JP2011208197A - In-line plasma film forming apparatus and plasma film forming method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被処理基板を搬送しつつプラズマを用いて被処理基板の表面に成膜を行なうインライン型プラズマ成膜装置およびこれを用いたプラズマ成膜方法に関する。 The present invention relates to an in-line type plasma film forming apparatus for forming a film on a surface of a substrate to be processed using plasma while conveying the substrate to be processed, and a plasma film forming method using the same.
近年、環境保護の観点から、太陽電池が注目を集めいている。太陽電池は、太陽光を受光して光電変換を行なうことで電力を発生させるものであり、種々の構造のものが知られている。その一つに、薄膜太陽電池と称される太陽電池が知られている。 In recent years, solar cells have attracted attention from the viewpoint of environmental protection. A solar cell generates electric power by receiving sunlight and performing photoelectric conversion, and has various structures. For example, a solar cell called a thin film solar cell is known.
薄膜太陽電池は、ガラス基板や金属基板、プラスチック基板、樹脂基板、半導体基板等のいずれかからなる基板上に、光電変換機能を有する半導体素子が形成されるとともに、さらに当該半導体素子上に金属膜が成膜されることで電極層が形成されてなるものである。ここで、光電変換機能を有する半導体素子としては、不純物添加半導体層/真性半導体層/不純物添加半導体層を積層した3層構造のものや、当該3層構造の積層体をさらに多段に積層した構造のものが利用される。 In the thin film solar cell, a semiconductor element having a photoelectric conversion function is formed on a substrate made of any of a glass substrate, a metal substrate, a plastic substrate, a resin substrate, a semiconductor substrate, and the like, and a metal film is further formed on the semiconductor element. The electrode layer is formed by forming a film. Here, as a semiconductor element having a photoelectric conversion function, a three-layer structure in which an impurity-added semiconductor layer / intrinsic semiconductor layer / impurity-added semiconductor layer is stacked, or a structure in which the three-layer structure is further stacked in multiple stages. Is used.
上述した薄膜太陽電池の大面積化や大量生産等に適した成膜方法として、プラズマ成膜法が知られている。プラズマ成膜法は、プラズマを用いて被処理基板の表面に成膜を行なう成膜方法であり、より具体的には、プラズマ化学気相成長(プラズマCVD)法とプラズマスパッタ法とがある。 A plasma film forming method is known as a film forming method suitable for increasing the area or mass production of the thin film solar cell described above. The plasma film forming method is a film forming method in which a film is formed on the surface of a substrate to be processed using plasma, and more specifically, there are a plasma chemical vapor deposition (plasma CVD) method and a plasma sputtering method.
プラズマCVD法は、原料となる物質をガス状態で被処理基板の表面に供給してプラズマ化し、これを被処理基板の表面において反応させることにより被処理基板の表面に反応物を堆積させることで成膜を行なう成膜方法である。一方、プラズマスパッタ法は、気体分子をプラズマ化させてイオンとし、これを材料ターゲットに衝突させることで材料ターゲット中に含まれる原子の叩き出しを行い、叩き出された原子を被処理基板の表面に堆積させる成膜方法である。 In the plasma CVD method, a material as a raw material is supplied to a surface of a substrate to be processed in a gas state to form plasma, and this is reacted on the surface of the substrate to be processed, thereby depositing a reactant on the surface of the substrate to be processed. This is a film forming method for forming a film. On the other hand, in the plasma sputtering method, gas molecules are turned into plasma to form ions, which are bombarded with the material target to knock out atoms contained in the material target, and the bombarded atoms are ejected from the surface of the substrate to be processed. It is a film-forming method to be deposited on.
このうち、プラズマスパッタ法を利用するプラズマスパッタ装置は、プラズマCVD法を利用するプラズマCVD装置に比較してインライン型の生産設備への導入が比較的容易に行なえる特徴を有しているため、薄膜太陽電池の製造工程において多く導入されている。たとえば、特許文献1(特開2001−26866号公報)に開示されるように、薄膜太陽電池における電極層の形成には、インライン型のプラズマスパッタ装置が利用される場合が多い。 Among these, the plasma sputtering apparatus using the plasma sputtering method has a feature that it can be introduced into an in-line type production facility relatively easily as compared with the plasma CVD apparatus using the plasma CVD method. Many are introduced in the manufacturing process of a thin film solar cell. For example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-26866), an in-line type plasma sputtering apparatus is often used for forming an electrode layer in a thin film solar cell.
また、近年においては、非特許文献1(T.Goto, T.Matsuoka and T.Ohmi, "Rotation magnet sputtering: Damage-free novel magnetron sputtering using rotating helical magnet with very high target utilization" J.Vac. Sci. Technol.A 27(4), 653 (2009))に開示されるように、プラズマスパッタ法を用いて発電層となる半導体層を被処理基板上に成膜した薄膜太陽電池とすることが検討されている。 In recent years, Non-Patent Document 1 (T. Goto, T. Matsuoka and T. Ohmi, “Rotation magnet sputtering: Damage-free novel magnetron sputtering using rotating helical magnet with very high target utilization” J. Vac. Sci. As disclosed in Technol. A 27 (4), 653 (2009)), a thin film solar cell in which a semiconductor layer to be a power generation layer is formed on a substrate to be processed using a plasma sputtering method has been studied. ing.
また、特許文献2(特開2009−33206号公報)には、非晶質半導体層と微結晶半導体層との間に透明金属酸化物からなる中間層をプラズマスパッタ法を用いて設けることにより、光電変換効率の向上が図られた薄膜太陽電池とすることが提案されている。 Further, in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-33206), by providing an intermediate layer made of a transparent metal oxide between an amorphous semiconductor layer and a microcrystalline semiconductor layer using a plasma sputtering method, It has been proposed to make a thin film solar cell with improved photoelectric conversion efficiency.
さらに、特許文献3(特開平8−37317号公報)には、薄膜太陽電池の膜欠陥検査のために、透明金属酸化物からなる裏面電極面上にシリコン酸化膜をプラズマスパッタ法により成膜することが提案されている。 Furthermore, in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-37317), a silicon oxide film is formed on the back electrode surface made of a transparent metal oxide by plasma sputtering for film defect inspection of a thin film solar cell. It has been proposed.
このように、プラズマ成膜法は、種々の成膜工程においてその適用範囲が広がってきており、非常に重要な技術となってきている。特に、インライン型の生産設備への導入が可能なインライン型プラズマ成膜装置は、上述した薄膜太陽電池の大面積化や大量生産等に適した成膜装置として、その開発が鋭意行われている。 As described above, the application range of the plasma film forming method has been expanded in various film forming processes, and has become a very important technique. In particular, an in-line type plasma film forming apparatus that can be introduced into an in-line type production facility has been intensively developed as a film forming apparatus suitable for increasing the area of the thin film solar cell described above or mass production. .
ところで、インライン型プラズマ成膜装置にあっては、通常、搬送ローラ上に被処理基板が載置された状態のままでプラズマ成膜処理が行なわれるため、プラズマの被処理基板の裏面側への回り込みが問題となる。ここで、プラズマの回り込みとは、成膜を行なうべき被処理基板の表面のみならず成膜を行なうことを企図していない被処理基板の裏面側にまでプラズマが達することを意味する。 By the way, in the in-line type plasma film forming apparatus, since the plasma film forming process is usually performed with the substrate to be processed being placed on the transport roller, the plasma is applied to the back side of the substrate to be processed. Wrapping becomes a problem. Here, the wraparound of the plasma means that the plasma reaches not only the surface of the substrate to be processed but also the back surface side of the substrate to be processed which is not intended to be formed.
図12は、従来のインライン型プラズマ成膜装置における課題を説明するための図である。図12に示すように、上述したプラズマの回り込みが生じた場合には、被処理基板100の裏面側の周縁に膜102が形成されてしまうことになり、製品として所望の電気特性が得られない原因となってしまうといった問題や、製品としての外観が損なわれてしまうといった問題を招来することになる。たとえば、上述した薄膜太陽電池を製品として例に挙げれば、当該膜が成膜されてしまった被処理基板の裏面側の周縁部分にレーザを用いたパターニング加工において支障が生じて漏れ電流が発生してしまうことになるとともに、当該裏面が最終的に受光面となるため外観が損なわれてしまうことにもなる。
FIG. 12 is a diagram for explaining a problem in the conventional in-line type plasma film forming apparatus. As shown in FIG. 12, when the above-described plasma wraparound occurs, a
したがって、インライン型プラズマ成膜装置にあっては、プラズマの回り込みを効果的に抑制することが重要であり、当該プラズマの回り込みを効果的に抑制できなければ、歩留まりが低下してしまうことになる。 Therefore, in the in-line type plasma film forming apparatus, it is important to effectively suppress the plasma wraparound, and if the plasma wraparound cannot be effectively suppressed, the yield will be lowered. .
また、上述したように、近年においては、インライン型プラズマ成膜装置においてプラズマ成膜処理を行なう被処理基板の大型化が飛躍的に進んでおり、これに伴って被処理基板の搬送時における自重による撓みが顕著になってきている。当該被処理基板の撓みは、インライン型プラズマ成膜装置内において被処理基板の搬送トラブルを誘発するのみならず、成膜される膜の膜厚にばらつきが生じる原因ともなっている。 In addition, as described above, in recent years, the size of the substrate to be processed for performing the plasma film forming process in the in-line type plasma film forming apparatus has been dramatically increased. Deflection due to is becoming prominent. The bending of the substrate to be processed not only induces a trouble of transporting the substrate to be processed in the in-line type plasma film forming apparatus, but also causes variations in the film thickness of the film to be formed.
これを防止するためには、搬送ローラの数を増やすことが考えられるが、そのようにした場合には、インライン型プラズマ成膜装置の製造コストが増大するのみならず、メンテナンスに多くの時間を費やすことになってそのランニングコストが増大することにもなる。したがって、インライン型プラズマ成膜装置においては、搬送ローラの数を増やすことなく被処理基板の撓みを如何に抑制するかも重要な課題となっている。 In order to prevent this, it is conceivable to increase the number of transport rollers. However, in such a case, not only the manufacturing cost of the in-line type plasma film forming apparatus increases, but also a lot of time is taken for maintenance. This will increase the running cost. Therefore, in the inline-type plasma film forming apparatus, it is an important issue how to suppress the bending of the substrate to be processed without increasing the number of transport rollers.
本発明は、特に、上述したプラズマの回り込みの問題を解決すべくなされたものであり、プラズマの回り込みを効果的に抑制して被処理基板の意図しない部分に膜が成膜されることを防止することのできるインライン型プラズマ成膜装置およびこれを用いたプラズマ成膜方法を提供することを目的とする。 In particular, the present invention has been made to solve the above-described problem of plasma wraparound, and effectively suppresses the plasma wraparound to prevent a film from being formed on an unintended portion of the substrate to be processed. It is an object of the present invention to provide an in-line type plasma film forming apparatus and a plasma film forming method using the same.
本発明に基づくインライン型プラズマ成膜装置は、被処理基板を搬送するための搬送路と、上記搬送路の下方に位置し、被処理基板の下面を支持しつつ支持した被処理基板を上記搬送路上において搬送する搬送手段と、上記搬送路上を搬送される被処理基板の上面に面するようにプラズマを生成することで被処理基板の上面に膜を成膜するプラズマ生成部と、上記搬送路の下方に位置し、上記搬送路上を搬送される被処理基板の下面に膜が成膜されることを防止する成膜防止部材とを備えている。上記搬送手段は、被処理基板の搬送方向に沿って配置された複数の搬送ローラを含んでいる。上記成膜防止部材は、プラズマが生成される領域に上記搬送路を挟んで対面する領域でかつ上記搬送ローラが位置する部分を除く領域を上方から見て実質的に満たすように配置され、上記搬送路上を搬送される被処理基板の下面に対面するように設けられてなる平面状の成膜防止面を少なくとも含んでいる。また、被処理基板の搬送方向と直交する方向における上記成膜防止面の幅は、被処理基板の搬送方向と直交する方向における被処理基板の幅よりも大きい。 An inline-type plasma film forming apparatus according to the present invention includes a transfer path for transferring a substrate to be processed, and a transfer substrate positioned below the transfer path and supported while supporting a lower surface of the substrate to be processed. Conveying means for conveying on the path, a plasma generating unit for forming a film on the upper surface of the substrate to be processed by generating plasma so as to face the upper surface of the substrate to be processed conveyed on the conveying path, and the conveying path And a film formation preventing member for preventing a film from being formed on the lower surface of the substrate to be processed conveyed on the conveyance path. The transport means includes a plurality of transport rollers arranged along the transport direction of the substrate to be processed. The film formation preventing member is disposed so as to substantially satisfy a region excluding a portion where the conveyance roller is located and a region facing the conveyance path with respect to a region where plasma is generated. It includes at least a planar film-formation prevention surface provided so as to face the lower surface of the substrate to be processed that is transported on the transport path. Further, the width of the film formation preventing surface in the direction orthogonal to the transfer direction of the substrate to be processed is larger than the width of the substrate to be processed in the direction orthogonal to the transfer direction of the substrate to be processed.
上記本発明に基づくインライン型プラズマ成膜装置にあっては、上記成膜防止面が、上記搬送路上を搬送される被処理基板の下面との間の距離が0mmより大きく5.0mm以下となる位置に設けらていることが好ましい。 In the in-line type plasma film forming apparatus according to the present invention, the distance between the film formation preventing surface and the lower surface of the substrate to be processed conveyed on the conveyance path is greater than 0 mm and 5.0 mm or less. It is preferable to be provided at the position.
上記本発明に基づくインライン型プラズマ成膜装置にあっては、上記搬送ローラの各々が、被処理基板の搬送方向と直交する方向に沿って配置された複数のローラ部を有していることが好ましく、その場合に、被処理基板の搬送方向と直交する方向における上記成膜防止面の幅が、被処理基板の搬送方向と直交する方向に沿って配置された上記ローラ部の配置間隔よりも大きいことが好ましい。 In the in-line type plasma film forming apparatus according to the present invention, each of the transport rollers has a plurality of roller portions arranged along a direction orthogonal to the transport direction of the substrate to be processed. Preferably, in that case, the width of the film formation preventing surface in the direction orthogonal to the transport direction of the substrate to be processed is larger than the arrangement interval of the roller portions disposed along the direction orthogonal to the transport direction of the substrate to be processed. Larger is preferred.
上記本発明に基づくインライン型プラズマ成膜装置にあっては、上記成膜防止部材が、上記成膜防止面から上記搬送路側に向けて突出して設けられ、上記搬送路上を搬送される被処理基板の下面に当接して被処理基板を支持する支持突起を含んでいることが好ましい。 In the in-line type plasma film forming apparatus according to the present invention, the film formation preventing member is provided so as to protrude from the film formation preventing surface toward the transfer path side and is transferred on the transfer path. It is preferable to include a support protrusion that contacts the lower surface of the substrate and supports the substrate to be processed.
上記本発明に基づくインライン型プラズマ成膜装置にあっては、上記成膜防止面を基準とした上記支持突起の支持高さが、0mmより大きく5.0mm以下であることが好ましい。 In the in-line type plasma film forming apparatus according to the present invention, it is preferable that the support height of the support protrusion with reference to the film formation preventing surface is greater than 0 mm and not greater than 5.0 mm.
上記本発明に基づくインライン型プラズマ成膜装置にあっては、上記支持突起が、上記成膜防止部材に対して着脱自在に設けられることが好ましい。 In the in-line type plasma film forming apparatus according to the present invention, it is preferable that the support protrusion is detachably provided to the film formation preventing member.
上記本発明に基づくインライン型プラズマ成膜装置にあっては、上記支持突起が、四フッ化エチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂およびポリ塩化ビニル系樹脂からなる群から選択される一の樹脂を主原料として含んでいることが好ましい。 In the in-line type plasma film forming apparatus according to the present invention, the support protrusion is made of one resin selected from the group consisting of ethylene tetrafluoride resin, polypropylene resin and polyvinyl chloride resin. It is preferable to contain.
上記本発明に基づくインライン型プラズマ成膜装置にあっては、上記支持突起が、上記搬送路上を搬送される被処理基板の下面と点接触または線接触可能な形状を有していることが好ましい。その場合には、たとえば上記支持突起が、半円柱形状または半球形状とされることが好適である。 In the in-line type plasma film forming apparatus according to the present invention, it is preferable that the support protrusion has a shape capable of point contact or line contact with the lower surface of the substrate to be processed which is transported on the transport path. . In that case, for example, it is preferable that the support protrusion has a semi-cylindrical shape or a hemispherical shape.
上記本発明に基づくインライン型プラズマ成膜装置にあっては、被処理基板の搬送方向に沿って配置された上記搬送ローラの配置間隔をLとし、上記支持突起の被処理基板との当接位置と当該支持突起の下流側に位置する上記搬送ローラの配置位置との間の距離をlとした場合に、これら配置間隔Lおよび距離lが、0.30≦l/L≦0.55の条件を充足していることが好ましい。 In the inline-type plasma film forming apparatus according to the present invention, the arrangement interval of the conveyance rollers arranged along the conveyance direction of the substrate to be processed is L, and the contact position of the support protrusion with the substrate to be processed And the arrangement interval L and the distance 1 are 0.30 ≦ l / L ≦ 0.55, where l is the distance between the arrangement position of the conveying roller located on the downstream side of the support protrusion and l Is preferably satisfied.
本発明に基づくプラズマ成膜方法は、上述したいずれかのインライン型プラズマ成膜装置を用いて被処理基板の上面に成膜を行なうことを特徴としている。 The plasma film forming method according to the present invention is characterized in that a film is formed on the upper surface of a substrate to be processed using any of the above-described inline-type plasma film forming apparatuses.
本発明によれば、プラズマの回り込みを効果的に抑制して被処理基板の意図しない部分に膜が成膜されることを防止することのできるインライン型プラズマ成膜装置およびこれを用いたプラズマ成膜方法とすることができる。 According to the present invention, an inline-type plasma film forming apparatus capable of effectively suppressing plasma wraparound and preventing a film from being formed on an unintended portion of the substrate to be processed, and a plasma forming apparatus using the same. It can be a membrane method.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態1および2においては、インライン型プラズマ成膜装置としてインライン型プラズマCVD装置に本発明を適用した場合を例示して説明を行い、以下に示す実施の形態3および4においては、インライン型プラズマ成膜装置としてインライン型プラズマスパッタ装置に本発明を適用した場合を例示して説明を行なう。なお、以下に示す各実施の形態においては、同一または共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は個別には繰り返さないこととする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following first and second embodiments, the case where the present invention is applied to an in-line plasma CVD apparatus as an in-line type plasma film forming apparatus will be described as an example. In the following third and fourth embodiments, The case where the present invention is applied to an inline type plasma sputtering apparatus as an inline type plasma film forming apparatus will be described as an example. In the following embodiments, the same or common parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will not be repeated individually.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるインライン型プラズマ成膜装置の装置構成を示す模式図であり、図2は、図1に示すインライン型プラズマ成膜装置の搬送路を上方から見た場合の平面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an apparatus configuration of an inline-type plasma film forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a top view of a conveyance path of the inline-type plasma film forming apparatus shown in FIG. FIG.
図1に示すように、本実施の形態におけるインライン型プラズマ成膜装置は、いわゆるインライン型プラズマCVD装置(以下、単にプラズマCVD装置とも称する)である。本実施の形態におけるプラズマCVD装置1Aは、チャンバ2と、搬送手段としての複数の搬送ローラ3と、プラズマ生成部としてのアノード11およびカソード12と、成膜防止部材5と、高周波電源13と、整合器14とを主として備えている。
As shown in FIG. 1, the in-line type plasma film forming apparatus in this embodiment is a so-called in-line type plasma CVD apparatus (hereinafter also simply referred to as a plasma CVD apparatus). The
チャンバ2は、外部の空間と処理空間とを区画するための反応容器に相当し、たとえば箱状の形状を有している。チャンバ2の相対する一対の側面のうちの一方の側面には、処理前の被処理基板100を処理空間に搬入するためのスリット状の搬入口2aが設けられており、上記一対の側面のうちの他方の側面には、処理後の被処理基板100を処理空間から搬出するためのスリット状の搬出口2bが設けられている。また、チャンバ2の下面には、処理空間に充填された後述する材料ガスを排出するためのガス排出部2cが設けられている。
The
搬送ローラ3は、チャンバ2の内側および外側に整列して複数設けられており、これにより上述した搬入口2aおよび搬出口2bを結ぶように搬送路4が構成されている。搬送路4は、被処理基板100を搬送するための通路であり、チャンバ2を横断するように直線状に設けられている。搬送ローラ3は、搬送路4の下方に位置し、被処理基板100の下面を支持しつつ支持した被処理基板100を上記搬送路4上において図中矢印A方向に搬送する。
A plurality of
ここで、図2に示すように、搬送ローラ3は、被処理基板100の搬送方向と直交する方向に沿って配置された複数の回転コロであるローラ部3aと、当該複数のローラ部3aを軸支するシャフト部3bとを含んでおり、図示しない駆動手段によってシャフト部3bが回転駆動されることで被処理基板100を搬送する。なお、これら複数のローラ部3aとシャフト部3bとからなる搬送ローラ3は、被処理基板100の搬送方向に沿って互いに平行に複数配置されている。
Here, as shown in FIG. 2, the
図1に示すように、アノード11およびカソード12は、チャンバ2内の所定位置において搬送路4を挟み込むように上下に配置されている。アノード11は、平板状の電圧印加電極に相当し、搬送路4の上方にその下面が搬送路4に面するように、当該搬送路4から所定の距離をもって配置されている。カソード12は、平板状の接地電極に相当し、搬送路4の下方にその上面が搬送路4に面するように、当該搬送路4から所定の距離をもって配置されている。
As shown in FIG. 1, the
アノード11には、材料ガスをチャンバ2内に導入するためのガス導入管10の一端が接続されており、またアノード11の内部には、ガス導入管10を介して導入された材料ガスを搬送路4側に向けてシャワー状に吐出するための流路が形成されている。ガス導入管10の他端は、図示しない材料ガスの供給源に接続されており、これにより材料ガスが、図中に示す矢印B1方向に沿ってチャンバ2内の処理空間に導入されることになる。チャンバ2内に導入された材料ガスは、チャンバ2内を充填し、その後、カソード12の下方に位置する上述したガス排出部2cから図中矢印B2方向に向けて排出される。ここで、材料ガスは、被処理基板100に成膜すべき膜の組成に応じたガスが適宜選択される。
One end of a
高周波電源13は、整合器14を介してアノード11に電気的に接続されている。また、上述したようにカソード12は、接地されている。これにより、高周波電源13および整合器14によってアノード11にパルス状の電圧が印加されることになり、アノード11およびカソード12間に放電が生じ、これらアノード11およびカソード12間の空間を充填する材料ガスがプラズマ化されることになる。このアノード11およびカソード12間に位置する空間は、プラズマが生成される領域に相当し、搬送路4上を搬送される被処理基板100の上面(成膜すべき表面に相当する)に面するようにプラズマが生成されることで、当該領域を搬送される被処理基板100の上面に所望の膜が成膜されることになる。
The high
図1および図2に示すように、成膜防止部材5は、搬送路4の下方であってかつカソード12上に設けられている。成膜防止部材5は、搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面(成膜することが企図されていない裏面に相当する)に膜が成膜されることを防止するための防着板に相当し、プラズマの回り込みを防止するための部材である。成膜防止部材5の材質としては、特に限定されるものではないが、本実施の形態の如くカソード12に接触して設ける場合には、絶縁性の部材にて構成することが必要である。なお、成膜防止部材5の表面は、膜が成膜されてしまうことを防止するためにサンドブラスト加工等の荒れ加工が施されていてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the film
より詳細には、成膜防止部材5は、プラズマが生成される領域に搬送路4を挟んで対面する領域(すなわちカソード12の上方であって搬送路4の下方の領域)でかつ搬送ローラ3が位置する部分を除く領域を上方から見て実質的に満たすように配置されている。成膜防止部材5は、搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面に対面するように設けられた平面状の上面を有しており、当該上面が、プラズマの回りこみを防止する成膜防止面5aに相当する。
More specifically, the film
ここで、成膜防止部材5は、可能な限り上記領域を満たすような形状を有していることが好ましく、本実施の形態においては、搬送ローラ3に隣り合う部分の成膜防止部材5の端部に、当該端部がローラ部3aおよびシャフト部3bの双方に沿う形状となるように突出部5bが設けられている。なお、突出部5bの上面も成膜防止面5aとなるように、突出部5bが設けられていない部分の上面と当該突出部5bが設けられた部分の上面とが面一に連続して形成されている。
Here, it is preferable that the film
また、ローラ部3aおよびシャフト部3bは、いずれも被処理基板100の搬送のために回転動作を行なうため、成膜防止部材5とこれらローラ部3aおよびシャフト部3bとは、非接触とすることが必要である。しかしながら、上述したように成膜防止部材5は、可能な限り上記領域を満たしていることが好ましいため、成膜防止部材5とローラ部3aおよびシャフト部3bとの間に設けられる隙間としては、いずれの部分においても5mm以下とされていることが好ましい。
In addition, since both the
図2に示すように、成膜防止面5aは、被処理基板100の搬送方向(図中に示す矢印A方向)と直交する方向における幅Zが、当該方向における被処理基板100の幅Yよりも大きく構成されている。また、上述したように、搬送ローラ3は、被処理基板100の搬送方向と直交する方向に複数のローラ部3aを有しており、上記成膜防止面5aの幅Zは、これら隣り合うローラ部3aの配置間隔Xよりも大きく構成されている。すなわち、ローラ部3aの配置間隔X、被処理基板100の幅Y、および成膜防止面5aの幅Zは、X<Y<Zの条件を充足している。このように構成することにより、被処理基板100の幅方向における撓みを防止しつつ、被処理基板100の幅方向の端部におけるプラズマの回り込みを成膜防止面5aによって効果的に防止することができる。
As shown in FIG. 2, the film
なお、上記成膜防止面5aの幅Zおよび上記被処理基板100の幅Yは、Z≧1.05×Yの条件を充足していることが好ましい。このように構成することにより、チャンバ2内の処理空間の圧力を変化させた場合に生じ得るプラズマが生成される領域の増減があった場合にも、確実にプラズマの回り込みを防止することができる。
The width Z of the film
また、図1に示すように、成膜防止面5aは、搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面との間の距離gが0mm<g≦5.0mmとなる位置に設けられている。このように構成することにより、被処理基板100の幅方向の端部におけるプラズマの回り込みを成膜防止面5aによって効果的に防止することができる。ここで、搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面との間の距離gが5.0mmより大きい場合には、被処理基板100の下面と成膜防止面5aとの間の距離がプラズマの回りこみを防止するために不充分な大きさとなり、これらの間の隙間にプラズマが回りこんで被処理基板100の下面への成膜を十分に防止することができなくなってしまう。また、当該距離gが0mmとされた場合には、成膜防止面5aに被処理基板100の下面の全面が当接してしまうことになり、被処理基板100の下面に傷等が生じてしまう原因となったり、これらの間の摩擦によって搬送トラブルが生じてしまう原因となったりする。
Further, as shown in FIG. 1, the film
なお、搬送路4上を搬送される被処理基板100の上面と、アノード11の下面との間の距離d(図1参照)は、放電の開始電圧Vsに影響を与えるため、また被処理基板100の上面に成膜される膜の膜厚に影響を与えるため、当該距離dが被処理基板100の搬送方向において一定となるように、搬送ローラ3の配置位置を設定することが好まい。この場合、プラズマ生成部としてのアノード11およびカソード12が位置する部分の搬送路4の下方に、被処理基板100の搬送方向(図中に示す矢印A方向)に沿って複数の搬送ローラ3が配置されることになるが、その場合には、上記成膜防止部材5は、これら複数の搬送ローラ3の数に応じて分割されて複数の搬送ローラ3の間に配置されることになる。
The distance d (see FIG. 1) between the upper surface of the substrate to be processed 100 conveyed on the conveyance path 4 and the lower surface of the
以上において説明した本実施の形態におけるプラズマCVD装置1Aにあっては、プラズマが生成される領域に対応する部分の搬送路4の下方の領域に、当該領域を上方から見て実質的に満たすように成膜防止部材5の成膜防止面5aが配置されているため、当該搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面が成膜防止面5aによって覆われることになる。そのため、被処理基板100の下面にプラズマが回り込むことを効果的に抑制することが可能となり、被処理基板100の下面の周縁に膜が成膜されてしまうことを防止することが可能になる。
In
したがって、本実施の形態におけるプラズマCVD装置1Aとすることにより、被処理基板100の意図しない部分への成膜が防止できるプラズマCVD装置とすることができるとともに、当該プラズマCVD装置1Aを用いてプラズマ成膜処理を行なうことにより、被処理基板100の意図しない部分への成膜が防止できるプラズマ成膜方法とすることができる。
Therefore, by using the
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2におけるインライン型プラズマ成膜装置の装置構成を示す模式図であり、図4は、図3に示すインライン型プラズマ成膜装置の搬送路を上方から見た場合の平面図である。また、図5は、図3および図4に示す支持突起の拡大斜視図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a schematic diagram showing an apparatus configuration of the inline-type plasma film forming apparatus in
図3および図4に示すように、本実施の形態におけるインライン型プラズマ成膜装置は、いわゆるインライン型プラズマCVD装置である。本実施の形態におけるプラズマCVD装置1Bは、上述した本発明の実施の形態1におけるプラズマCVD装置1Aと大部分において同様の構成を有しており、成膜防止部材5の成膜防止面5aの所定位置に支持突起6が設けられている点においてのみ相違している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the inline-type plasma film forming apparatus in the present embodiment is a so-called inline-type plasma CVD apparatus. The plasma CVD apparatus 1B in the present embodiment has the same configuration in most part as the
支持突起6は、成膜防止面5aから搬送路4側に向けて突出して設けられており、搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面に当接することで被処理基板100を支持する部位である。当該支持突起6は、被処理基板100の搬送方向に沿って被処理基板100が撓むことを防止するためのものである。
The
支持突起6は、耐熱性および耐摩耗性に優れた材料であればどのような材料にて構成されてもよいが、好適には、たとえば四フッ化エチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂またはポリ塩化ビニル系樹脂のいずれかを主原料として含む化学的に安定な材質のものにて構成される。これら四フッ化エチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂またはポリ塩化ビニル系樹脂のいずれかを主原料として含むものにて支持突起6を構成すれば、チャンバ2内の処理空間に水分や炭素等の不純物が混入することが防止できるとともに、成膜される膜の支持突起6に対する付着力が弱くなるため、容易にこれを除去することができる。
The
ここで、四フッ化エチレン系樹脂は、その耐熱温度が約250℃であるとともに含水率が概ね0%であるため、支持突起6の材質として好適である。また、ポリプロピレン系樹脂は、その耐熱温度が約100℃であるとともに含水率が概ね0%であるため、支持突起6の材質として好適である。また、ポリ塩化ビニル系樹脂は、その耐熱温度が約80℃であるとともに含水率が概ね0%であるため、支持突起6の材質として好適である。また、耐摩耗性の観点からは、特にポリ塩化ビニル系樹脂にて支持突起6が形成されていることが好ましいが、四フッ化エチレン系樹脂またはポリプロピレン系樹脂にて支持突起6が形成された場合にも十分にその利用は可能である。
Here, the tetrafluoroethylene-based resin has a heat resistance temperature of about 250 ° C. and a moisture content of approximately 0%, and thus is suitable as a material for the
また、支持突起6は、成膜防止面5aを基準とした支持高さが0mmより大きく5.0mm以下となるように構成されていることが好ましい。ここで、支持突起6の支持高さが上記範囲とされることが好ましい理由は、搬送路4上を搬送される被処理基板100と成膜防止面5aとの間の距離g(図3参照)を考慮した場合に、当該範囲内の支持高さとすれば、搬送路4上を搬送される被処理基板100を安定的に支持突起6によって支持できるとともに、被処理基板100の下面へのプラズマの回り込みを成膜防止面5aによって確実に防止できることになるためである。
The
ここで、図5に示すように、支持突起6は、たとえば半円柱形状を有するように構成される。このように構成した場合には、支持突起6と被処理基板100との当接位置である接触部6aが図示するように線状となり、支持突起6が搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面と線接触することになる。したがって、このように構成することにより、被処理基板100が当該支持突起6に接触することで傷付くことが防止できる。
Here, as shown in FIG. 5, the
なお、支持突起6を半円柱形状とした場合には、その湾曲面が被処理基板100の搬送方向に対峙するように支持突起6が配置されることが好ましい。このように構成すれば、被処理基板100の搬送方向における先端面が、当該支持突起6の湾曲面によって案内されて支持突起6上を乗り越え易くなるため、搬送トラブルが生じることを防止することができる。
When the
また、図4に示すように、支持突起6が設けられる位置としては、被処理基板100の搬送方向(図中に示す矢印A方向)に沿って配置された搬送ローラ3の配置間隔をLとし、支持突起6の被処理基板100との当接位置である接触部6aと当該支持突起6の下流側に位置する搬送ローラ3の配置位置との間の距離をlとした場合に、これら配置間隔Lおよび距離lが、0.20≦l/L≦0.65の条件を充足している(当該条件を充足する位置を図中において領域C1で示している)ことが好ましく、さらにこれら配置間隔Lおよび距離lが、0.30≦l/L≦0.55の条件を充足している(当該条件を充足する位置を図中において領域C2で示している)ことがなお好ましい。このように構成することにより、被処理基板100の搬送方向に沿った撓みを確実に防止することができる。
As shown in FIG. 4, the position at which the
以上において説明した本実施の形態におけるプラズマCVD装置1Bとすることにより、上述した本発明の実施の形態1において説明した効果に加え、被処理基板100の撓みがさらに抑制できる効果が得られる。すなわち、搬送ローラ3を被処理基板100の搬送方向において増加させることなく、被処理基板100の搬送方向における撓みの発生を防止でき、搬送路4上を搬送される被処理基板100の上面とアノード11の下面との間の距離d(図3参照)が被処理基板100の搬送方向においてより確実に一定となるように構成することが可能になる。そのため、装置構成を複雑化する必要がなくなって設置コストが抑制できるメリットと、メンテナンス時の作業性が向上してランニングコストを抑制できるメリットとが得られることになる。
By using the plasma CVD apparatus 1B in the present embodiment described above, in addition to the effects described in the first embodiment of the present invention described above, an effect that can further suppress the bending of the
したがって、本実施の形態におけるプラズマCVD装置1Bとすることにより、被処理基板100の意図しない部分への成膜が防止できるとともに所望の膜厚の膜が成膜できる簡素な構成のプラズマCVD装置とすることができるとともに、当該プラズマCVD装置1Bを用いてプラズマ成膜処理を行なうことにより、被処理基板100の意図しない部分への成膜が防止できるとともに低コストに所望の膜厚の膜が成膜できるプラズマ成膜方法とすることができる。 Therefore, by using the plasma CVD apparatus 1B in the present embodiment, a plasma CVD apparatus having a simple configuration that can prevent film formation on an unintended portion of the substrate to be processed 100 and can form a film with a desired film thickness. In addition, by performing plasma film formation using the plasma CVD apparatus 1B, film formation on an unintended portion of the substrate to be processed 100 can be prevented and a film having a desired film thickness can be formed at low cost. It can be set as the plasma film-forming method which can be formed into a film.
なお、上述した本実施の形態におけるプラズマCVD装置1Bにおいては、支持突起6が成膜防止部材5に着脱自在に取付けられるように構成されていることが好ましい。このように構成すれば、成膜条件に応じて種々の材質の支持突起6に交換してプラズマ成膜処理を行なうことが可能になるため、当該成膜条件に適した支持突起6を選択して使用することで各種の不具合の発生を未然に防止することができる。また、上記のように構成すれば、支持突起6を成膜防止部材5から取り外して支持突起6および成膜防止部材5のメンテナンス作業(すなわち、付着した膜の除去等)をそれぞれ別個に行なうことが可能になるため、特殊な薬液を使用せずとも布等によって付着した膜を除去することが可能になり、メンテナンス作業の容易化が図られる。加えて、上記のように構成すれば、支持突起6に磨耗等が生じた場合にも支持突起6のみを交換することが可能になるため、成膜防止部材5すべてを交換する必要がなくなり、コスト面での効果も得られることになる。
In addition, in plasma CVD apparatus 1B in this Embodiment mentioned above, it is preferable that the
図6ないし図8は、本実施の形態に基づいた第1ないし第3変形例に係るインライン型プラズマ成膜装置の搬送路を上方から見た場合の平面図である。上述した本実施の形態においては、プラズマCVD装置1Bの成膜防止面5aに1箇所のみ支持突起6を設けた場合を例示したが、成膜防止面5aに複数の支持突起6を設けることとしてもよい。本第1ないし第3変形例においては、成膜防止面5aに複数の支持突起6を設ける場合のレイアウト例を示すものである。
6 to 8 are plan views of the in-line type plasma film forming apparatus according to the first to third modifications based on the present embodiment, as viewed from above. In the present embodiment described above, the case where the
図6に示すように、第1変形例においては、支持突起6を上記領域C2に2箇所設け、これに加えて支持突起6を上記領域C1に1箇所設けた場合を示している。また、図7に示すように、第2変形例においては、支持突起6を上記領域C2に2箇所設け、これに加えて支持突起6を上記領域C1に2箇所設けた場合を示している。さらに、図8に示すように、第3変形例においては、支持突起6を上記領域C2に3箇所設け、これに加えて支持突起6を上記領域C1に3箇所設けた場合を示している。このように、成膜防止面5aに複数の支持突起6を設けることにより、さらなる被処理基板100の搬送方向に沿った撓みの抑制が可能になる。なお、支持突起6の配置位置は、上記に限定されるものではなく、搬送すべき被処理基板100の大きさや板厚、材質等に応じて適宜その配置位置を変更することが可能である。
As shown in FIG. 6, in the first modification, two
図9は、本実施の形態におけるインライン型プラズマ成膜装置の支持突起の他の例を示す拡大斜視図である。上述した本実施の形態においては、プラズマCVD装置1Bの成膜防止面5aに設けられる支持突起6として半円柱形状を有するものを利用した場合を例示したが、図9に示すように、半球形状を有するものを利用することも可能である。このように構成した場合には、支持突起6と被処理基板100との当接位置である接触部6aが図示するように点状となり、支持突起6が搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面と点接触することになる。したがって、このように構成することにより、被処理基板100が当該支持突起6に接触することで傷付くことが防止できる。なお、支持突起6の形状は、上記に限定されるものではなく、どのような形状のものであってもよい。
FIG. 9 is an enlarged perspective view showing another example of the support protrusion of the inline-type plasma film forming apparatus in the present embodiment. In the present embodiment described above, the case where the
(実施の形態3)
図10は、本発明の実施の形態3におけるインライン型プラズマ成膜装置の装置構成を示す模式図である。
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a schematic diagram showing an apparatus configuration of an inline-type plasma film forming apparatus according to
図10に示すように、本実施の形態におけるインライン型プラズマ成膜装置は、いわゆるインライン型プラズマスパッタ装置(インライン型DCマグネトロンスパッタ装置(以下、単にプラズマスパッタ装置とも称する))である。本実施の形態におけるプラズマスパッタ装置1Cは、チャンバ2と、搬送手段としての複数の搬送ローラ3と、プラズマ生成部としてのカソード21と、材料ターゲット28と、支持枠29と、成膜防止部材5と、電源接続部23とを主として備えている。ここで、チャンバ2、複数の搬送ローラ3、当該搬送ローラ3によって構成される搬送路4の構成については、上述した本発明の実施の形態1におけるプラズマCVD装置1Aと同様の構成であるため、その詳細な説明はここでは繰り返さない。
As shown in FIG. 10, the inline-type plasma film forming apparatus in this embodiment is a so-called inline-type plasma sputtering apparatus (inline-type DC magnetron sputtering apparatus (hereinafter also simply referred to as a plasma sputtering apparatus)). The plasma sputtering apparatus 1 </ b> C in the present embodiment includes a
図10に示すように、カソード21は、チャンバ2内の所定位置において搬送路4の上方に配置されている。カソード21は、平板状の電圧印加電極に相当し、搬送路4の上方にその下面が搬送路4に面するように、当該搬送路4から所定の距離をもって配置されている。カソード21は、電源接続部23を介して図示しない直流電源に接続されている。また、カソード21の下面には、中央磁石22aおよび外周磁石22bが取付けられている。中央磁石22aは、カソード21の下面の中央部に配設されており、外周磁石22bは、当該中央磁石22aを囲むようにカソード21の下面の周縁に沿って環状に配置されている。
As shown in FIG. 10, the
カソード21は、電気的に接地されたカソードシールド24によって覆われており、当該カソードシールド24の下方の位置には、材料ターゲット28が取付けられている。材料ターゲット28は、スパッタリングによりスパッタ粒子を発生させるためのものであり、被処理基板100に成膜すべき膜の組成に応じた材料ターゲットが適宜選択される。カソードシールド24は、絶縁体25によって支持されてチャンバ2内に位置しており、当該カソードシールド24には、冷却水を導入および排出するための冷却水導入管26および冷却水排出管27が取付けられている。冷却水導入管26および冷却水排出管27は、内部を流動する冷却水によってカソード21の冷却を行なうものであり、図中矢印D1方向に沿って冷却水導入管26から導入された冷却水は、カソード21の冷却に使用され、その後図中矢印D2方向に沿って冷却水排出管27から排出される。
The
チャンバ2の上面の所定位置には、ガス導入管20が設けられており、当該ガス導入管20には、図示しないガス供給源に接続されている。これにより、ガス導入管20を介してガスが、図中に示す矢印B1方向に沿ってチャンバ2内の処理空間に導入されることになる。チャンバ2内に導入されたガスは、チャンバ2内を充填し、その後、カソード12の下方に位置するガス排出部2cから図中矢印B2方向に向けて排出される。ここで、ガス導入管20によって導入されるガスは、主としてアルゴン等の希ガスである。
A
カソード21に電圧が印加された状態においては、材料ターゲット28上に半円状の磁力線が発生し、強い発光のプラズマが材料ターゲット28の下方でかつ搬送路4の上方の空間にドーナツ状に形成される。当該空間は、プラズマが生成される領域に相当し、これにより被処理基板100の上面(成膜すべき表面に相当する)に面するようにプラズマが生成される。これにより、気体分子がプラズマ化されてイオンとなり、当該イオンが材料ターゲット28に衝突することにより材料ターゲット28中に含まれる原子がスパッタ粒子として被処理基板100側に向けて叩き出される。そして、材料ターゲット28から叩き出されたスパッタ粒子が、上記領域を搬送される被処理基板100の上面に堆積することにより、所望の膜が成膜されることになる。
In a state where a voltage is applied to the
支持枠29は、成膜防止部材5を支持するための平板状の部材であり、チャンバ2内の搬送路4の下方に配置されている。成膜防止部材5は、搬送路4の下方であってかつ支持枠29上に設けられている。成膜防止部材5は、搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面(成膜することが企図されていない裏面に相当する)に膜が成膜されることを防止するための防着板に相当し、プラズマの回り込みを防止するための部材である。
The
より詳細には、成膜防止部材5は、プラズマが生成される領域に搬送路4を挟んで対面する領域(すなわち支持枠29の上方であって搬送路4の下方の領域)でかつ搬送ローラ3が位置する部分を除く領域を上方から見て実質的に満たすように配置されている。成膜防止部材5は、搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面に対面するように設けられた平面状の上面を有しており、当該上面が、プラズマの回りこみを防止する成膜防止面5aに相当する。
More specifically, the film
なお、成膜防止部材5の具体的な構成、形状、材質および配置位置等については、いずれも上述した本発明の実施の形態1におけるそれと同様であるため、ここではその説明は繰り返さない。
Since the specific configuration, shape, material, arrangement position, and the like of the film
また、搬送路4上を搬送される被処理基板100の上面と、材料ターゲット28の下面との間の距離d(図10参照)は、放電の開始電圧Vsに影響を与えないものの被処理基板100の上面に成膜される膜の膜厚に影響を与えるため、当該距離dが被処理基板100の搬送方向において一定となるように、搬送ローラ3の配置位置を設定することが好まい。この場合、プラズマ生成部としてのカソード21が位置する部分の搬送路4の下方に、被処理基板100の搬送方向(図中に示す矢印A方向)に沿って複数の搬送ローラ3が配置されることになるが、その場合には、上記成膜防止部材5は、これら複数の搬送ローラ3の数に応じて分割されて複数の搬送ローラ3の間に配置されることになる。
The distance d (see FIG. 10) between the upper surface of the substrate to be processed 100 conveyed on the conveyance path 4 and the lower surface of the
以上において説明した本実施の形態におけるプラズマスパッタ装置1Cにあっては、プラズマが生成される領域に対応する部分の搬送路4の下方の領域に、当該領域を上方から見て実質的に満たすように成膜防止部材5の成膜防止面5aが配置されているため、当該搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面が成膜防止面5aによって覆われることになる。そのため、被処理基板100の下面にプラズマが回り込むことを効果的に抑制することが可能となり、被処理基板100の下面の周縁に膜が成膜されてしまうことを防止することが可能になる。
In the plasma sputtering apparatus 1C in the present embodiment described above, the region below the transport path 4 corresponding to the region where plasma is generated is substantially filled with the region as viewed from above. Since the film
したがって、本実施の形態におけるプラズマスパッタ装置1Cとすることにより、被処理基板100の意図しない部分への成膜が防止できるプラズマスパッタ装置とすることができるとともに、当該プラズマスパッタ装置1Cを用いてプラズマ成膜処理を行なうことにより、被処理基板100の意図しない部分への成膜が防止できるプラズマ成膜方法とすることができる。 Therefore, by using the plasma sputtering apparatus 1C in the present embodiment, a plasma sputtering apparatus that can prevent film formation on an unintended portion of the substrate to be processed 100 can be obtained, and plasma can be generated using the plasma sputtering apparatus 1C. By performing the film formation process, a plasma film formation method that can prevent film formation on an unintended portion of the substrate to be processed 100 can be obtained.
(実施の形態4)
図11は、本発明の実施の形態4におけるインライン型プラズマ成膜装置の装置構成を示す模式図である。
(Embodiment 4)
FIG. 11 is a schematic diagram showing an apparatus configuration of an inline-type plasma film forming apparatus in Embodiment 4 of the present invention.
図11に示すように、本実施の形態におけるインライン型プラズマ成膜装置は、いわゆるインライン型プラズマスパッタ装置(インライン型DCマグネトロンスパッタ装置)である。本実施の形態におけるプラズマスパッタ装置1Dは、上述した本発明の実施の形態3におけるプラズマスパッタ装置1Cと大部分において同様の構成を有しており、成膜防止部材5の成膜防止面5aの所定位置に支持突起6が設けられている点においてのみ相違している。
As shown in FIG. 11, the in-line type plasma film forming apparatus in the present embodiment is a so-called in-line type plasma sputtering apparatus (in-line type DC magnetron sputtering apparatus). The plasma sputtering apparatus 1D in the present embodiment has the same configuration as that of the plasma sputtering apparatus 1C in the third embodiment of the present invention described above, and most of the film
支持突起6は、成膜防止面5aから搬送路4側に向けて突出して設けられており、搬送路4上を搬送される被処理基板100の下面に当接することで被処理基板100を支持する部位である。当該支持突起6は、被処理基板100の搬送方向(図中に示す矢印A方向)に沿って被処理基板100が撓むことを防止するためのものである。なお、支持突起6の具体的な構成、形状、支持高さ、材質および配置位置等については、いずれも上述した本発明の実施の形態2におけるそれと同様であるため、ここではその説明は繰り返さない。
The
以上において説明した本実施の形態におけるプラズマスパッタ装置1Dとすることにより、上述した本発明の実施の形態3において説明した効果に加え、被処理基板100の撓みがさらに抑制できる効果が得られる。すなわち、搬送ローラ3を被処理基板100の搬送方向において増加させることなく、被処理基板100の搬送方向における撓みの発生を防止でき、搬送路4上を搬送される被処理基板100の上面と材料ターゲット28の下面との間の距離d(図11参照)が被処理基板100の搬送方向においてより確実に一定となるように構成することが可能になる。そのため、装置構成を複雑化する必要がなくなって設置コストが抑制できるメリットと、メンテナンス時の作業性が向上してランニングコストを抑制できるメリットとが得られることになる。
By using the plasma sputtering apparatus 1D according to the present embodiment described above, in addition to the effects described in the third embodiment of the present invention described above, an effect that can further suppress the bending of the
したがって、本実施の形態におけるプラズマスパッタ装置1Dとすることにより、被処理基板100の意図しない部分への成膜が防止できるとともに所望の膜厚の膜が成膜できる簡素な構成のプラズマスパッタ装置とすることができるとともに、当該プラズマスパッタ装置1Dを用いてプラズマ成膜処理を行なうことにより、被処理基板100の意図しない部分への成膜が防止できるとともに低コストに所望の膜厚の膜が成膜できるプラズマ成膜方法とすることができる。 Therefore, by using the plasma sputtering apparatus 1D in the present embodiment, a plasma sputtering apparatus having a simple configuration that can prevent film formation on an unintended portion of the substrate to be processed 100 and can form a film with a desired film thickness. In addition, by performing plasma film formation using the plasma sputtering apparatus 1D, film formation on an unintended portion of the substrate to be processed 100 can be prevented and a film having a desired film thickness can be formed at low cost. It can be set as the plasma film-forming method which can be formed into a film.
なお、上述した本発明の実施の形態3および4においては、インライン型DCマグネトロンスパッタ装置に本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、誘電体膜等の成膜においては、通常、高周波電源を利用したインライン型RFマグネトロンスパッタ装置が利用される。その場合には、電源として高周波電源を使用し、当該高周波電源とカソードとの間に整合器を設ける構成とすればよい。 In the above-described third and fourth embodiments of the present invention, the case where the present invention is applied to an in-line DC magnetron sputtering apparatus has been described as an example. However, in the formation of a dielectric film or the like, An in-line RF magnetron sputtering apparatus using a high frequency power source is used. In that case, a high-frequency power source may be used as a power source, and a matching unit may be provided between the high-frequency power source and the cathode.
以下においては、上述した本発明の実施の形態4に従ったプラズマスパッタ装置を実際に製作し、これを用いてプラズマ成膜処理を行なった場合を実施例とし、製作した上記プラズマスパッタ装置から成膜防止部材を取り除いてプラズマ成膜処理を行なった場合を比較例とし、これら実施例および比較例においてプラズマ成膜処理された被処理基板の成膜状態を確認することにより、本発明の効果を検証した検証試験の条件および結果について説明する。 In the following, a case where a plasma sputtering apparatus according to the above-described fourth embodiment of the present invention is actually manufactured and a plasma film forming process is performed using this apparatus will be described as an example. The effect of the present invention can be obtained by confirming the film formation state of the substrate to be processed in the examples and the comparative examples by removing the film preventing member and performing the plasma film formation process as a comparative example. The conditions and results of the verified verification test will be described.
実施例および比較例においては、いずれも寸法および材質ともに同様の被処理基板を使用した。被処理基板としては、厚さ4.0mmの100.0cm×140.0cmの絶縁性基板と、厚さ1.8mmの56.0cm×92.5cmの絶縁性基板と、厚さ4.0mmの56.0cm×92.5cmの絶縁性基板との3種類を使用した。 In the examples and comparative examples, the same substrate to be processed was used in both dimensions and materials. As a substrate to be processed, an insulating substrate having a thickness of 4.0 mm, 100.0 cm × 140.0 cm, an insulating substrate having a thickness of 1.8 mm, 56.0 cm × 92.5 cm, and a thickness of 4.0 mm Three types with an insulating substrate of 56.0 cm × 92.5 cm were used.
製作したプラズマスパッタ装置における隣り合うローラ部(直径7.4cm)の配置間隔X(図2参照)は、いずれの場合も23.0mmであり、実施例における成膜防止部材の幅Z(図2参照)は、いずれも105.0mmである。また、被処理基板の幅Y(図2参照)は、それぞれ100.0cmおよび56.0cmのいずれかである。 The arrangement interval X (see FIG. 2) of adjacent roller portions (diameter 7.4 cm) in the manufactured plasma sputtering apparatus is 23.0 mm in all cases, and the width Z (FIG. 2) of the film formation preventing member in the example. All are 105.0 mm. Further, the width Y (see FIG. 2) of the substrate to be processed is either 100.0 cm or 56.0 cm, respectively.
また、製作したプラズマスパッタ装置における支持突起の形状は、図5に示す如くの半円柱形状のものとし、被処理基板の搬送方向(図中に示す矢印A方向)に沿った長さaを5.0mmとし、当該被処理基板の搬送方向と直交する方向に沿った長さbを3.0mmとした。また、支持突起は、図4に示す如くの1箇所のみに配置し、その配置位置は、図4に示す距離lが19.3cmとなる位置とした。ここで、搬送ローラの配置間隔Lは、38.1cmであるため、上記距離lと配置間隔Lの比l/Lは、0.507である。 Further, the shape of the support protrusion in the manufactured plasma sputtering apparatus is a semi-cylindrical shape as shown in FIG. 5, and the length a along the transport direction of the substrate to be processed (the direction of arrow A in the figure) is 5 The length b along the direction orthogonal to the transport direction of the substrate to be processed was set to 3.0 mm. Further, the support protrusions are arranged at only one position as shown in FIG. 4, and the arrangement position is set such that the distance l shown in FIG. 4 is 19.3 cm. Here, since the arrangement interval L of the conveying rollers is 38.1 cm, the ratio 1 / L between the distance l and the arrangement interval L is 0.507.
比較例においては、いずれも被処理基板の裏面(すなわち下面)の周縁に、端部からの幅が4.0mm〜7.0mm程度の膜(図12において符号102で示す如くの膜)が成膜された。当該膜が成膜された理由は、いずれもプラズマの回り込みが生じたためと推測される。
In each of the comparative examples, a film (a film as indicated by
これに対し、実施例においては、いずれも被処理基板の裏面に膜が成膜されなかった。これは、上述した成膜防止部材を設置したことにより、プラズマの回り込みが防止されたためと推測される。 On the other hand, in the examples, no film was formed on the back surface of the substrate to be processed. This is presumed to be because the wraparound of plasma was prevented by installing the film formation preventing member described above.
以上により、本発明を適用することによってプラズマの回り込みを効果的に抑制して被処理基板の意図しない部分に膜が成膜されることを防止することができることが実験的に確認された。 As described above, it has been experimentally confirmed that by applying the present invention, it is possible to effectively suppress the wraparound of plasma and prevent a film from being formed on an unintended portion of the substrate to be processed.
今回開示した上記各実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 The above-described embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and are not restrictive. The technical scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1A,1B インライン型プラズマCVD装置、1C,1D インライン型プラズマスパッタ装置、2 チャンバ、2a 搬入口、2b 搬出口、2c ガス排出部、3 搬送ローラ、3a ローラ部、3b シャフト部、4 搬送路、5 成膜防止部材、5a 成膜防止面、5b 突出部、6 支持突起、6a 接触部、10 ガス導入管、11 アノード、12 カソード、13 高周波電源、14 整合器、20 ガス導入管、21 カソード、22a 中央磁石、22b 外周磁石、23 電源接続部、24 カソードシールド、25 絶縁体、26 冷却水導入管、27 冷却水排出管、28 材料ターゲット、29 支持枠、100 被処理基板、102 膜。
1A, 1B In-line type plasma CVD device, 1C, 1D In-line type plasma sputtering device, 2 chamber, 2a carry-in port, 2b carry-out port, 2c gas discharge unit, 3 transport roller, 3a roller unit, 3b shaft unit, 4 transport path, DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記搬送路の下方に位置し、被処理基板の下面を支持しつつ支持した被処理基板を前記搬送路上において搬送する搬送手段と、
前記搬送路上を搬送される被処理基板の上面に面するようにプラズマを生成することで被処理基板の上面に膜を成膜するプラズマ生成部と、
前記搬送路の下方に位置し、前記搬送路上を搬送される被処理基板の下面に膜が成膜されることを防止する成膜防止部材とを備え、
前記搬送手段は、被処理基板の搬送方向に沿って配置された複数の搬送ローラを含み、
前記成膜防止部材は、プラズマが生成される領域に前記搬送路を挟んで対面する領域でかつ前記搬送ローラが位置する部分を除く領域を上方から見て実質的に満たすように配置され、前記搬送路上を搬送される被処理基板の下面に対面するように設けられてなる平面状の成膜防止面を少なくとも含み、
被処理基板の搬送方向と直交する方向における前記成膜防止面の幅が、被処理基板の搬送方向と直交する方向における被処理基板の幅よりも大きい、インライン型プラズマ成膜装置。 A transport path for transporting the substrate to be processed;
A transport unit that is positioned below the transport path and transports the substrate to be processed supported on the lower surface of the substrate to be processed on the transport path;
A plasma generation unit that forms a film on the upper surface of the substrate to be processed by generating plasma so as to face the upper surface of the substrate to be processed that is transported on the transport path;
A deposition preventing member that is positioned below the transport path and prevents a film from being formed on the lower surface of the substrate to be processed transported on the transport path;
The transport means includes a plurality of transport rollers arranged along the transport direction of the substrate to be processed,
The film formation preventing member is disposed so as to substantially fill a region facing the region where the plasma is generated with the conveyance path therebetween and excluding a portion where the conveyance roller is located, as viewed from above. At least a planar film-formation prevention surface provided to face the lower surface of the substrate to be processed conveyed on the conveyance path;
An in-line type plasma film forming apparatus, wherein a width of the film formation preventing surface in a direction orthogonal to a transfer direction of the substrate to be processed is larger than a width of the substrate to be processed in a direction orthogonal to the transfer direction of the substrate to be processed.
被処理基板の搬送方向と直交する方向における前記成膜防止面の幅が、被処理基板の搬送方向と直交する方向に沿って配置された前記ローラ部の配置間隔よりも大きい、請求項1または2に記載のインライン型プラズマ成膜装置。 Each of the transport rollers has a plurality of roller portions arranged along a direction orthogonal to the transport direction of the substrate to be processed,
The width of the film formation preventing surface in a direction orthogonal to the transfer direction of the substrate to be processed is larger than an arrangement interval of the roller portions arranged along a direction orthogonal to the transfer direction of the substrate to be processed. 2. The in-line type plasma film forming apparatus according to 2.
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