharge space. In particular, if the suction amount of the suction portion is set to be larger than the ejection amount of the gas supply portion, the gas that has passed through the discharge space can always be sucked and the gas can be reliably prevented from flowing out of the discharge space. be able to.

請求項11記載の発明は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴としている。
Invention of Claim 11 is a thin film formation apparatus as described in any one of Claims 1-10,
An interval between the gas supply unit and the pair of electrodes is narrower than an interval between the pair of electrodes.

請求項11記載の発明によれば、一対の電極の間隔よりもガス供給部と一対の電極との間隔の方が狭いので、ガス供給部から放電空間までの距離を短くすることができ、ガス供給部から噴出されたガスの流れが、例え乱れたとしてもその影響が大きくなる前にガスを放電空間内に収めることができる。   According to the eleventh aspect of the present invention, since the distance between the gas supply unit and the pair of electrodes is narrower than the distance between the pair of electrodes, the distance from the gas supply unit to the discharge space can be shortened. Even if the flow of the gas ejected from the supply section is disturbed, the gas can be contained in the discharge space before the influence becomes large.

請求項12記載の発明は、請求項1〜11のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、少なくとも表面が絶縁性を有していることを特徴としている。
Invention of Claim 12 is the thin film formation apparatus as described in any one of Claims 1-11,
The guide means is characterized in that at least the surface has an insulating property.

ここで、一対の電極により放電空間内に高周波電界が発生すると、放電プラズマが放電空間外にはみ出るように発生する。案内手段の位置によっては放電プラズマの発生領域内に侵入してしまう場合もあるが、案内手段が導体であるとアースの役目を果たしてしまい、放電プラズマを安定させにくい。このため、請求項12記載の発明のように少なくとも案内手段の表面が絶縁性を有していれば、放電プラズマが案内手段に導通することなく、放電プラズマを安定させることが可能になる。   Here, when a high-frequency electric field is generated in the discharge space by the pair of electrodes, the discharge plasma is generated so as to protrude outside the discharge space. Depending on the position of the guide means, it may enter the discharge plasma generation region. However, if the guide means is a conductor, it serves as a ground, making it difficult to stabilize the discharge plasma. For this reason, if at least the surface of the guide means has an insulating property as in the invention described in claim 12, the discharge plasma can be stabilized without conducting the discharge plasma to the guide means.

請求項13記載の発明は、請求項1〜12のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第1高周波電界及び他方の電極による第2高周波電界を重畳したものであり、
前記第1高周波電界の周波数ω1より前記第2高周波電界の周波数ω2が高く、
前記第1高周波電界の電界強度V1、前記第2高周波電界の電界強度V2及び放電開始電界強度IVの関係が、
V1≧IV>V2又はV1>IV≧V2を満たすことを特徴としている。
The invention according to claim 13 is the thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 12,
The high-frequency electric field is a superposition of a first high-frequency electric field by one of the pair of electrodes and a second high-frequency electric field by the other electrode,
The frequency ω2 of the second high frequency electric field is higher than the frequency ω1 of the first high frequency electric field,
The relationship among the electric field strength V1 of the first high-frequency electric field, the electric field strength V2 of the second high-frequency electric field, and the discharge starting electric field strength IV is:
V1 ≧ IV> V2 or V1> IV ≧ V2 is satisfied.

請求項13記載の発明によれば、高周波電界が、第1高周波電界及び第2高周波電界を重畳したものであり、第1高周波電界の周波数ω1より第2高周波電界の周波数ω2が高く、第1高周波電界の電界強度V1、第2高周波電界の電界強度V2及び放電開始電界強度IVの関係が、V1≧IV>V2又はV1>IV≧V2を満たしているので、窒素等の安価なガスを用いた場合においても、薄膜形成可能な放電を起こし、高品位な薄膜形成に必要な高密度プラズマを発生することができる。   According to the invention of claim 13, the high-frequency electric field is a superposition of the first high-frequency electric field and the second high-frequency electric field, and the frequency ω2 of the second high-frequency electric field is higher than the frequency ω1 of the first high-frequency electric field. Since the relationship between the electric field intensity V1 of the high-frequency electric field, the electric field intensity V2 of the second high-frequency electric field, and the discharge starting electric field intensity IV satisfies V1 ≧ IV> V2 or V1> IV ≧ V2, an inexpensive gas such as nitrogen is used. Even in such a case, discharge capable of forming a thin film is caused, and high-density plasma necessary for forming a high-quality thin film can be generated.

請求項14記載の発明は、請求項1〜13のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス中には窒素が50%以上含まれていることを特徴としている。
Invention of Claim 14 is a thin film forming apparatus as described in any one of Claims 1-13,
The gas contains 50% or more of nitrogen.

請求項14記載の発明によれば、薄膜形成ガスを含有するガス中に窒素が50%以上含まれているので、他のガスを使用した場合よりも比較的安価にすることができる。   According to the fourteenth aspect of the present invention, since the gas containing the thin film forming gas contains 50% or more of nitrogen, the gas can be made relatively cheaper than when other gases are used.

請求項15記載の発明は、請求項1〜14のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴としている。
The invention according to claim 15 is the thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 14,
The pair of electrodes generate a high-frequency electric field in the discharge space under atmospheric pressure or pressure near atmospheric pressure.

請求項15記載の発明によれば、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で製膜を行うことができるので、真空で製膜を行う場合に比べて、高速製膜が可能となるとともに連続生産が可能となる。そして、真空にするための装置等も必要でないために、設備費を削減できる。   According to the invention described in claim 15, since film formation can be performed under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, high-speed film formation is possible and continuous production is possible as compared with the case where film formation is performed in a vacuum. Is possible. And since the apparatus for making a vacuum is not required, an installation cost can be reduced.

請求項16記載の発明における薄膜形成方法は、
互いの放電面が対向された一対の電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に沿うように基材を前記電極に密着させて保持することで、前記基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する際に、
活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスは前記放電空間まで案内されることを特徴としている。
The thin film forming method according to the invention of claim 16 comprises:
A gas containing a thin film forming gas is supplied from a gas supply unit to a discharge space composed of a pair of electrodes whose discharge surfaces face each other, and the gas is activated by generating a high-frequency electric field in the discharge space. The thin film is formed on the substrate by exposing the substrate to the activated gas by holding the substrate in close contact with the electrode along at least one of the pair of electrodes. When doing
The gas is guided to the discharge space so that the gas before activation does not contact the substrate.

請求項16記載の発明によれば、請求項1記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the invention of the sixteenth aspect, the same operation and effect as the invention of the first aspect can be obtained.

請求項17記載の発明は、請求項16記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材は前記電極に密着されて保持されていることを特徴としている。
The invention described in claim 17 is the thin film forming method according to claim 16,
The substrate is held in close contact with the electrodes so as to be along each of the pair of electrodes in the discharge space.

請求項17記載の発明によれば、請求項2記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the seventeenth aspect of the invention, it is possible to obtain the same operation and effect as the second aspect of the invention.

請求項18記載の発明は、請求項16又は17記載の薄膜形成方法において、
前記基材は、前記放電空間を通過するように搬送されることを特徴としている。
The invention according to claim 18 is the method for forming a thin film according to claim 16 or 17,
The base material is transported so as to pass through the discharge space.

請求項18記載の発明によれば、請求項3記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the eighteenth aspect of the invention, the same operation and effect as the third aspect of the invention can be obtained.

請求項19記載の発明は、請求項16〜18のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを前記一対の電極のそれぞれに沿って噴出させて、前記ガスを挟んで案内することを特徴としている。
The invention according to claim 19 is the thin film forming method according to any one of claims 16 to 18,
The raw material gas not containing the thin film forming gas is ejected along each of the pair of electrodes, and the gas is sandwiched and guided.

請求項19記載の発明によれば、請求項4記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the nineteenth aspect of the invention, it is possible to obtain the same operation and effect as the fourth aspect of the invention.

請求項20記載の発明は、請求項19記載の薄膜形成方法において、
前記ガスを前記一対の電極の軸方向に対して挟むように、前記無原料ガスを噴出させることを特徴としている。
The invention according to claim 20 is the thin film forming method according to claim 19,
The raw material gas is ejected so as to sandwich the gas with respect to the axial direction of the pair of electrodes.

請求項20記載の発明によれば、請求項5記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the twentieth aspect of the invention, the same operation and effect as the fifth aspect of the invention can be obtained.

請求項21記載の発明は、請求項19記載の薄膜形成方法において、
前記無原料ガスは前記ガスを囲うように噴出されていることを特徴としている。
The invention according to claim 21 is the thin film forming method according to claim 19,
The raw material gas is ejected so as to surround the gas.

請求項21記載の発明によれば、請求項6記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the twenty-first aspect of the invention, it is possible to obtain the same operation and effect as the sixth aspect of the invention.

請求項22記載の発明は、請求項19〜21のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴としている。
Invention of Claim 22 is the thin film formation method as described in any one of Claims 19-21,
The ejection directions of the gas and the raw material gas are parallel to each other and perpendicular to the axial direction.

請求項22記載の発明によれば、請求項7記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the invention described in claim 22, it is possible to obtain the same operation and effect as the invention described in claim 7.

請求項23記載の発明は、請求項19〜22のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴としている。
The invention according to claim 23 is the thin film forming method according to any one of claims 19 to 22,
The Reynolds numbers at the time of ejection of the gas and the raw material gas are substantially equal.

請求項23記載の発明によれば、請求項8記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the twenty-third aspect of the invention, it is possible to obtain the same operation and effect as the eighth aspect of the invention.

請求項24記載の発明は、請求項19〜23のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴としている。
Invention of Claim 24 is the thin film formation method as described in any one of Claims 19-23,
The pair of electrodes are arranged so that the discharge space is open in the vertical direction,
The gas supply unit is arranged so that the gas and the raw material gas are guided to the discharge space along the vertical direction.

請求項24記載の発明によれば、請求項9記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the twenty-fourth aspect of the invention, it is possible to obtain the same operation and effect as the ninth aspect of the invention.

請求項25記載の発明は、請求項16〜24のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部が、前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されていて、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴としている。
The invention according to claim 25 is the thin film forming method according to any one of claims 16 to 24,
A suction part that sucks the gas that has passed through the discharge space is disposed on the opposite side of the gas supply part across the pair of electrodes,
The suction amount of the suction part is set larger than the ejection amount of the gas supply part.

請求項25記載の発明によれば、請求項10記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the twenty-fifth aspect of the invention, the same operation and effect as the tenth aspect of the invention can be obtained.

請求項26記載の発明は、請求項16〜25のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴としている。
Invention of Claim 26 is the thin film formation method as described in any one of Claims 16-25,
An interval between the gas supply unit and the pair of electrodes is narrower than an interval between the pair of electrodes.

請求項26記載の発明によれば、請求項11記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the twenty-sixth aspect of the invention, the same operation and effect as the eleventh aspect of the invention can be obtained.

請求項27記載の発明は、請求項16〜26のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部は、少なくとも前記ガスを案内する部分の表面が絶縁性を有していることを特徴としている。
The invention according to claim 27 is the thin film formation method according to any one of claims 16 to 26,
The gas supply unit is characterized in that at least a surface of a portion for guiding the gas has an insulating property.

請求項27記載の発明によれば、請求項12記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the twenty-seventh aspect, actions and effects equivalent to those of the twelfth aspect can be obtained.

請求項28記載の発明は、請求項16〜27のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第1高周波電界及び他方の電極による第2高周波電界を重畳したものであり、
前記第1高周波電界の周波数ω1より前記第2高周波電界の周波数ω2が高く、
前記第1高周波電界の電界強度V1、前記第2高周波電界の電界強度V2及び放電開始電界強度IVの関係が、
V1≧IV>V2又はV1>IV≧V2を満たすことを特徴としている。
The invention according to claim 28 is the thin film forming method according to any one of claims 16 to 27,
The high-frequency electric field is a superposition of a first high-frequency electric field by one of the pair of electrodes and a second high-frequency electric field by the other electrode,
The frequency ω2 of the second high frequency electric field is higher than the frequency ω1 of the first high frequency electric field,
The relationship among the electric field strength V1 of the first high-frequency electric field, the electric field strength V2 of the second high-frequency electric field, and the discharge starting electric field strength IV is:
V1 ≧ IV> V2 or V1> IV ≧ V2 is satisfied.

請求項28記載の発明によれば、請求項13記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the 28th aspect of the invention, the same operation and effect as the 13th aspect of the invention can be obtained.

請求項29記載の発明は、請求項16〜28のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス中には窒素が50%以上含まれていることを特徴としている。
The invention according to claim 29 is the thin film forming method according to any one of claims 16 to 28,
The gas contains 50% or more of nitrogen.

請求項29記載の発明によれば、請求項14記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the twenty-ninth aspect of the present invention, it is possible to obtain the same operation and effect as the fourteenth aspect of the present invention.

請求項30記載の発明は、請求項16〜29のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴としている。
The invention according to claim 30 is the thin film formation method according to any one of claims 16 to 29,
The pair of electrodes generate a high-frequency electric field in the discharge space under atmospheric pressure or pressure near atmospheric pressure.

請求項30記載の発明によれば、請求項15記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。   According to the invention of claim 30, the same operation and effect as those of the invention of claim 15 can be obtained.

本発明によれば、活性化後の前記ガスが基材に触れる前に、活性化以前のガスが基材に接してしまうことを防止できる。これにより、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材に付着することを防止でき、結果良質な薄膜の形成が可能となる。   According to the present invention, it is possible to prevent the gas before activation from coming into contact with the substrate before the gas after activation touches the substrate. Thereby, it can prevent that the raw material contained in thin film formation gas adheres to a base material before activating, As a result, formation of a high quality thin film is attained.

[第1の実施の形態]
以下、添付図面を参照しつつ本発明の第1の実施の形態について説明する。図1は、薄膜形成装置1の概略構成を表す正面図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view illustrating a schematic configuration of the thin film forming apparatus 1.

この薄膜形成装置1は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で、放電プラズマを発生させることによって基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置である。薄膜形成装置1には、図1に示す通り、放電プラズマを発生させるための一対の電極2,3が間隔を空けて対向するように前後方向に沿って固定されている。この間隔が、上下方向で開放された放電空間Hとなり、この放電空間Hを成す電極2,3の対向する面をそれぞれ放電面2a,3aとする。   The thin film forming apparatus 1 is a thin film forming apparatus that forms a thin film on a substrate by generating discharge plasma under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure. As shown in FIG. 1, a pair of electrodes 2 and 3 for generating discharge plasma are fixed to the thin film forming apparatus 1 along the front-rear direction so as to face each other with a gap therebetween. This interval becomes the discharge space H opened in the vertical direction, and the opposing surfaces of the electrodes 2 and 3 forming the discharge space H are defined as discharge surfaces 2a and 3a, respectively.

図2は、電極2,3の概略構成を表す斜視図である。図2に示すように、電極2,3には、導電性の金属質母材21,31の表面に誘電体22,32が被覆された棒状電極である。電極2,3の角部23,33は、電極2,3の表面を滑らかに連続させるために円弧状に形成されている。つまり、電極2,3の放電面2a,3aと、放電面2a,3aに連なる放電面2a,3a以外の表面とは角部23,33によって滑らかに連続されることになる。そして、電極2,3には、図1に示すように電源4が接続されている。   FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the electrodes 2 and 3. As shown in FIG. 2, the electrodes 2 and 3 are rod-shaped electrodes in which the surfaces of conductive metallic base materials 21 and 31 are covered with dielectrics 22 and 32. The corners 23 and 33 of the electrodes 2 and 3 are formed in an arc shape so that the surfaces of the electrodes 2 and 3 are smoothly continuous. That is, the discharge surfaces 2a and 3a of the electrodes 2 and 3 and the surfaces other than the discharge surfaces 2a and 3a connected to the discharge surfaces 2a and 3a are smoothly continued by the corner portions 23 and 33. A power source 4 is connected to the electrodes 2 and 3 as shown in FIG.

薄膜形成装置1には、図1に示すように、基材5と当該基材5を支持する支持体6とを、少なくとも放電空間H内で保持されるように重ねて搬送する搬送装置(保持機構)7が設けられている。
搬送装置7について具体的に説明すると、一方の電極2の外側(図1の左側)上方には、基材5の元巻を回転自在に保持する基材用保持ローラ71が、電極2,3と平行となるように配置されている。この基材用保持ローラ71と電極2との上下方向における間には、支持体6の元巻を回転自在に保持する支持体用保持ローラ72が基材用保持ローラ71に対して平行になるように配置されている。支持体用保持ローラ72に保持される支持体6にはその表面上に再剥離性を有する粘着剤61(図3参照)が塗布されている。
基材用保持ローラ71及び支持体用保持ローラ72と、一方の電極2との間には、基材5及び支持体6を一方の電極2まで案内する第1ガイドローラ73が、一方の電極2の右上端部と、支持体用保持ローラ72から支持体6が引き出される部分とを結ぶ線(図1における補助線S1)よりも下方に配置されている。これにより、支持体用保持ローラ72から引き出された支持体6が、基材用保持ローラ71から引き出された基材5の裏面に粘着剤61を介して密着してから、電極2の上面(図1における点P1)に接触することになる。
As shown in FIG. 1, the thin film forming apparatus 1 has a transport device (holding) that transports the base material 5 and the support 6 that supports the base material 5 so as to be held in at least the discharge space H. Mechanism) 7 is provided.
The conveying device 7 will be described in detail. A holding roller 71 for a base material that rotatably holds the original winding of the base material 5 is provided above the outer side of the one electrode 2 (left side in FIG. 1). Are arranged in parallel with each other. Between the base material holding roller 71 and the electrode 2 in the vertical direction, the support body holding roller 72 that rotatably holds the original winding of the support body 6 is parallel to the base material holding roller 71. Are arranged as follows. The support 6 held by the support holding roller 72 is coated with an adhesive 61 (see FIG. 3) having removability on the surface thereof.
A first guide roller 73 that guides the substrate 5 and the support 6 to the one electrode 2 is provided between the substrate holding roller 71 and the support holding roller 72 and the one electrode 2. 2 is arranged below a line (auxiliary line S1 in FIG. 1) connecting the upper right end portion of 2 and a portion where the support 6 is pulled out from the support holding roller 72. As a result, the support 6 drawn from the support holding roller 72 is brought into close contact with the back surface of the substrate 5 drawn from the substrate holding roller 71 via the adhesive 61, and then the upper surface ( It will contact point P1) in FIG.

また、一対の電極2,3の下方には、一方の電極2に沿って放電空間Hを通過した基材5及び支持体6を密着させたまま、他方の電極3に案内する案内路(図示省略)が形成されている。案内路は、基材5及び支持体6のうち、支持体6が他方の電極3の下面(図1における点P2)に接触するように形成されている。   Further, below the pair of electrodes 2 and 3, a guide path (illustrated) that guides the other electrode 3 while the base material 5 and the support 6 that have passed through the discharge space H along the one electrode 2 are in close contact with each other. (Omitted) is formed. The guide path is formed such that, of the base material 5 and the support body 6, the support body 6 contacts the lower surface of the other electrode 3 (point P <b> 2 in FIG. 1).

そして、他方の電極3の外側(図1の右側)上方には、基材5を巻き取る基材用巻取ローラ74が、電極2,3に平行となるように配置されている。この基材用巻取ローラ74と電極3との上下方向における間には、支持体6を巻き取る支持体用巻取ローラ75が基材用巻取ローラ74に対して平行になるように配置されている。基材用巻取ローラ74及び支持体用巻取ローラ75と、他方の電極3との間には、基材5及び支持体6をそれぞれ基材用巻取ローラ74、支持体用巻取ローラ75に案内する第2ガイドローラ76が、他方の電極3の左端部と、基材用巻取ローラ74に支持体6が巻き取られ始める部分とを結ぶ線(図1における補助線S2)よりも下方に配置されている。   A substrate take-up roller 74 for winding the substrate 5 is disposed above the other electrode 3 (on the right side in FIG. 1) so as to be parallel to the electrodes 2 and 3. Between the substrate take-up roller 74 and the electrode 3 in the vertical direction, the support take-up roller 75 for taking up the support 6 is arranged in parallel with the take-up roller 74 for the substrate. Has been. Between the base material take-up roller 74 and the support take-up roller 75 and the other electrode 3, the base material 5 and the support 6 are respectively connected to the base take-up roller 74 and the support take-up roller. From the line (auxiliary line S2 in FIG. 1) connecting the left end portion of the other electrode 3 to the portion where the support 6 starts to be wound around the substrate winding roller 74. Is also arranged below.

つまり、搬送装置7は、基材用巻取ローラ74及び支持体用巻取ローラ75が回転することによって、基材5及び支持体6のそれぞれを基材用保持ローラ71及び支持体用保持ローラ72から引き出すようになっている。引き出された基材5及び支持体6は、第1ガイドローラ73で粘着剤61により密着し、一方の電極2の上面、放電面2a、下面の順に電極2に沿い、案内路を介して、他方の電極3の下面、放電面3a、上面の順に電極3に沿ってから、電極3から離間して、第2ガイドローラ76で互いに剥離し、それぞれ基材用巻取ローラ74及び支持体用巻取ローラ75に巻き取られるようになっている。   That is, the transport device 7 rotates the base material take-up roller 74 and the support take-up roller 75 to rotate the base material 5 and the support body 6 with the base material holding roller 71 and the support body hold roller, respectively. 72 is pulled out. The drawn substrate 5 and support 6 are in close contact with the adhesive 61 by the first guide roller 73, along the electrode 2 in the order of the upper surface of one electrode 2, the discharge surface 2a, and the lower surface, via the guide path, The lower surface of the other electrode 3, the discharge surface 3 a, and the upper surface are arranged along the electrode 3, separated from the electrode 3, and separated from each other by the second guide roller 76. It is wound around a winding roller 75.

図3は、図1におけるA−A断面図であり、放電空間H内における電極2,3、基材5、支持体6の位置関係を表している。この図3に示すように、放電空間H内においては、支持体6が電極2,3と基材5との間に介在されていて、なおかつ支持体6と基材5とが粘着剤61を介して密着されて固定されることになる。   3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 and shows the positional relationship between the electrodes 2 and 3, the base material 5, and the support 6 in the discharge space H. FIG. As shown in FIG. 3, in the discharge space H, the support 6 is interposed between the electrodes 2, 3 and the base 5, and the support 6 and the base 5 hold the adhesive 61. It will be stuck and fixed via.

また、図1に示すように放電空間Hの上方には、薄膜形成ガスを含有するガスを放電空間Hに供給するガス供給部8が設けられている。このガス供給部8には、薄膜形成ガスを含有するガスを貯留する第1ガスタンク9が、配管91及びガス調整部92(図6参照)を介して接続されているとともに、薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを貯留する第2ガスタンク10が、配管11及び無原料ガス調整部12(図6参照)を介して接続されている。ここで、ガス調整部92及び無原料ガス調整部12は、配管91,11内部を流れるガス及び無原料ガスの流量や流速、ガス組成、濃度などを調整するものである。   As shown in FIG. 1, a gas supply unit 8 that supplies a gas containing a thin film forming gas to the discharge space H is provided above the discharge space H. A first gas tank 9 for storing a gas containing a thin film forming gas is connected to the gas supply unit 8 via a pipe 91 and a gas adjusting unit 92 (see FIG. 6), and includes a thin film forming gas. The 2nd gas tank 10 which stores no raw material gas is connected via the piping 11 and the raw material gas adjustment part 12 (refer FIG. 6). Here, the gas adjusting unit 92 and the non-source gas adjusting unit 12 adjust the flow rate, flow rate, gas composition, concentration, and the like of the gas flowing in the pipes 91 and 11 and the non-source gas.

図4は、ガス供給部8を表す斜視図であり、図5はガス供給部8の断面図である。図4に示すように、ガス供給部8の後端部中央には、配管91が連結されるガス管81が設けられている。また、ガス供給部8の後端部には、配管11が連結される4つの無原料ガス用ガス管82が、それぞれガス管81の前後左右に配置されている。   FIG. 4 is a perspective view showing the gas supply unit 8, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the gas supply unit 8. As shown in FIG. 4, a gas pipe 81 to which a pipe 91 is connected is provided at the center of the rear end portion of the gas supply unit 8. In addition, at the rear end portion of the gas supply unit 8, four raw material gas gas pipes 82 to which the pipe 11 is connected are arranged on the front, rear, left and right of the gas pipe 81, respectively.

また、ガス供給部8の内部には、ガス管81及び各無原料ガス用ガス管82から流入するガス及び無原料ガスの流路を形成する4枚の仕切板83が設けられている。4枚の仕切板83のうち、2枚の仕切板83は、前後に位置する無原料ガス用ガス管82と、左右に位置する無原料ガス用ガス管82及びガス管81との間で、上下左右方向に沿うように配置されている。これら2枚の仕切板83にわたって、残りの2枚の仕切板83が、左右に位置する無原料ガス用ガス管82とガス管81との間で、上下前後方向に沿うように配置されている(図5参照)。これらの仕切板83によって、ガス供給部8の先端の開口が分割されている。   Further, inside the gas supply unit 8, four partition plates 83 are provided that form a flow path for the gas flowing in from the gas pipe 81 and the gas pipes 82 for each raw material gas and the raw material gas. Of the four partition plates 83, the two partition plates 83 are disposed between the raw material gas gas pipe 82 located in the front and rear, and the raw material gas gas pipe 82 and the gas pipe 81 located in the left and right, It is arranged along the vertical and horizontal directions. Between these two partition plates 83, the remaining two partition plates 83 are arranged between the gas pipe 82 for raw material gas located on the left and right and the gas pipe 81 along the up and down front and rear direction. (See FIG. 5). These partition plates 83 divide the opening at the tip of the gas supply unit 8.

図6はガス供給部8の先端面を表す下視図である。この図6に示すように、分割された開口のうち、ガスを噴出する開口を第1ガス噴出口84、無原料ガスを噴出する開口を無原料ガス噴出口85とすると、第1ガス噴出口84は各無原料ガス噴出口85によって前後左右が囲まれることになる。複数の無原料ガス噴出口85のうち、第1ガス噴出口84を挟むように前後方向(一対の電極2,3の軸方向)に沿って配置される無原料ガス噴出口85が、本発明に係る第2ガス噴出口85aであり、前後方向における第1ガス噴出口84の外側に配置される無原料ガス噴出口85が、本発明に係る第3ガス噴出口85bである。これにより、ガス管81及び各無原料ガス用ガス管82から流入したガス及び無原料ガスを個別に噴出するようになっている。
第1ガス噴出口84と第2ガス噴出口85aとは左右方向に対して平行となるように配置されているために、第1ガス噴出口84から噴出されるガスの噴出方向と、第2ガス噴出口85aから噴出される無原料ガスの噴出方向とが平行になる。また、第1ガス噴出口84と第3ガス噴出口85bとは前後方向に対して平行となるように配置されているために、第1ガス噴出口84から噴出されるガスの噴出方向と、第2ガス噴出口85aから噴出される無原料ガスの噴出方向とが平行になる。
FIG. 6 is a bottom view showing the front end surface of the gas supply unit 8. As shown in FIG. 6, of the divided openings, if the opening for ejecting gas is the first gas outlet 84 and the opening for ejecting the non-source gas is the non-source gas outlet 85, the first gas outlet 84 is surrounded by front and rear, right and left by each raw material gas ejection port 85. Among the plurality of raw material gas outlets 85, the raw material gas outlet 85 arranged along the front-rear direction (the axial direction of the pair of electrodes 2 and 3) so as to sandwich the first gas outlet 84 is the present invention. The raw material gas jet 85 arranged outside the first gas jet 84 in the front-rear direction is the third gas jet 85b according to the present invention. Thereby, the gas and the raw material gas which flowed in from the gas pipe 81 and each of the raw material gas gas pipes 82 are individually ejected.
Since the first gas outlet 84 and the second gas outlet 85a are arranged so as to be parallel to the left-right direction, the ejection direction of the gas ejected from the first gas outlet 84, and the second The ejection direction of the raw material gas ejected from the gas ejection port 85a is parallel to the ejection direction. In addition, since the first gas outlet 84 and the third gas outlet 85b are arranged so as to be parallel to the front-rear direction, the ejection direction of the gas ejected from the first gas outlet 84, The ejection direction of the raw material gas ejected from the second gas ejection port 85a is parallel to the ejection direction.

そして、図5に示すように、ガス供給部8の内部では、ガス及び無原料ガスの流路が、電極2,3の軸方向(前後方向)に対して直交する方向(上下方向)に沿っているために、ガス及び無原料ガスの噴出方向は上下方向に沿うことになる。このように、第1ガス噴出口84から噴出されたガスは、前後左右を無原料ガスで遮られた状態で上下方向に沿いながら放電空間Hまで案内されるようになっている。すなわち、第1ガス噴出口84、第2ガス噴出口85a及び第3ガス噴出口85bが本発明に係る案内手段である。ここで、ガス及び無原料ガスの流路が上下方向に対して傾いていれば、ガス及び無原料ガスの流れは放電空間Hに到達する以前に重力の影響を受けて乱れてしまう。しかしながら、上記したように、ガス及び無原料ガスが案内手段によって上下方向に沿いながら放電空間Hまで案内されれば、重力の影響を低減でき、前記ガス及び無原料ガスの流れが乱れを抑制することができる。   Then, as shown in FIG. 5, in the gas supply unit 8, the flow paths of the gas and the raw material gas are along a direction (vertical direction) orthogonal to the axial direction (front-rear direction) of the electrodes 2 and 3. Therefore, the ejection direction of the gas and the raw material gas is along the vertical direction. As described above, the gas ejected from the first gas ejection port 84 is guided to the discharge space H along the vertical direction in a state where the front, rear, left and right are blocked by the raw material gas. That is, the first gas outlet 84, the second gas outlet 85a, and the third gas outlet 85b are the guiding means according to the present invention. Here, if the flow paths of the gas and the raw material gas are inclined with respect to the vertical direction, the flow of the gas and the raw material gas is disturbed by the influence of gravity before reaching the discharge space H. However, as described above, if the gas and the raw material gas are guided to the discharge space H along the vertical direction by the guide means, the influence of gravity can be reduced, and the flow of the gas and the raw material gas can be prevented from being disturbed. be able to.

そして、ガス供給部8は、ガス供給部8と一対の電極2,3との間隔(図5におけるT1)が、一対の電極2,3の間隔(図5におけるT2)よりも狭くなるように、配置されている。   The gas supply unit 8 is configured such that the gap between the gas supply unit 8 and the pair of electrodes 2 and 3 (T1 in FIG. 5) is narrower than the gap between the pair of electrodes 2 and 3 (T2 in FIG. 5). Have been placed.

また、図1に示すように放電空間Hの下方には、放電空間Hから流出したガス及び無原料ガスを吸引する吸引部13が設けられている。この吸引部13には、放電空間Hにわたって延在する吸引口部14が備えられており、この吸引口部14には配管15を介して吸引ポンプ16が接続されている。   Further, as shown in FIG. 1, below the discharge space H, a suction part 13 for sucking the gas flowing out from the discharge space H and the raw material gas is provided. The suction portion 13 is provided with a suction port portion 14 extending over the discharge space H, and a suction pump 16 is connected to the suction port portion 14 via a pipe 15.

そして、一対の電極2,3の放電面2a,3aの反対側には、支持体6が電極2,3に接触することで発生した削りカスを吸引する複数のカス用吸引部17が、支持体6と電極2,3の接点付近を吸引するように配置されている。   On the opposite side of the discharge surfaces 2a and 3a of the pair of electrodes 2 and 3, a plurality of waste suction portions 17 for sucking the scraps generated when the support 6 contacts the electrodes 2 and 3 are supported. It arrange | positions so that the contact vicinity of the body 6 and the electrodes 2 and 3 may be attracted | sucked.

図7は、薄膜形成装置1における主制御構成を表すブロック図である。この図7に示すように、薄膜形成装置1には、各駆動部を制御する制御装置40が設けられている。制御装置40には、電極2,3の温度を調節する温度調節装置44、記憶部41、電源4、ガス調整部92、無原料ガス調整部12、吸引ポンプ16、カス用吸引部17、基材用巻取ローラ74の駆動源42、支持体用巻取ローラ75の駆動源43、が電気的に接続されている。なお、制御装置40には、これら以外にも薄膜形成装置1の各駆動部などが接続されている。そして、制御装置40は、記憶部41中に書き込まれている制御プログラムや制御データに従い各種機器を制御するようになっている。   FIG. 7 is a block diagram showing a main control configuration in the thin film forming apparatus 1. As shown in FIG. 7, the thin film forming apparatus 1 is provided with a control device 40 that controls each drive unit. The control device 40 includes a temperature adjustment device 44 that adjusts the temperature of the electrodes 2 and 3, a storage unit 41, a power supply 4, a gas adjustment unit 92, a raw material gas adjustment unit 12, a suction pump 16, a waste suction unit 17, The drive source 42 of the material take-up roller 74 and the drive source 43 of the support take-up roller 75 are electrically connected. In addition to the above, each drive unit of the thin film forming apparatus 1 is connected to the control device 40. And the control apparatus 40 controls various apparatuses according to the control program and control data which are written in the memory | storage part 41. FIG.

ガス供給部8から供給されるのは薄膜形成ガスを含有するガスと、薄膜形成ガスを含まない無原料ガスである。
前記ガスは、薄膜形成可能なグロー放電を起こすことのできる放電ガスと、薄膜の原料を含有する薄膜形成ガスとが混合されたものである。
放電ガスとしては、窒素、希ガス、空気、水素ガス、酸素などがあり、これらを単独で放電ガスとして用いても、混合して用いてもかまわない。本実施形態では、比較的安価な窒素を用いている。ここで薄膜形成ガスと混合した際に、窒素の濃度が50%以上になることが好ましい。さらに窒素に混合させるガスとして希ガスを使用した場合には、放電ガスの50%未満を含有させることが好ましい。
The gas supply unit 8 supplies a gas containing a thin film forming gas and a raw material gas not containing the thin film forming gas.
The gas is a mixture of a discharge gas capable of causing glow discharge capable of forming a thin film and a thin film forming gas containing a raw material for the thin film.
Examples of the discharge gas include nitrogen, rare gas, air, hydrogen gas, oxygen, and the like. These may be used alone as a discharge gas or may be mixed. In this embodiment, relatively inexpensive nitrogen is used. Here, the nitrogen concentration is preferably 50% or more when mixed with the thin film forming gas. Further, when a rare gas is used as a gas to be mixed with nitrogen, it is preferable to contain less than 50% of the discharge gas.

薄膜形成ガスに含まれる原料としては、例えば、有機金属化合物、ハロゲン金属化合物、金属水素化合物等が挙げられる。
有機金属化合物としては、以下の一般式(I)で示すものが好ましい。
一般式(I) R1xMR2yR3z式中、Mは金属、R1はアルキル基、R2はアルコキシ基、R3はβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基(ケトオキシ錯体基)から選ばれる基であり、金属Mの価数をmとした場合、x+y+z=mであり、x=0〜m、またはx=0〜m−1であり、y=0〜m、z=0〜mで、いずれも0または正の整数である。R1のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。R2のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、3,3,3−トリフルオロプロポキシ基等が挙げられる。またアルキル基の水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。R3のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基(ケトオキシ錯体基)から選ばれる基としては、β−ジケトン錯体基として、例えば、2,4−ペンタンジオン(アセチルアセトンあるいはアセトアセトンともいう)、1,1,1,5,5,5−ヘキサメチル−2,4−ペンタンジオン、2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオン、1,1,1−トリフルオロ−2,4−ペンタンジオン等が挙げられ、β−ケトカルボン酸エステル錯体基として、例えば、アセト酢酸メチルエステル、アセト酢酸エチルエステル、アセト酢酸プロピルエステル、トリメチルアセト酢酸エチル、トリフルオロアセト酢酸メチル等が挙げられ、β−ケトカルボン酸として、例えば、アセト酢酸、トリメチルアセト酢酸等が挙げられ、またケトオキシとして、例えば、アセトオキシ基(またはアセトキシ基)、プロピオニルオキシ基、ブチリロキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等が挙げられる。これらの基の炭素原子数は、上記例有機金属化合物を含んで、18以下が好ましい。また例示にもあるように直鎖または分岐のもの、また水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。
Examples of the raw material contained in the thin film forming gas include organic metal compounds, halogen metal compounds, and metal hydrogen compounds.
As the organometallic compound, those represented by the following general formula (I) are preferable.
General formula (I) R1xMR2yR3z In the formula, M is a metal, R1 is an alkyl group, R2 is an alkoxy group, R3 is a β-diketone complex group, a β-ketocarboxylic acid ester complex group, a β-ketocarboxylic acid complex group, and a ketooxy group (ketooxy group) Complex group), and when the valence of the metal M is m, x + y + z = m, x = 0 to m, or x = 0 to m−1, y = 0 to m, z = 0 to m, each of which is 0 or a positive integer. Examples of the alkyl group for R1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Examples of the alkoxy group for R2 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, and a 3,3,3-trifluoropropoxy group. Further, a hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom. Examples of the group selected from the β-diketone complex group, the β-ketocarboxylic acid ester complex group, the β-ketocarboxylic acid complex group, and the ketooxy group (ketooxy complex group) of R3 include a β-diketone complex group such as 2,4- Pentanedione (also referred to as acetylacetone or acetoacetone), 1,1,1,5,5,5-hexamethyl-2,4-pentanedione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, 1,1,1-trifluoro-2,4-pentanedione and the like, and β-ketocarboxylic acid ester complex groups include, for example, acetoacetic acid methyl ester, acetoacetic acid ethyl ester, acetoacetic acid propyl ester, trimethylacetoacetic acid ethyl , Methyl trifluoroacetoacetate and the like, and as β-ketocarboxylic acid, for example, acetoacetate , And triethylene methyl acetoacetate and the like, and as Ketookishi, for example, acetoxy group (or an acetoxy group), a propionyloxy group, Buchirirokishi group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group, and the like. The number of carbon atoms of these groups is preferably 18 or less, including the above-mentioned organometallic compounds. Further, as illustrated, it may be linear or branched, or a hydrogen atom substituted with a fluorine atom.

本発明において取り扱いの問題から、爆発の危険性の少ない有機金属化合物が好ましく、分子内に少なくとも1つ以上の酸素を有する有機金属化合物が好ましい。このようなものとしてR2のアルコキシ基を少なくとも1つを含有する有機金属化合物、またR3のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基(ケトオキシ錯体基)から選ばれる基を少なくとも一つ有する有機金属化合物が好ましい。   In the present invention, an organometallic compound having a low risk of explosion is preferred from the viewpoint of handling, and an organometallic compound having at least one oxygen in the molecule is preferred. As such, an organometallic compound containing at least one alkoxy group of R2, a β-diketone complex group, a β-ketocarboxylic acid ester complex group, a β-ketocarboxylic acid complex group and a ketooxy group (ketooxy complex group) of R3 An organometallic compound having at least one group selected from:

また、薄膜形成ガスに使用する有機金属化合物、ハロゲン金属化合物、金属水素化合物の金属として、例えば、Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Ir、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等が挙げられる。   Further, as the metal of the organometallic compound, halogen metal compound, and metal hydride compound used for the thin film forming gas, for example, Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr , Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Ir, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W , Tl, Pb, Bi, Ce, Pr, Nd, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and the like.

無原料ガスとしては、薄膜の原料となる薄膜形成性ガスに含有される化合物を含まないガスが使用される。具体的には、上記した放電ガスや酸素、一酸化炭素、空気などが挙げられる。未原料ガスとして放電ガスを使用した場合には、放電空間H内で発生する放電プラズマを均一にすることができる。   As the raw material gas, a gas not containing a compound contained in a thin film forming gas that is a raw material of the thin film is used. Specifically, the above-described discharge gas, oxygen, carbon monoxide, air, and the like can be given. When a discharge gas is used as the raw material gas, the discharge plasma generated in the discharge space H can be made uniform.

次に、基材5について説明する。基材5としては、板状、シート状またはフィルム状の平面形状のもの等の薄膜をその表面に形成できるものであれば特に限定はない。基材5が静置状態でも移送状態でもプラズマ状態のガスに晒され、均一の薄膜が形成されるものであれば基材5の形態または材質には制限ない。材質的には、例えばガラス、樹脂、陶器、金属、非金属等様々のものを使用できる。具体的には、ガラス板や、樹脂フィルム、樹脂シート、樹脂板等が挙げられる。   Next, the base material 5 will be described. The substrate 5 is not particularly limited as long as a thin film such as a plate shape, a sheet shape, or a film-like planar shape can be formed on the surface thereof. There is no limitation on the form or material of the base material 5 as long as the base material 5 is exposed to a plasma state gas in a stationary state or a transported state to form a uniform thin film. For example, various materials such as glass, resin, ceramics, metal, and nonmetal can be used. Specifically, a glass plate, a resin film, a resin sheet, a resin plate, etc. are mentioned.

樹脂フィルムは本発明に係る薄膜形成装置1の電極間または電極の近傍を連続的に移送させて透明導電膜を形成することができるので、スパッタリングのような真空系のバッチ式でない、大量生産に向き、連続的な生産性の高い生産方式として好適である。   Since the resin film can form a transparent conductive film by continuously transferring between or in the vicinity of the electrodes of the thin film forming apparatus 1 according to the present invention, it is not a batch system of a vacuum system such as sputtering, for mass production. It is suitable as a production method with high orientation and continuous productivity.

樹脂からなる基材5の材質としては、例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートプロピオネートまたはセルロースアセテートブチレートのようなセルロースエステル、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのようなポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコールコポリマー、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリメチルアクリレート、アクリレートコポリマー等が挙げられる。   Examples of the material of the substrate 5 made of resin include cellulose esters such as cellulose triacetate, cellulose diacetate, cellulose acetate propionate or cellulose acetate butyrate, polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyethylene and polypropylene, and the like. Polyolefin, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide, polyether sulfone, polysulfone, polyether Imido, polyamide, fluororesin, polymethyl acrylate, acrylate copolymer, etc. It is below.

また、本発明に用いられる基材5は、厚さが10〜100μm、より好ましくは20〜50μmのフィルム状のものが使用されている。   Moreover, the base material 5 used in the present invention is a film having a thickness of 10 to 100 μm, more preferably 20 to 50 μm.

次に、支持体6について説明する。支持体6としては、基材5及び電極2,3の間に介在するようにフィルム状に形成されたものが使用される。ここで、基材5の表面上に均一な製膜を行うには、少なくとも基材5の全体が放電空間H内に収まっていることが好ましいが、こうしてしまうと基材5の外側にも薄膜の原料が飛散してしまうために、支持体6の幅を、図3に示すように基材5の幅よりも長くすれば、支持体6が基材5の外側まで電極2,3を覆うことになり、原料が電極2,3に付着することを防止でき、好ましい。
また、支持体6の材質は、基材5と同一材質若しくは熱的物性が同等であることが好ましい。これにより、基材5と支持体6との熱変形量が同等となって、熱変形量の異なりによる皺やツレの発生をも低減することができる。
Next, the support 6 will be described. As the support 6, a support formed in a film shape so as to be interposed between the substrate 5 and the electrodes 2 and 3 is used. Here, in order to perform uniform film formation on the surface of the base material 5, it is preferable that at least the entire base material 5 is within the discharge space H, but if this is done, a thin film is also formed on the outside of the base material 5. Therefore, if the width of the support 6 is made longer than the width of the base 5 as shown in FIG. 3, the support 6 covers the electrodes 2 and 3 to the outside of the base 5. Therefore, it is possible to prevent the raw material from adhering to the electrodes 2 and 3, which is preferable.
Moreover, it is preferable that the material of the support body 6 is the same material as the base material 5 or has the same thermal physical properties. Thereby, the heat deformation amount of the base material 5 and the support body 6 becomes equivalent, and the generation | occurrence | production of the wrinkles and the slip by the difference in heat deformation amount can also be reduced.

次に、再剥離性を有する粘着剤61について説明する。粘着剤61は、基材5及び支持体6が放電空間H内で放電プラズマに晒されたとしても、その粘着性及び再剥離性が劣化しない耐熱性に優れたものが好ましい。このような粘着剤61としては例えばアクリル系粘着剤が挙げられる。そして、一般には、支持体6に予め粘着剤61がコーティングされたものが市販されているので、例えばPETからなる支持体6に、粘着剤61としてのアクリル系粘着剤がコーティングされた日東電工(株)製の「耐熱性表面保護接着テープ(型番E−MASK TP300)」を用いることが好ましい。   Next, the adhesive 61 having removability will be described. Even if the base material 5 and the support 6 are exposed to the discharge plasma in the discharge space H, the adhesive 61 is preferably excellent in heat resistance that does not deteriorate its adhesiveness and removability. As such an adhesive 61, an acrylic adhesive is mentioned, for example. In general, since the support 6 previously coated with the adhesive 61 is commercially available, for example, the support 6 made of PET is coated with an acrylic adhesive as the adhesive 61 (Nitto Denko ( It is preferable to use “Heat Resistant Surface Protective Adhesive Tape (Model No. E-MASK TP300)”.

次に、電極2,3を形成する金属質母材21,31及び誘電体22,32について説明する。
金属質母材21,31と誘電体22,32と組み合わせとしては、両者の間に特性が合うものが好ましく、その一つの特性として、金属質母材21,31と誘電体22,32との線熱膨張係数の差が10×10-6/℃以下となる組み合わせのものである。好ましくは8×10-6/℃以下、更に好ましくは5×10-6/℃以下、更に好ましくは2×10-6/℃以下である。なお、線熱膨張係数とは、周知の材料特有の物性値である。
Next, the metal base materials 21 and 31 and the dielectrics 22 and 32 forming the electrodes 2 and 3 will be described.
As a combination of the metallic base materials 21 and 31 and the dielectrics 22 and 32, those in which the characteristics match between them are preferable. As one of the characteristics, the metallic base materials 21 and 31 and the dielectrics 22 and 32 are combined. The combination is such that the difference in linear thermal expansion coefficient is 10 × 10 −6 / ° C. or less. It is preferably 8 × 10 −6 / ° C. or less, more preferably 5 × 10 −6 / ° C. or less, and further preferably 2 × 10 −6 / ° C. or less. The linear thermal expansion coefficient is a well-known physical property value of a material.

線熱膨張係数の差が、この範囲にある導電性の金属質母材と誘電体との組み合わせとしては、例えば、1)金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜、2)金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がガラスライニング、3)金属質母材がステンレススティールで、誘電体がセラミックス溶射被膜、4)金属質母材がステンレススティールで、誘電体がガラスライニング、5)金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜、6)金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がガラスライニング、7)金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜、8)金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がガラスライニング、等が挙げられる。線熱膨張係数の差という観点では、上記1)または2)および5)〜8)が好ましく、特に1)が好ましい。   Examples of combinations of a conductive metallic base material and a dielectric that have a difference in linear thermal expansion coefficient within this range include, for example, 1) the metallic base material is pure titanium or a titanium alloy, and the dielectric is a ceramic spray coating. 2) Metal base material is pure titanium or titanium alloy, dielectric is glass lining, 3) metal base material is stainless steel, dielectric is ceramic spray coating, 4) metal base material is stainless steel, Dielectric is glass lining, 5) Metal base material is ceramic and iron composite material, dielectric is ceramic spray coating, 6) Metal base material is ceramic and iron composite material, dielectric is glass lining, 7 ) Metallic base material is a composite material of ceramics and aluminum, dielectric is a ceramic sprayed coating, 8) Metallic base material is a composite material of ceramics and aluminum, Glass-lined collector is, and the like. From the viewpoint of the difference in linear thermal expansion coefficient, the above 1) or 2) and 5) to 8) are preferable, and 1) is particularly preferable.

そして、金属質母材21,31は、チタンまたはチタン合金が特に有用である。金属質母材21,31をチタンまたはチタン合金とし、誘電体22,32を上記組み合わせに応じる素材とすることにより、使用中の電極の劣化、特にひび割れ、剥がれ、脱落等がなく、過酷な条件での長時間の使用に耐えることが可能となる。   As the metallic base materials 21 and 31, titanium or a titanium alloy is particularly useful. By making the metal base materials 21 and 31 titanium or a titanium alloy and using the dielectrics 22 and 32 as materials corresponding to the above combination, there is no deterioration of the electrode in use, particularly cracking, peeling, dropping off, etc. It will be possible to withstand long-term use.

本発明に有用な電極の金属質母材21,31は、チタンを70質量%以上含有するチタン合金またはチタン金属である。本発明において、チタン合金またはチタン金属中のチタンの含有量は、70質量%以上であれば、問題なく使用できるが、好ましくは80質量%以上のチタンを含有しているものが好ましい。本発明に有用なチタン合金またはチタン金属は、工業用純チタン、耐食性チタン、高力チタン等として一般に使用されているものを用いることができる。工業用純チタンとしては、例えばTIA、TIB、TIC、TID等が挙げられ、何れも鉄原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、水素原子等を極僅か含有しているものであり、チタンの含有量は99質量%以上を有している。耐食性チタン合金としては、T15PBを好ましく用いることができ、上記含有原子の他に鉛を含有しており、チタン含有量は98質量%以上である。また、チタン合金としては、鉛を除く上記の原子の他に、例えば、アルミニウムを含有し、その他バナジウムや錫を含有しているT64、T325、T525、TA3等を好ましく用いることができ、これらのチタン含有量としては、85質量%以上を含有しているものである。これらのチタン合金またはチタン金属はステンレススティール、例えばAISI316に比べて、熱膨張係数が1/2程度小さく、金属質母材21,31としてチタン合金またはチタン金属の上に施された誘電体22,32との組み合わせがよく、高温、長時間での使用に耐えることができる。   The metal base materials 21 and 31 of the electrode useful for the present invention are a titanium alloy or titanium metal containing 70% by mass or more of titanium. In the present invention, if the titanium content in the titanium alloy or titanium metal is 70% by mass or more, it can be used without any problem, but preferably contains 80% by mass or more of titanium. As the titanium alloy or titanium metal useful in the present invention, those generally used as industrial pure titanium, corrosion resistant titanium, high strength titanium and the like can be used. Examples of the pure titanium for industrial use include TIA, TIB, TIC, TID, etc., all of which contain very few iron atoms, carbon atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms, hydrogen atoms, etc. Content has 99 mass% or more. As the corrosion-resistant titanium alloy, T15PB can be preferably used, and it contains lead in addition to the above-mentioned contained atoms, and the titanium content is 98% by mass or more. Further, as the titanium alloy, in addition to the above-mentioned atoms excluding lead, for example, T64, T325, T525, TA3, etc. containing aluminum and containing vanadium or tin can be preferably used. As titanium content, 85 mass% or more is contained. These titanium alloys or titanium metals have a coefficient of thermal expansion that is about ½ smaller than that of stainless steel, such as AISI 316, and dielectric materials 22 and 31 applied on the titanium alloy or titanium metal as metallic base materials 21 and 31. The combination with 32 is good and can endure use at high temperature for a long time.

一方、誘電体22,32としては、例えば、アルミナ、窒化珪素等のセラミックス、あるいは、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス等のガラスライニング材等が挙げられる。この中では、セラミックスを溶射したものやガラスライニングにより設けたものが好ましい。特にアルミナを溶射して設けた誘電体22,32が好ましい。   On the other hand, examples of the dielectrics 22 and 32 include ceramics such as alumina and silicon nitride, or glass lining materials such as silicate glass and borate glass. Among these, ceramic sprayed ones and those provided by glass lining are preferable. In particular, dielectrics 22 and 32 provided by spraying alumina are preferable.

または、大電力に耐えうる仕様の一つとして、誘電体22,32の空隙率が10体積%以下、好ましくは8体積%以下であることで、好ましくは0体積%を越えて5体積%以下である。また、大電力に耐えうる別の好ましい仕様としては、誘電体22,32の厚みが0.5〜2mmであることである。この膜厚変動は、5%以下であることが望ましく、好ましくは3%以下、更に好ましくは1%以下である。   Alternatively, as one of the specifications that can withstand high power, the porosity of the dielectrics 22 and 32 is 10% by volume or less, preferably 8% by volume or less, preferably more than 0% by volume and 5% by volume or less. It is. Another preferable specification that can withstand high power is that the thickness of the dielectrics 22 and 32 is 0.5 to 2 mm. The film thickness variation is desirably 5% or less, preferably 3% or less, and more preferably 1% or less.

次に、本実施形態の薄膜形成装置1の作用について説明する。
先ず、薄膜形成の開始に伴って、制御装置40は、吸引ポンプ16及びカス用吸引部17を駆動させてから、ガス調整部92及び無原料ガス調整部12を制御し、ガス供給部8から放電空間Hにガス及び無原料ガスを供給する。第1ガス噴出口84から噴出されたガスは、前後左右を無原料ガスで遮られた状態で上下方向に沿いながら放電空間Hまで案内される。この際、制御装置40は、ガス及び無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等となるように、ガス調整部92及び無原料ガス調整部12を制御する。レイノルズ数は、代表速度、代表長さ、動粘性係数の関数であるが、ガス及び無原料ガスの代表長さ(第1ガス噴出口84、第2ガス噴出口85a、第3ガス噴出口85bの口径)は固定されているために、制御装置40は、ガス調整部92及び無原料ガス調整部12を制御して、ガス及び無原料ガスの流量や流速、ガス組成、濃度などを調整することで、代表速度や動粘性係数を変化させて、ガス及び無原料ガスのレイノルズ数をほぼ同等としている。ここで、レイノルズ数がほぼ同等とは、ガスが無原料ガスによって放電空間Hまで案内される際に、ガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れない値のことであり、実験やシミュレーション等により最適な範囲が求められていることが好ましい。
Next, the operation of the thin film forming apparatus 1 of this embodiment will be described.
First, with the start of thin film formation, the control device 40 drives the suction pump 16 and the waste suction unit 17, and then controls the gas adjustment unit 92 and the non-source gas adjustment unit 12, from the gas supply unit 8. A gas and a raw material gas are supplied to the discharge space H. The gas ejected from the first gas ejection port 84 is guided to the discharge space H along the vertical direction in a state where the front, rear, left and right are blocked by the raw material gas. At this time, the control device 40 controls the gas adjusting unit 92 and the non-source gas adjusting unit 12 so that the Reynolds numbers at the time of ejection of the gas and the non-source gas are substantially equal. The Reynolds number is a function of the representative velocity, the representative length, and the kinematic viscosity coefficient, but the representative lengths of the gas and the raw material gas (the first gas outlet 84, the second gas outlet 85a, and the third gas outlet 85b). The control device 40 controls the gas adjusting unit 92 and the non-source gas adjusting unit 12 to adjust the flow rate, flow rate, gas composition, concentration, etc. of the gas and non-source gas. Thus, the representative speed and the kinematic viscosity coefficient are changed to make the Reynolds numbers of the gas and the raw material gas substantially the same. Here, the Reynolds number is substantially equal is a value that does not disturb the flow of the gas by the flow of the raw material gas when the gas is guided to the discharge space H by the raw material gas. It is preferable that an optimum range is obtained.

さらに、制御装置40は、ガス及び無原料ガスのレイノルズ数が同等となる流量及び流速から、ガス供給部8の噴出量を算出し、その噴出量よりも吸引部13の吸引量の方を大きく設定している。   Further, the control device 40 calculates the ejection amount of the gas supply unit 8 from the flow rate and flow velocity at which the Reynolds numbers of the gas and the raw material gas are equal, and the suction amount of the suction unit 13 is larger than the ejection amount. It is set.

そして、放電空間Hにガスが供給されると、制御装置40は、基材用巻取ローラ74の駆動源42と、支持体用巻取ローラ75の駆動源43とを制御して、基材5及び支持体6を搬送させる。   When the gas is supplied to the discharge space H, the control device 40 controls the drive source 42 of the substrate winding roller 74 and the drive source 43 of the support winding roller 75 to control the substrate 5 and the support 6 are conveyed.

基材5及び支持体6の搬送が開始されると、制御装置40は、電源4をONにする。これにより、一方の電極2には、周波数ω1、電界強度V1、電流I1の第1高周波電界が印加され、他方の電極3には、周波数ω2、電界強度V2、電流I2の第2高周波電界が印加される。ここで、周波数ω1より周波数ω2の方が高く設定されている。   When the conveyance of the base material 5 and the support 6 is started, the control device 40 turns on the power supply 4. Thus, a first high frequency electric field having a frequency ω1, an electric field strength V1, and a current I1 is applied to one electrode 2, and a second high frequency electric field having a frequency ω2, an electric field strength V2, and a current I2 is applied to the other electrode 3. Applied. Here, the frequency ω2 is set higher than the frequency ω1.

具体的には、周波数ω1は、200kHz以下であることが好ましく、下限は1kHzである。この電界波形としては、連続波でもパルス波でもよい。一方、周波数ω2は、800kHz以上であることが好ましく、高ければ高いほどプラズマ密度が高くなるものの、上限は200MHz程度である。   Specifically, the frequency ω1 is preferably 200 kHz or less, and the lower limit is 1 kHz. The electric field waveform may be a continuous wave or a pulse wave. On the other hand, the frequency ω2 is preferably 800 kHz or more, and the higher the frequency, the higher the plasma density, but the upper limit is about 200 MHz.

また、電極間に放電ガスを供給し、この電極間の電界強度を増大させていき、放電が始まる電界強度を放電開始電界強度IVと定義すると、電界強度V1、V2及び放電開始電界強度IVの関係は、V1≧IV>V2又はV1>IV≧V2を満たすように設定されている。例えば、放電ガスを窒素とした場合には、その放電開始電界強度IVは3.7kV/mm程度であるので、上記の関係により電界強度V1を、V1≧3.7kV/mm、電界強度V2を、V2<3.7kV/mmとして印加すると、窒素ガスを励起し、プラズマ状態にすることができる。   Further, when a discharge gas is supplied between the electrodes to increase the electric field strength between the electrodes, and the electric field strength at which the discharge starts is defined as the discharge starting electric field strength IV, the electric field strengths V1 and V2 and the discharge starting electric field strength IV are The relationship is set so as to satisfy V1 ≧ IV> V2 or V1> IV ≧ V2. For example, when the discharge gas is nitrogen, the discharge starting electric field strength IV is about 3.7 kV / mm. Therefore, the electric field strength V1 is set to V1 ≧ 3.7 kV / mm and the electric field strength V2 is set according to the above relationship. When applied as V2 <3.7 kV / mm, the nitrogen gas can be excited to be in a plasma state.

そして、電流I1、I2の関係はI1<I2となることが好ましい。第1高周波電界の電流I1は、好ましくは0.3mA/cm2〜20mA/cm2、さらに好ましくは1.0mA/cm2〜20mA/cm2である。また、第2高周波電界の電流I2は、好ましくは10mA/cm2〜100mA/cm2、さらに好ましくは20mA/cm2〜100mA/cm2である。 The relationship between the currents I1 and I2 is preferably I1 <I2. Current I1 of the first high-frequency electric field is preferably 0.3mA / cm 2 ~20mA / cm 2 , more preferably at 1.0mA / cm 2 ~20mA / cm 2 . Furthermore, current I2 of the second high frequency electric field is preferably 10mA / cm 2 ~100mA / cm 2 , more preferably 20mA / cm 2 ~100mA / cm 2 .

このように、一方の電極2による第1高周波電界及び他方の電極3による第2高周波電界が発生されると、放電空間Hには、第1高周波電解と第2高周波電界とが重畳された高周波電界が発生して、ガスと反応し放電プラズマが発生する。基材5及び支持体6は、放電空間Hに進入する以前に、粘着剤61によって密着されていて、さらに電極2,3の放電面2a,3aに連続する放電面2a,3a以外の表面(一方の電極2の上面や、他方の電極3の下面)に密着されるために、放電面2a,3a以外の表面によって支えられた状態でプラズマ空間に進入する。これにより、基材5及び支持体6が熱影響を受けたとしても均されるため、皺やツレが発生することを防止できる。   As described above, when the first high-frequency electric field generated by one electrode 2 and the second high-frequency electric field generated by the other electrode 3 are generated, the high-frequency electric field in which the first high-frequency electrolysis and the second high-frequency electric field are superimposed in the discharge space H. An electric field is generated and reacts with the gas to generate discharge plasma. Prior to entering the discharge space H, the base material 5 and the support 6 are in close contact with the adhesive 61, and further surfaces other than the discharge surfaces 2a and 3a continuous with the discharge surfaces 2a and 3a of the electrodes 2 and 3 ( In order to be in close contact with the upper surface of one electrode 2 and the lower surface of the other electrode 3, it enters the plasma space while being supported by a surface other than the discharge surfaces 2 a and 3 a. Thereby, even if the base material 5 and the support body 6 are affected by heat, they are leveled, so that wrinkles and slippage can be prevented.

さらに、一対の電極2,3は、それぞれ温度調節装置44によってその表面温度が制御されているために、基材5及び支持体6が放電空間Hに進入する以前に、放電面2a,3a以外の表面によって予め加熱されることとなる。このため、放電空間Hに基材5及び支持体6が進入したとしても急激かつ過剰に熱影響を受けることを防止でき、放電プラズマの熱による収縮を抑えることができる。したがって、基材5及び支持体6に皺やツレが発生することを、さらに防止することができる。特に、電極2、3においては、基材5及び支持体6が放電空間Hに進入する以前に接触する、放電面2a,3a以外の表面が所定の面積を確保しているので、放電面2a,3aに至るまでに、基材5及び支持体6を加熱することができ、放電空間Hに進入することによる急激な加熱を緩和でき、皺やツレの発生をさらに抑制できる。
そして、薄膜が形成された基材5は、基材用巻取ローラ74によって巻き取られ、支持体6も基材5から剥離して支持体用巻取ローラ75によって巻き取られる。
Further, since the surface temperature of each of the pair of electrodes 2 and 3 is controlled by the temperature adjusting device 44, before the base material 5 and the support 6 enter the discharge space H, the electrodes other than the discharge surfaces 2a and 3a. It will be preheated by the surface of. For this reason, even if the base material 5 and the support body 6 enter the discharge space H, it can be prevented from being suddenly and excessively affected by heat, and shrinkage due to the heat of the discharge plasma can be suppressed. Therefore, it is possible to further prevent the substrate 5 and the support 6 from being wrinkled or distorted. In particular, in the electrodes 2 and 3, the surfaces other than the discharge surfaces 2 a and 3 a that contact the base material 5 and the support 6 before entering the discharge space H ensure a predetermined area. , 3a, the base material 5 and the support 6 can be heated, rapid heating due to entering the discharge space H can be mitigated, and generation of wrinkles and creases can be further suppressed.
The base material 5 on which the thin film is formed is taken up by the base take-up roller 74, and the support 6 is also peeled off from the base 5 and taken up by the support take-up roller 75.

以上のように、この第1の実施の形態の薄膜形成装置1によれば、一対の第2ガス噴出口85aが、一対の電極2,3の軸方向に沿って第1ガス噴出口84を挟むように配置されているので、ガスを無原料ガスによって挟んだ状態でガス供給部8から放電空間Hまで案内できる。このように、ガスが無原料ガスで挟まれていれば、無原料ガスによって遮られて、無原料ガスの外側へ流出することを防止できる。特に、一対の第2ガス噴出口84の間隔(図5におけるT3)が放電空間Hの間隔(図5におけるT2)よりも狭められていれば、ガスが放電空間H外に流出しにくくなり、確実に放電空間H内に案内されることになる。
また、一対の第3ガス噴出口85bのそれぞれが、第1ガス噴出口84の両端部よりも外側に配置されているので、前後方向に対してもガスを無原料ガスが挟んだ状態でガス供給部8から放電空間Hまで案内できる。したがって、第1ガス噴出口84の両端部から放電空間H外へ流出するガスを低減することができる。
このように、第1ガス噴出口84、第2ガス噴出口85a、第3ガス噴出口85bを備えた案内手段により、薄膜形成ガスを含有するガスが放電空間Hに導かれると、活性化以前のガスは無原料ガスによって遮られて基材5に接しない。つまり、活性化後のガスが基材5に触れる前に、活性化以前のガスが基材5に接してしまうことを防止できる。したがって、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材5に付着することを防止でき、結果均一で良質な薄膜形成が可能となる。
As described above, according to the thin film forming apparatus 1 of the first embodiment, the pair of second gas outlets 85 a is connected to the first gas outlet 84 along the axial direction of the pair of electrodes 2 and 3. Since they are arranged so as to be sandwiched, the gas can be guided from the gas supply unit 8 to the discharge space H in a state where the gas is sandwiched between the raw material gases. Thus, if the gas is sandwiched between the raw material gases, it is possible to prevent the gas from being blocked by the raw material gases and flowing out of the raw material gases. In particular, if the interval (T3 in FIG. 5) between the pair of second gas ejection ports 84 is narrower than the interval (T2 in FIG. 5) of the discharge space H, the gas is less likely to flow out of the discharge space H. It is surely guided into the discharge space H.
In addition, since each of the pair of third gas ejection ports 85b is disposed outside both ends of the first gas ejection port 84, the gas is sandwiched between the raw material gases in the front-rear direction. It is possible to guide from the supply unit 8 to the discharge space H. Therefore, the gas flowing out of the discharge space H from both ends of the first gas outlet 84 can be reduced.
As described above, when the gas containing the thin film forming gas is guided to the discharge space H by the guide means including the first gas outlet 84, the second gas outlet 85a, and the third gas outlet 85b, before the activation. This gas is blocked by the raw material gas and does not contact the substrate 5. That is, it is possible to prevent the gas before activation from coming into contact with the substrate 5 before the activated gas touches the substrate 5. Therefore, it is possible to prevent the raw material contained in the thin film forming gas from adhering to the base material 5 before being activated, and as a result, a uniform and high quality thin film can be formed.

また、ガス及び無原料ガスの噴出方向が、互いに平行であるので、ガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れることを抑制し、前記ガスが無原料ガスの外側へ流出することをより確実に防止できる。そして、放電空間Hは、一対の電極2,3の軸方向に沿って延在しているために、上述したようにガス及び無原料ガスの噴出方向が軸方向に対して直交する方向であれば、ガスを放電空間Hの全長にわたって確実に案内することができる。
また、吸引部13が、放電空間Hを通過したガスを吸引するので、放電空間Hを通過したガスによって装置内部が汚れることを防止できる。特に、吸引部13の吸引量が、ガス供給部8の噴出量よりも大きく設定されていれば、放電空間Hを通過したガスを常に吸引でき、放電空間H外へとガスが流出することを確実に防止することができる。
さらに、一対の電極2,3の間隔(図5におけるT2)よりもガス供給部8と一対の電極2,3との間隔(図5におけるT1)の方が狭いので、ガス供給部8から放電空間Hまでの距離を短くすることができ、ガス供給部8から噴出されたガスの流れが、例え乱れたとしてもその影響が大きくなる前にガスを放電空間H内に収めることができる。
In addition, since the ejection directions of the gas and the raw material gas are parallel to each other, it is possible to suppress the gas flow from being disturbed by the flow of the raw material gas, and to more reliably prevent the gas from flowing out of the raw material gas. Can be prevented. Since the discharge space H extends along the axial direction of the pair of electrodes 2 and 3, as described above, the ejection direction of the gas and the raw material gas may be a direction orthogonal to the axial direction. Thus, the gas can be reliably guided over the entire length of the discharge space H.
Further, since the suction unit 13 sucks the gas that has passed through the discharge space H, the inside of the apparatus can be prevented from being contaminated by the gas that has passed through the discharge space H. In particular, if the suction amount of the suction unit 13 is set larger than the ejection amount of the gas supply unit 8, the gas that has passed through the discharge space H can always be sucked and the gas flows out of the discharge space H. It can be surely prevented.
Furthermore, since the distance (T1 in FIG. 5) between the gas supply unit 8 and the pair of electrodes 2 and 3 is narrower than the distance between the pair of electrodes 2 and 3 (T2 in FIG. 5), the discharge from the gas supply unit 8 The distance to the space H can be shortened, and even if the flow of the gas ejected from the gas supply unit 8 is disturbed, the gas can be contained in the discharge space H before the influence becomes large.

また、高周波電界が、第1高周波電界及び第2高周波電界を重畳したものであり、第1高周波電界の周波数ω1より第2高周波電界の周波数ω2が高く、第1高周波電界の電界強度V1、第2高周波電界の電界強度V2及び放電開始電界強度IVの関係が、V1≧IV>V2又はV1>IV≧V2を満たしているので、窒素等の安価なガスを用いた場合においても、薄膜形成可能な放電を起こし、高品位な薄膜形成に必要な高密度プラズマを発生することができる。
また、本実施形態によれば、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で製膜が行われているので、真空で製膜を行う場合に比べて、高速製膜が可能となるとともに連続生産が可能となる。そして、真空にするための装置等も必要でないために、設備費を削減できる。
The high-frequency electric field is a superposition of the first high-frequency electric field and the second high-frequency electric field. The frequency ω2 of the second high-frequency electric field is higher than the frequency ω1 of the first high-frequency electric field. 2 Since the relationship between the electric field intensity V2 of the high frequency electric field and the discharge starting electric field intensity IV satisfies V1 ≧ IV> V2 or V1> IV ≧ V2, a thin film can be formed even when an inexpensive gas such as nitrogen is used. It is possible to generate a high-density plasma necessary for forming a high-quality thin film.
Further, according to the present embodiment, since film formation is performed under atmospheric pressure or a pressure near atmospheric pressure, high-speed film formation is possible and continuous production is possible as compared with the case where film formation is performed in a vacuum. It becomes possible. And since the apparatus for making a vacuum is not required, an installation cost can be reduced.

なお、本発明は上記第1の実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。以下の説明において、第1の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
例えば、第1の実施の形態に係る薄膜形成装置1では、一対の電極2,3として略角柱状の棒状電極を用いた場合を例示して説明したが、例えば図8に示すように一対の電極をそれぞれロール電極25,35としてもよい。この一対のロール電極25,35は回転自在であるために、支持体6の搬送に伴って回転するようになっている。
Of course, the present invention is not limited to the first embodiment but can be modified as appropriate. In the following description, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
For example, in the thin film forming apparatus 1 according to the first embodiment, a case where a substantially prismatic rod-like electrode is used as the pair of electrodes 2 and 3 has been described as an example. For example, as shown in FIG. The electrodes may be roll electrodes 25 and 35, respectively. Since the pair of roll electrodes 25 and 35 are rotatable, the pair of roll electrodes 25 and 35 are rotated as the support 6 is conveyed.

また、例えば図9に示すように、一対の電極をそれぞれ環状のベルト電極26,36としてもよい。具体的に図9を参照にして説明すると、一対のベルト電極26,36は、それぞれ一対のローラ50,51によって放電空間Hを空けるように間隔を空けて張設されている。このローラ50,51のうち、一方のローラ50が回転駆動し、他方のローラ51が回転自在に設けられており、一方のローラ50が回転すれば、ベルト電極26,36及び他方のローラ51も回転するようになっている。ベルト電極26,36が回転すれば、支持体6及び基材5はベルト電極26,36の放電空間H側の表面(放電面26a,36a)に沿って搬送されるために、基材5の表面上に薄膜が形成されることになる。   For example, as shown in FIG. 9, the pair of electrodes may be annular belt electrodes 26 and 36, respectively. Specifically, with reference to FIG. 9, the pair of belt electrodes 26 and 36 are stretched with a pair of rollers 50 and 51 so that the discharge space H is spaced apart from each other. Of these rollers 50 and 51, one roller 50 is rotationally driven and the other roller 51 is rotatably provided. If one roller 50 rotates, the belt electrodes 26 and 36 and the other roller 51 also It is designed to rotate. If the belt electrodes 26 and 36 rotate, the support 6 and the base material 5 are transported along the discharge space H side surfaces (discharge surfaces 26a and 36a) of the belt electrodes 26 and 36. A thin film will be formed on the surface.

さらに、例えば図10に示すように、一対の電極2,3が略角柱状の棒状電極であっても、それぞれの電極2,3の放電面2a,3aに接しながら、支持体6及び基材5を搬送する環状の搬送ベルト52を設けてもよい。具体的に図10を参照にして説明すると、この環状の搬送ベルト52は、それぞれの電極2,3の上下方向に配置された一対のローラ50,51によって、電極2,3の放電面2a,3aに接触するように張設されている。つまり、一方のローラ50が回転すれば、搬送ベルト52及び他方のローラ51も回転するようになっている。搬送ベルト52が回転すれば、支持体6及び基材5は搬送ベルト52の放電空間H側の表面に沿って搬送されながら、一対の電極2,3を通過することになる。これにより、基材5の表面上に薄膜が形成されることになる。   Furthermore, as shown in FIG. 10, for example, even if the pair of electrodes 2 and 3 are substantially prismatic rod-shaped electrodes, the support 6 and the base material are in contact with the discharge surfaces 2a and 3a of the electrodes 2 and 3, respectively. An annular conveying belt 52 that conveys 5 may be provided. Specifically, with reference to FIG. 10, the annular transport belt 52 is formed by a pair of rollers 50, 51 arranged in the vertical direction of the electrodes 2, 3, so that the discharge surfaces 2 a, It is stretched so as to come into contact with 3a. That is, if one roller 50 rotates, the conveyance belt 52 and the other roller 51 also rotate. When the transport belt 52 rotates, the support 6 and the base material 5 pass through the pair of electrodes 2 and 3 while being transported along the surface of the transport belt 52 on the discharge space H side. As a result, a thin film is formed on the surface of the substrate 5.

[第2の実施の形態]
以下、第2の実施の形態に係る薄膜形成装置について図11を参照に説明する。図11は第2の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す正面図である。上記した第1の実施の形態に係る薄膜形成装置1においては、フィルム状の基材5に対して製膜を行う場合を例示して説明したが、この第2の実施の形態では、板状の基材に対して製膜を行う場合について説明する。以下の説明において、第1の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
The thin film forming apparatus according to the second embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 11 is a front view illustrating a schematic configuration of a thin film forming apparatus according to the second embodiment. In the thin film forming apparatus 1 according to the first embodiment described above, the case where film formation is performed on the film-like base material 5 has been described as an example, but in the second embodiment, a plate shape is used. A case where film formation is performed on the base material will be described. In the following description, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

この第2の実施の形態に係る薄膜形成装置100には、図11に示すように、ガス供給部8に対して相対的に上下動する一対の電極2,3が所定の間隔を空けて配置されている。そして、ガス供給部8における一対の電極2,3を挟んで反対側には、吸引部13が配置されている。また、薄膜形成装置100には、一対の電極2,3からなる放電空間H1内で、例えば、ガラスからなる板状の基材5Aを、少なくとも一方の電極2,3に沿うように保持する保持機構(図示省略)が設けられている。   In the thin film forming apparatus 100 according to the second embodiment, as shown in FIG. 11, a pair of electrodes 2 and 3 that move up and down relatively with respect to the gas supply unit 8 are arranged at a predetermined interval. Has been. A suction unit 13 is disposed on the opposite side of the gas supply unit 8 across the pair of electrodes 2 and 3. The thin film forming apparatus 100 also holds, for example, a plate-like base material 5A made of glass so as to be along at least one of the electrodes 2 and 3 in the discharge space H1 made of a pair of electrodes 2 and 3. A mechanism (not shown) is provided.

保持機構は、例えば養生シートからなる板状の支持体6Bを、基材5A及び電極2,3に密着させるように基材5A及び電極2,3の間に介在させて、基材5Aと一緒に保持するようになっている。支持体6Bの表面上には粘着剤61Bが塗布されているために、この粘着剤61Bにより支持体6Bと基材5Aとが密着されている。ここで、保持機構は、基材5A及び支持体6Bを、ガス供給部8に対して相対的に移動しないように保持している。つまり、一対の電極2,3が支持体6Bに接触した状態で上下動すると、基材5A及び支持体6Bに対して相対的に上下動することになり、それに伴って放電空間H1も上下動する。ガス供給部8からガスを供給させながら、一対の電極2,3に電界を印加させて、一対の電極2,3を基材5の上端から下端まで移動させれば、基材5Aの全面にわたって薄膜を形成することができる。このように放電空間H1を上下動させたとしても、放電空間H1内の支持体6B及び基材5Aは粘着剤61Bによって固定されているために、熱影響を抑制して皺やツレの発生をさらに防止することができる。   The holding mechanism includes, for example, a plate-like support 6B made of a curing sheet interposed between the base 5A and the electrodes 2 and 3 so as to be in close contact with the base 5A and the electrodes 2 and 3, together with the base 5A. It is supposed to hold on. Since the adhesive 61B is applied on the surface of the support 6B, the support 6B and the substrate 5A are in close contact with each other by the adhesive 61B. Here, the holding mechanism holds the base 5 </ b> A and the support 6 </ b> B so as not to move relative to the gas supply unit 8. That is, when the pair of electrodes 2 and 3 are moved up and down in contact with the support 6B, they move up and down relatively with respect to the base 5A and the support 6B, and the discharge space H1 also moves up and down accordingly. To do. If an electric field is applied to the pair of electrodes 2 and 3 while the gas is supplied from the gas supply unit 8 and the pair of electrodes 2 and 3 are moved from the upper end to the lower end of the substrate 5, the entire surface of the substrate 5 </ b> A is covered. A thin film can be formed. Even if the discharge space H1 is moved up and down in this way, the support 6B and the base material 5A in the discharge space H1 are fixed by the adhesive 61B. Further, it can be prevented.

[第3の実施の形態]
以下、第3の実施の形態に係る薄膜形成装置について図12を参照に説明する。図12は第3の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す斜視図である。上記した第1及び第2の実施の形態に係る薄膜形成装置1,100においては、ガス供給部8が下方に向けてガス及び無原料ガスを噴出する場合を例示して説明したが、この第3の実施の形態では、ガス供給部が上方に向けてガス及び無原料ガスを噴出する場合について説明する。以下の説明において、第1の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a thin film forming apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a perspective view showing a schematic configuration of a thin film forming apparatus according to the third embodiment. In the thin film forming apparatuses 1 and 100 according to the first and second embodiments described above, the case where the gas supply unit 8 ejects the gas and the raw material gas downward is described as an example. In the third embodiment, a case will be described in which the gas supply unit ejects the gas and the raw material gas upward. In the following description, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

この第3の実施の形態に係る薄膜形成装置200には、図12に示す通りガス供給部18が、ガス及び無原料ガスを上方に向けて噴出するように、放電空間Hの下方に配置されている。ガス供給部18の上面には、ガスを噴出する第1ガス噴出口184と、第1ガス噴出口184に対して平行で無原料ガスを噴出する無原料ガス噴出口185とが形成されている。図13は、第1ガス噴出口184及び無原料ガス噴出口185の配置例を表す上視図である。この図13に示す通り、一対の無原料ガス噴出口185は、第1ガス噴出口184を挟むように前後方向に沿って配置されている。つまり、本実施形態では無原料ガス噴出口185が、本発明に係る第2ガス噴出口であるために、ガスは無原料ガスに挟まれながらガス供給部18から上方に向かって放電空間Hまで案内されることになる(図12のG1がガスの経路であり、G2が無原料ガスの経路である。)。   In the thin film forming apparatus 200 according to the third embodiment, as shown in FIG. 12, the gas supply unit 18 is disposed below the discharge space H so as to eject the gas and the raw material gas upward. ing. Formed on the upper surface of the gas supply unit 18 are a first gas outlet 184 that ejects gas and a raw material gas outlet 185 that ejects a raw material gas parallel to the first gas outlet 184. . FIG. 13 is a top view illustrating an arrangement example of the first gas outlet 184 and the non-source gas outlet 185. As shown in FIG. 13, the pair of raw material gas outlets 185 are arranged along the front-rear direction so as to sandwich the first gas outlet 184. That is, in this embodiment, since the raw material gas jet port 185 is the second gas jet port according to the present invention, the gas is sandwiched between the raw material gases and is directed upward from the gas supply unit 18 to the discharge space H. (G1 in FIG. 12 is a gas path, and G2 is a raw material gas path).

なお、第1の実施の形態で例示したガス供給部8及び第3の実施の形態で例示したガス供給部18では、第1ガス噴出口84,184の全周が無原料ガス噴出口85,185によって囲われていないが、例えば図14に示すガス供給部28の通り、第1ガス噴出口284を囲うように無原料ガス噴出口285を配置しても構わない。ここで、無原料ガス噴出口285のうち、前後方向に沿って延在する部分が本発明に係る第2ガス噴出口285aであり、左右方向に沿って延在する部分が本発明に係る第3ガス噴出口285bである。このように、一対の第2ガス噴出口285aと一対の第3ガス噴出口285bとが、第1ガス噴出口284を囲うように連続しているので、第1ガス噴出口284から噴出されたガスを無原料ガスにより囲んだ状態で放電空間Hまで案内できる。したがって、ガスを放電空間H外へ漏らさずに放電空間Hまで案内することができる。   Note that, in the gas supply unit 8 exemplified in the first embodiment and the gas supply unit 18 exemplified in the third embodiment, the entire circumference of the first gas ejection ports 84, 184 is the raw material gas ejection port 85, Although not surrounded by 185, for example, as shown in the gas supply unit 28 shown in FIG. 14, the raw material gas ejection port 285 may be disposed so as to surround the first gas ejection port 284. Here, the portion extending along the front-rear direction of the raw material gas jet 285 is the second gas jet 285a according to the present invention, and the portion extending along the left-right direction is the second according to the present invention. This is a three gas outlet 285b. In this way, the pair of second gas outlets 285a and the pair of third gas outlets 285b are continuous so as to surround the first gas outlet 284, so that they are ejected from the first gas outlet 284. The gas can be guided to the discharge space H while being surrounded by the raw material gas. Therefore, the gas can be guided to the discharge space H without leaking out of the discharge space H.

[第4の実施の形態]
以下、第4の実施の形態に係る薄膜形成装置について図15を参照に説明する。図15は第4の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。上記した第1の実施の形態に係る薄膜形成装置1においては、ガス供給部8が、一対の電極2,3の間隔の外部から放電空間Hに向かってガス及び無原料ガスを噴出する場合を例示して説明したが、この第4の実施の形態では、ガス供給部が、一対の電極の間隔の内部から放電空間Hに向かってガス及び無原料ガスを噴出する場合を例示して説明する。以下の説明において、第1の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a thin film forming apparatus according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a side sectional view showing a schematic configuration of a thin film forming apparatus according to the fourth embodiment. In the thin film forming apparatus 1 according to the first embodiment described above, the gas supply unit 8 ejects the gas and the raw material gas from the outside of the gap between the pair of electrodes 2 and 3 toward the discharge space H. Although illustrated and described, in the fourth embodiment, the case where the gas supply unit ejects the gas and the raw material gas from the inside of the gap between the pair of electrodes toward the discharge space H will be described as an example. . In the following description, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図15に示す通り、この第4の実施の形態の薄膜形成装置300に備わるガス供給部38は、その先端部381が一対の電極2,3の間隔の内部に向かって細くなるように延出している。この先端部381の先端面には、第1ガス噴出口84、無原料ガス噴出口85が形成されている。そして、この先端部381の表面には、絶縁性材料がコーティングされているので、先端部381の表面が絶縁性を有することになる。これによって、先端部381が放電プラズマの発生領域に進入したとしても、放電プラズマがガス供給部38に導通することなく、放電プラズマを安定させることが可能になる。   As shown in FIG. 15, the gas supply unit 38 provided in the thin film forming apparatus 300 of the fourth embodiment extends so that the front end 381 becomes narrower toward the inside of the gap between the pair of electrodes 2 and 3. ing. A first gas outlet 84 and a raw material gas outlet 85 are formed at the distal end surface of the distal end portion 381. And since the surface of this front-end | tip part 381 is coated with the insulating material, the surface of the front-end | tip part 381 has insulation. As a result, even if the tip 381 enters the region where the discharge plasma is generated, the discharge plasma can be stabilized without conducting the discharge plasma to the gas supply unit 38.

ここで、本実施形態では、搬送装置7によって基材5がガス供給部38に接触するように基材5及び支持体6は搬送されているが、この接触による基材5のキズを防止するために、ガス供給部38の基材5が接触する部分には、回転自在なガイドローラ382が設けられている。このガイドローラ382は、基材5の搬送及び接触に伴う回転により、基材5に対する擦れを抑制し、基材5のキズを防止している。
また、ガス供給部38と基材5とが接触しているために、基材5によってガス供給部38と一対の電極2,3の間隔とが閉塞されて、ガス供給部38から噴出されたガス及び無原料ガスが外部に漏れることを防止している。
Here, in this embodiment, although the base material 5 and the support body 6 are conveyed so that the base material 5 may contact the gas supply part 38 with the conveying apparatus 7, the damage | wound of the base material 5 by this contact is prevented. Therefore, a rotatable guide roller 382 is provided at a portion of the gas supply unit 38 that contacts the base material 5. The guide roller 382 suppresses rubbing against the base material 5 and prevents the base material 5 from being scratched by rotation accompanying the conveyance and contact of the base material 5.
In addition, since the gas supply unit 38 and the base material 5 are in contact with each other, the gas supply unit 38 and the gap between the pair of electrodes 2 and 3 are closed by the base material 5 and ejected from the gas supply unit 38. Gas and raw material gas are prevented from leaking outside.

[第5の実施の形態]
以下、第5の実施の形態に係る薄膜形成装置について図16を参照に説明する。図16は第5の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。上記した第1〜第4の実施の形態に係る薄膜形成装置1,100,200,300においては、ガスを無原料ガスで案内して、ガスの放電空間H外への流出を防止する場合について説明したが、この第5の実施の形態では、無原料ガスではなく、案内部材によってガスを案内して、ガスの放電空間H外への流出を防止する場合について説明する。以下の説明において、第1の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, a thin film forming apparatus according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a side sectional view showing a schematic configuration of a thin film forming apparatus according to the fifth embodiment. In the above-described thin film forming apparatuses 1, 100, 200, and 300 according to the first to fourth embodiments, the gas is guided by a non-source gas to prevent the gas from flowing out of the discharge space H. As described above, in the fifth embodiment, a case will be described in which the gas is guided not by the raw material gas but by the guide member to prevent the gas from flowing out of the discharge space H. In the following description, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図16に示す通り、この第5の実施の形態の薄膜形成装置400には、ロール電極からなる一対の電極402,403が間隔を空けて対向するように配置されている。この間隔の上方には、当該間隔に向けてガスを噴出するガス供給部48が配置されている。
ガス供給部48の先端部には、ガスを噴出するための第1ガス噴出口481が、前後方向に沿うように形成されている。また、ガス供給部48の先端部には、上下方向に延在する一対の案内部材410,411が、第1ガス噴出口481の全長にわたって第1ガス噴出口481を挟むように配置されている。この案内部材410,411は、その先端が一対の電極402,403により発生した放電空間H2内に少なくとも進入する長さに形成されている。すなわち、ガス供給部48によって第1ガス噴出口481からガスが噴出されると、当該ガスは一対の案内部材410,411で案内されて放電空間H2に到達する。放電空間H2に到達するまでの間、ガスは案内部材410,411によって外部への流出が遮られているので、活性化後のガスが基材5に触れる前に、活性化以前のガスが基材5に接してしまうことを防止できる。したがって、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材5に付着することを防止でき、結果均一で良質な薄膜形成が可能となる。
As shown in FIG. 16, in the thin film forming apparatus 400 of the fifth embodiment, a pair of electrodes 402 and 403 made of roll electrodes are arranged so as to face each other with a gap therebetween. Above this interval, a gas supply unit 48 that ejects gas toward the interval is disposed.
A first gas ejection port 481 for ejecting gas is formed at the front end of the gas supply unit 48 so as to extend in the front-rear direction. In addition, a pair of guide members 410 and 411 extending in the vertical direction are disposed at the distal end portion of the gas supply unit 48 so as to sandwich the first gas jet port 481 over the entire length of the first gas jet port 481. . The guide members 410 and 411 are formed such that the tips of the guide members 410 and 411 enter at least the discharge space H2 generated by the pair of electrodes 402 and 403. That is, when gas is ejected from the first gas ejection port 481 by the gas supply unit 48, the gas is guided by the pair of guide members 410 and 411 and reaches the discharge space H2. Until the discharge space H2 is reached, the gas is blocked from flowing out to the outside by the guide members 410 and 411. Therefore, before the activated gas touches the substrate 5, the gas before activation is based on the gas. It is possible to prevent contact with the material 5. Therefore, it is possible to prevent the raw material contained in the thin film forming gas from adhering to the base material 5 before being activated, and as a result, a uniform and high quality thin film can be formed.

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、第1〜第5の実施の形態では、搬送装置7が支持体6及び基材5を密着させて搬送させる場合を例示して説明したが、支持体を省略して基材5のみを搬送させる構成であっても構わない。こうした場合、搬送時においては基材5と電極2,3とが擦れて、基材5にキズが生じるおそれがあるが、電極2,3の角部23,33が円弧状に形成されているためにキズの発生は抑えられることになる。さらには、表面の滑りを向上させる物質を電極2,3にコーティングして、そのキズを防止することが好ましい。表面の滑りを向上させる物質には、例えばテフロン(登録商標)やフッ素化合物などが挙げられる。
Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be modified as appropriate.
For example, in the first to fifth embodiments, the case where the transport device 7 transports the support body 6 and the base material 5 in close contact with each other has been described as an example. It may be configured to be conveyed. In such a case, the substrate 5 and the electrodes 2 and 3 may be rubbed at the time of conveyance, and the substrate 5 may be scratched, but the corners 23 and 33 of the electrodes 2 and 3 are formed in an arc shape. Therefore, the generation of scratches can be suppressed. Furthermore, it is preferable to coat the electrodes 2 and 3 with a substance that improves surface slippage to prevent the scratches. Examples of substances that improve surface slip include Teflon (registered trademark) and fluorine compounds.

第1の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す正面図である。It is a front view showing schematic structure of the thin film forming apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図1の薄膜形成装置に備わる電極の概略構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing schematic structure of the electrode with which the thin film forming apparatus of FIG. 1 is equipped. 図1におけるA−A断面図である。It is AA sectional drawing in FIG. 図1の薄膜形成装置に備わるガス供給部を表す斜視図である。It is a perspective view showing the gas supply part with which the thin film forming apparatus of FIG. 1 is equipped. 図4のガス供給部の断面図である。It is sectional drawing of the gas supply part of FIG. 図4のガス供給部の先端面を表す下視図である。It is a bottom view showing the front end surface of the gas supply part of FIG. 図1の薄膜形成装置における主制御構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the main control structure in the thin film forming apparatus of FIG. 図1の薄膜形成装置の電極の変形例を表す正面図である。It is a front view showing the modification of the electrode of the thin film forming apparatus of FIG. 図8の電極の変形例を表す正面図である。It is a front view showing the modification of the electrode of FIG. 図8の電極の変形例を表す正面図である。It is a front view showing the modification of the electrode of FIG. 第2の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表すの正面図である。It is a front view showing the schematic structure of the thin film forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing schematic structure of the thin film forming apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 図12のガス供給部に備わる第1ガス噴出口及び無原料ガス噴出口の配置例を表す上視図である。It is a top view showing the example of arrangement | positioning of the 1st gas ejection opening with which the gas supply part of FIG. 図14の第1ガス噴出口及び無原料ガス噴出口の配置例を表す上視図である。It is an upper view showing the example of arrangement | positioning of the 1st gas jet nozzle of FIG. 14, and a raw material gas jet nozzle. 第4の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。It is a sectional side view showing schematic structure of the thin film forming apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。It is a sectional side view showing the schematic structure of the thin film forming apparatus which concerns on 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 薄膜形成装置
2 電極
3 電極
5 基材
6 支持体
7 搬送装置(保持機構)
8 ガス供給部
13 吸引部
84 第1ガス噴出口
85 無原料ガス噴出口
85a 第2ガス噴出口
85b 第3ガス噴出口
H 放電空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thin film formation apparatus 2 Electrode 3 Electrode 5 Base material 6 Support body 7 Conveyance apparatus (holding mechanism)
8 Gas supply unit 13 Suction unit 84 First gas outlet 85 Non-source gas outlet 85a Second gas outlet 85b Third gas outlet H Discharge space

Claims (30)

互いの放電面が対向されて放電空間を形成するように配置され、前記放電空間内に高周波電界を発生させる一対の電極と、
前記放電空間内で基材を保持する保持機構と、
薄膜形成ガスを含有するガスが高周波電界によって活性化されるように前記放電空間に前記ガスを供給し、活性化された前記ガスで前記基材を晒すことで、前記基材の表面上に薄膜を形成するためのガス供給部とを備え、
前記ガス供給部は、活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスを前記放電空間まで案内する案内手段を有していることを特徴とする薄膜形成装置。
A pair of electrodes arranged to form a discharge space with the discharge surfaces facing each other, and generating a high-frequency electric field in the discharge space;
A holding mechanism for holding the substrate in the discharge space;
A thin film is formed on the surface of the base material by supplying the gas to the discharge space so that the gas containing the thin film forming gas is activated by a high-frequency electric field, and exposing the base material with the activated gas. And a gas supply part for forming
The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein the gas supply unit includes guide means for guiding the gas to the discharge space so that the gas before activation does not contact the base material.
請求項1記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材を前記電極に密着させて保持することを特徴とする薄膜形成装置。
The thin film forming apparatus according to claim 1,
The holding mechanism holds the base material in close contact with the electrodes so as to follow each of the pair of electrodes in the discharge space.
請求項1又は2記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記基材を搬送する搬送装置であることを特徴とする薄膜形成装置。
The thin film forming apparatus according to claim 1 or 2,
The thin film forming apparatus, wherein the holding mechanism is a transport device that transports the base material.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、前記ガスを噴出する第1ガス噴出口と、前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを噴出する一対の第2ガス噴出口とを有し、
前記一対の第2ガス噴出口は、前記第1ガス噴出口を挟むように、前記一対の電極の軸方向に沿って配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。
In the thin film formation apparatus as described in any one of Claims 1-3,
The guide means has a first gas jet port for jetting the gas, and a pair of second gas jet ports for jetting a raw material gas not containing the thin film forming gas,
The pair of second gas ejection ports are arranged along the axial direction of the pair of electrodes so as to sandwich the first gas ejection port.
請求項4記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、
前記無原料ガスを噴出する一対の第3ガス噴出口を有し、
前記一対の第3ガス噴出口は、前記軸方向における前記第1ガス噴出口の両端部よりも外側にそれぞれ配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。
The thin film forming apparatus according to claim 4.
The guiding means includes
A pair of third gas outlets for jetting the raw material gas;
The pair of third gas ejection ports are respectively disposed on the outer sides of both end portions of the first gas ejection port in the axial direction.
請求項5記載の薄膜形成装置において、
前記一対の第2ガス噴出口及び前記一対の第3ガス噴出口は、前記第1ガス噴出口を囲うように連続していることを特徴とする薄膜形成装置。
The thin film forming apparatus according to claim 5, wherein
The pair of second gas ejection ports and the pair of third gas ejection ports are continuous so as to surround the first gas ejection port.
請求項4〜6のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴とする薄膜形成装置。
In the thin film formation apparatus as described in any one of Claims 4-6,
The thin film forming apparatus, wherein the gas and the raw material gas are ejected in directions parallel to each other and perpendicular to the axial direction.
請求項4〜7のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴とする薄膜形成装置。
In the thin film formation apparatus as described in any one of Claims 4-7,
A thin film forming apparatus, wherein Reynolds numbers at the time of ejection of the gas and the raw material gas are substantially equal.
請求項4〜8のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。
In the thin film forming apparatus according to any one of claims 4 to 8,
The pair of electrodes are arranged so that the discharge space is open in the vertical direction,
The thin film forming apparatus, wherein the gas supply unit is arranged so that the gas and the raw material gas are guided to the discharge space along the vertical direction.
請求項1〜9のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されて、前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部を備え、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴とする薄膜形成装置。
In the thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 9,
A suction unit that is disposed on the opposite side of the gas supply unit across the pair of electrodes and sucks the gas that has passed through the discharge space;
The suction amount of the suction part is set to be larger than the ejection amount of the gas supply part.
請求項1〜10のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴とする薄膜形成装置。
In the thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 10,
The thin film forming apparatus, wherein an interval between the gas supply unit and the pair of electrodes is narrower than an interval between the pair of electrodes.
請求項1〜11のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、少なくとも表面が絶縁性を有していることを特徴とする薄膜形成装置。
In the thin film formation apparatus as described in any one of Claims 1-11,
A thin film forming apparatus, wherein at least the surface of the guiding means has an insulating property.
請求項1〜12のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第1高周波電界及び他方の電極による第2高周波電界を重畳したものであり、
前記第1高周波電界の周波数ω1より前記第2高周波電界の周波数ω2が高く、
前記第1高周波電界の電界強度V1、前記第2高周波電界の電界強度V2及び放電開始電界強度IVの関係が、
V1≧IV>V2又はV1>IV≧V2を満たすことを特徴とする薄膜形成装置。
In the thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 12,
The high-frequency electric field is a superposition of a first high-frequency electric field by one of the pair of electrodes and a second high-frequency electric field by the other electrode,
The frequency ω2 of the second high frequency electric field is higher than the frequency ω1 of the first high frequency electric field,
The relationship among the electric field strength V1 of the first high-frequency electric field, the electric field strength V2 of the second high-frequency electric field, and the discharge starting electric field strength IV is:
A thin film forming apparatus characterized by satisfying V1 ≧ IV> V2 or V1> IV ≧ V2.
請求項1〜13のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス中には窒素が50%以上含まれていることを特徴とする薄膜形成装置。
In the thin film forming apparatus according to any one of claims 1 to 13,
A thin film forming apparatus, wherein the gas contains 50% or more of nitrogen.
請求項1〜14のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴とする薄膜形成装置。
In the thin film formation apparatus as described in any one of Claims 1-14,
The thin film forming apparatus, wherein the pair of electrodes generate a high-frequency electric field in the discharge space under atmospheric pressure or pressure near atmospheric pressure.
互いの放電面が対向された一対の電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に沿うように基材を前記電極に密着させて保持することで、前記基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する際に、
活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスは前記放電空間まで案内されることを特徴とする薄膜形成方法。
A gas containing a thin film forming gas is supplied from a gas supply unit to a discharge space composed of a pair of electrodes whose discharge surfaces face each other, and the gas is activated by generating a high-frequency electric field in the discharge space. The thin film is formed on the substrate by exposing the substrate to the activated gas by holding the substrate in close contact with the electrode along at least one of the pair of electrodes. When doing
A thin film forming method, wherein the gas is guided to the discharge space so that the gas before activation does not contact the substrate.
請求項16記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材は前記電極に密着されて保持されていることを特徴とする薄膜形成方法。
The thin film forming method according to claim 16, wherein
The method of forming a thin film, wherein the substrate is held in close contact with the electrodes so as to follow each of the pair of electrodes in the discharge space.
請求項16又は17記載の薄膜形成方法において、
前記基材は、前記放電空間を通過するように搬送されることを特徴とする薄膜形成方法。
The thin film forming method according to claim 16 or 17,
The thin film forming method, wherein the substrate is conveyed so as to pass through the discharge space.
請求項16〜18のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを前記一対の電極のそれぞれに沿って噴出させて、前記ガスを挟んで案内することを特徴とする薄膜形成方法。
In the thin film formation method as described in any one of Claims 16-18,
A method of forming a thin film, characterized in that a raw material gas not containing the thin film forming gas is ejected along each of the pair of electrodes, and the gas is sandwiched and guided.
請求項19記載の薄膜形成方法において、
前記ガスを前記一対の電極の軸方向に対して挟むように、前記無原料ガスを噴出させることを特徴とする薄膜形成方法。
The thin film forming method according to claim 19,
The method of forming a thin film, wherein the raw material gas is ejected so as to sandwich the gas with respect to the axial direction of the pair of electrodes.
請求項19記載の薄膜形成方法において、
前記無原料ガスは前記ガスを囲うように噴出されていることを特徴とする薄膜形成方法。
The thin film forming method according to claim 19,
The thin film forming method, wherein the raw material gas is ejected so as to surround the gas.
請求項19〜21のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴とする薄膜形成方法。
In the thin film formation method as described in any one of Claims 19-21,
A method of forming a thin film, wherein the gas and the raw material gas are ejected in directions parallel to each other and perpendicular to the axial direction.
請求項19〜22のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴とする薄膜形成方法。
In the thin film formation method as described in any one of Claims 19-22,
A thin film forming method, wherein Reynolds numbers at the time of ejection of the gas and the raw material gas are substantially equal.
請求項19〜23のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴とする薄膜形成方法。
In the thin film formation method as described in any one of Claims 19-23,
The pair of electrodes are arranged so that the discharge space is open in the vertical direction,
The method of forming a thin film, wherein the gas supply unit is arranged so that the gas and the raw material gas are guided to the discharge space along the vertical direction.
請求項16〜24のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部が、前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されていて、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴とする薄膜形成方法。
In the thin film formation method as described in any one of Claims 16-24,
A suction part that sucks the gas that has passed through the discharge space is disposed on the opposite side of the gas supply part across the pair of electrodes,
The method for forming a thin film according to claim 1, wherein the suction amount of the suction portion is set larger than the ejection amount of the gas supply portion.
請求項16〜25のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴とする薄膜形成方法。
In the thin film formation method as described in any one of Claims 16-25,
The method of forming a thin film, wherein a distance between the gas supply unit and the pair of electrodes is narrower than a distance between the pair of electrodes.
請求項16〜26のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部は、少なくとも前記ガスを案内する部分の表面が絶縁性を有していることを特徴とする薄膜形成方法。
In the thin film formation method as described in any one of Claims 16-26,
In the thin film forming method, the gas supply unit has an insulating property at least on a surface of a portion that guides the gas.
請求項16〜27のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第1高周波電界及び他方の電極による第2高周波電界を重畳したものであり、
前記第1高周波電界の周波数ω1より前記第2高周波電界の周波数ω2が高く、
前記第1高周波電界の電界強度V1、前記第2高周波電界の電界強度V2及び放電開始電界強度IVの関係が、
V1≧IV>V2又はV1>IV≧V2を満たすことを特徴とする薄膜形成方法。
In the thin film formation method according to any one of claims 16 to 27,
The high-frequency electric field is a superposition of a first high-frequency electric field by one of the pair of electrodes and a second high-frequency electric field by the other electrode,
The frequency ω2 of the second high frequency electric field is higher than the frequency ω1 of the first high frequency electric field,
The relationship among the electric field strength V1 of the first high-frequency electric field, the electric field strength V2 of the second high-frequency electric field, and the discharge starting electric field strength IV is:
A thin film forming method characterized by satisfying V1 ≧ IV> V2 or V1> IV ≧ V2.
請求項16〜28のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス中には窒素が50%以上含まれていることを特徴とする薄膜形成方法。
In the thin film formation method according to any one of claims 16 to 28,
A thin film forming method, wherein the gas contains 50% or more of nitrogen.
請求項16〜29のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴とする薄膜形成方法。
The thin film formation method according to any one of claims 16 to 29,
A method of forming a thin film, wherein the pair of electrodes generate a high-frequency electric field in the discharge space under atmospheric pressure or pressure near atmospheric pressure.
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