JP2011228329A - Manufacturing method for gas supply electrode - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a gas supply electrode capable of preventing a through-hole from clogging, roughening a gas supply electrode surface, preventing a positional shift of the through-hole and a breakage of a drill while processing the through-hole to suppress film-forming substance deposited on an electrode surface from adhering to a substrate after being pelt off from the electrode, supplying gas stably, and forming a high quality film.SOLUTION: The manufacturing method includes a hole-processing process to form the plurality of the through-holes by performing hole-processing and a spray process to form a sprayed film by performing a plasma spray treatment against a supply surface on the side facing to the plasma generation region after the hole-processing process.

Description

本発明は、プラズマCVD装置に用いられるガス供給電極の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a gas supply electrode used in a plasma CVD apparatus.

光学素子、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタや反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム(機能性シート)が利用されている。
また、これらの機能性フィルムの製造に、スパッタリングやプラズマCVD等の真空成膜法による成膜(薄膜形成)が利用されている。
Various functional films such as gas barrier films, protective films, optical films such as optical filters and antireflection films, etc. in various devices such as optical elements, display devices such as liquid crystal displays and organic EL displays, semiconductor devices, thin film solar cells, etc. (Functional sheet) is used.
In addition, film formation (thin film formation) by a vacuum film formation method such as sputtering or plasma CVD is used for manufacturing these functional films.

プラズマCVDによって成膜を行なう場合には、成膜対象である基板のみならず、成膜装置内の各部にも成膜物が堆積してしまう。特に、プラズマを形成するための成膜用の電極対の、基板と対向する側の電極の表面には成膜物が多く堆積する。成膜用の電極に堆積した成膜物は、電極から一部剥離して、基板や成膜した膜に付着してしまい、高品質な膜の形成ができないおそれがある。   When film formation is performed by plasma CVD, a film is deposited not only on the substrate that is the film formation target but also on each part in the film formation apparatus. In particular, a large amount of a film deposit is deposited on the surface of the electrode opposite to the substrate of the electrode pair for forming a film for forming plasma. The film deposited on the electrode for film formation partially peels off from the electrode and adheres to the substrate or the film formed, and there is a possibility that a high-quality film cannot be formed.

そのため、電極表面に堆積した成膜物が電極から剥離することを抑制するために、電極の表面を粗面化して、電極表面と堆積した成膜物との密着性を高めることが行なわれている。
例えば、特許文献1には、処理室の内部でプラズマを発生させるための、互いに対向配置された第1電極および第2電極を備え、堆積した成膜物の剥離を抑制するために、第1電極の第2電極側の表面が全面に亘って粗面化されているプラズマCVD装置が記載されている。この特許文献1には、粒体を吹き付けるブラスト処理を行なって粗面化することも記載されている。
Therefore, in order to prevent the film deposited on the electrode surface from peeling from the electrode, the surface of the electrode is roughened to improve the adhesion between the electrode surface and the deposited film deposited. Yes.
For example, Patent Document 1 includes a first electrode and a second electrode arranged to face each other for generating plasma inside a processing chamber, and includes a first electrode for suppressing peeling of a deposited film. A plasma CVD apparatus is described in which the surface of the electrode on the second electrode side is roughened over the entire surface. This Patent Document 1 also describes that the surface is roughened by performing a blasting process for spraying particles.

特開2006−173343号公報JP 2006-173343 A

ここで、プラズマCVDの電極としては、電極としての機能に加えて、成膜を行なう際に、プラズマを形成するための電極間に、成膜用のガスを均一に供給するために、ガスを供給するための複数の貫通穴を有する電極(シャワー電極)が用いられている。このような電極は、複数の貫通穴を有する板状のガス供給電極(シャワープレート)と、一面が開放する筺体とを組み合わせて構成されている。成膜の際に、電極の筺体内に供給されたガスは、ガス供給電極の貫通穴から、電極間に供給される。   Here, as an electrode for plasma CVD, in addition to the function as an electrode, a gas is used to uniformly supply a film-forming gas between the electrodes for forming plasma during film formation. An electrode (shower electrode) having a plurality of through holes for supply is used. Such an electrode is configured by combining a plate-like gas supply electrode (shower plate) having a plurality of through holes and a housing whose one surface is open. During film formation, the gas supplied into the electrode housing is supplied between the electrodes from the through hole of the gas supply electrode.

しかしながら、ガスを供給するための複数の貫通穴を形成した後に、ガス供給電極の表面の粗面化のために、ブラスト処理を行なうと、ブラスト処理に用いられる粒体が、貫通穴に目詰まりしてしまうおそれがある。貫通穴が目詰まりしたガス供給電極を用いて成膜を行なうと、ガスの流量や圧力が不安定になり、高品質な膜の形成ができなかったり、あるいは、プラズマを適正に生成することができず、成膜することができないという問題が発生する。   However, after forming a plurality of through holes for supplying a gas and performing a blasting process to roughen the surface of the gas supply electrode, particles used in the blasting process are clogged in the through holes. There is a risk of it. When a film is formed using a gas supply electrode with a clogged through hole, the gas flow rate and pressure become unstable, and a high-quality film cannot be formed, or plasma can be generated properly. This causes a problem that the film cannot be formed.

また、粗面化の方法として、アーク溶射処理によって、溶射膜を形成することも行なわれている。溶射膜を形成することにより、ブラスト処理による粗面化よりも、表面粗さを上げることができ、成膜物の剥離をより好適に抑制できる。しかしながら、アーク溶射では、溶射材料を吹き付けるときの溶射粒子の径が大きく、やはり、貫通穴が目詰まりしてしまうおそれがある。   As a roughening method, a sprayed film is also formed by arc spraying. By forming the sprayed film, the surface roughness can be increased and the film can be more suitably prevented from peeling than the roughening by blasting. However, in the arc spraying, the diameter of the sprayed particles when spraying the spray material is large, and there is a possibility that the through holes are clogged.

また、ガス供給電極の表面を粗面化した後に、貫通穴を形成する場合には、粗面化された面からドリルによる穴加工を行なうと、表面の凹凸により、穴の位置がずれたり、ドリルが偏心してドリルが破損したりしてしまうおそれがある。
また、溶射膜を形成して粗面化した後に、貫通穴を形成する場合には、溶射膜と母材との界面などで溶射膜が割れるおそれがある。溶射膜が割れて、母材の平滑な面が露出してしまうと、成膜の際に、堆積した成膜物の剥離を抑制することができない。
In addition, when forming a through hole after roughening the surface of the gas supply electrode, if the hole is drilled from the roughened surface, the position of the hole may be shifted due to surface irregularities, The drill may be eccentric and the drill may be damaged.
Moreover, when forming a through-hole after forming a thermal spray film and roughening, there exists a possibility that a thermal spray film may crack at the interface of a thermal spray film and a base material. If the sprayed film is cracked and the smooth surface of the base material is exposed, peeling of the deposited film cannot be suppressed during film formation.

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、貫通穴を目詰まりさせることなく、ガス供給電極の表面を粗面化することができ、また、貫通穴を加工する際に、穴の位置がずれたり、ドリルが破損したりすることがなく、これにより、プラズマCVD装置において成膜を行う際に、電極の表面に堆積した成膜物が電極から剥離して基板に付着することを抑制でき、また、安定したガス供給を行なうことができ、基板に高品質な膜を形成することができるガス供給電極の製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to eliminate the problems of the prior art, and to roughen the surface of the gas supply electrode without clogging the through hole. Further, when processing the through hole, As a result, the film deposited on the surface of the electrode peels off from the electrode and adheres to the substrate when the film is formed in the plasma CVD apparatus. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a gas supply electrode that can suppress the above-described problem, can stably supply a gas, and can form a high-quality film on a substrate.

上記課題を解決するために、本発明は、プラズマCVD装置に用いる、複数の貫通穴を有するガス供給電極の製造方法であって、穴あけ加工を行なって、前記複数の貫通穴を形成する穴加工工程と、前記穴加工工程の後に、プラズマの生成領域に対面する側の供給面に、プラズマ溶射処理によって、溶射膜を形成する溶射工程とを有することを特徴とするガス供給電極の製造方法を提供するものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a method for manufacturing a gas supply electrode having a plurality of through holes used in a plasma CVD apparatus, wherein the holes are drilled to form the plurality of through holes. And a spraying step of forming a sprayed film by plasma spraying on the supply surface facing the plasma generation region after the hole drilling step, and a gas supply electrode manufacturing method comprising: It is to provide.

ここで、前記溶射工程の後に、少なくとも前記供給面および前記貫通穴の表面に酸化皮膜を形成する皮膜形成工程を有することが好ましい。
また、前記皮膜形成工程がプラズマ酸化処理を行なって酸化皮膜を形成するものであることが好ましい。
Here, it is preferable that after the thermal spraying process, there is a film forming process for forming an oxide film on at least the supply surface and the surface of the through hole.
Moreover, it is preferable that the said film formation process performs a plasma oxidation process and forms an oxide film.

また、前記溶射膜がアルミニウム、アルミニウム合金、チタン、マグネシウム、ステンレスのいずれかからなる金属溶射膜であることが好ましい。
あるいは、前記溶射膜がアルミナセラミクス溶射膜であることが好ましい。
また、前記供給面の中心線平均粗さが5μm以上であることが好ましい。
さらに、前記供給面の中心線平均粗さが10〜30μmであることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the said sprayed film is a metal sprayed film which consists of aluminum, aluminum alloy, titanium, magnesium, or stainless steel.
Alternatively, the sprayed film is preferably an alumina ceramic sprayed film.
In addition, the center line average roughness of the supply surface is preferably 5 μm or more.
Furthermore, the center line average roughness of the supply surface is preferably 10 to 30 μm.

また、ガス供給電極の母材がアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、チタンのいずれかからなることが好ましい。
また、前記貫通穴の穴径が0.7mm以下であることが好ましい。
The base material of the gas supply electrode is preferably made of any of aluminum, aluminum alloy, magnesium, and titanium.
Moreover, it is preferable that the hole diameter of the said through-hole is 0.7 mm or less.

また、前記プラズマCVD装置が、長尺な基板を長手方向に搬送しつつ、プラズマCVDによって、前記基板に成膜を行なうものであることが好ましい。
また、前記プラズマCVD装置が、前記基板を円筒状のドラムの周面の所定領域に巻き掛けて搬送しつつ成膜を行なうものであることが好ましい。
The plasma CVD apparatus preferably forms a film on the substrate by plasma CVD while conveying a long substrate in the longitudinal direction.
Further, it is preferable that the plasma CVD apparatus performs film formation while the substrate is wound around a predetermined area of a circumferential surface of a cylindrical drum and conveyed.

本発明によれば、穴あけ加工を行なって、複数の貫通穴を形成する穴加工工程の後に、プラズマの生成領域に対面する側の供給面に、プラズマ溶射処理によって、溶射膜を形成するので、貫通穴を目詰まりさせることなく、粗面化することができ、また、穴の位置がずれたり、ドリルが破損したりすることがなく、これにより、プラズマCVD装置において成膜を行う際に、表面に堆積した成膜物が電極から剥離して基板に付着することを抑制でき、また、安定したガス供給を行なうことができ、基板に高品質な膜を形成することができるガス供給電極を製造することができる。   According to the present invention, after the hole forming step of forming a plurality of through holes by drilling, a sprayed film is formed by plasma spraying on the supply surface facing the plasma generation region. Without clogging the through hole, it can be roughened, and the position of the hole is not shifted or the drill is not damaged, so when performing film formation in the plasma CVD apparatus, A gas supply electrode that can suppress the film deposited on the surface from being peeled off from the electrode and adhering to the substrate, can perform stable gas supply, and can form a high-quality film on the substrate. Can be manufactured.

本発明の製造方法で製造されるガス供給電極を用いる成膜装置の一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally an example of the film-forming apparatus using the gas supply electrode manufactured with the manufacturing method of this invention. (A)は、図1に示すガス供給電極を示す断面図であり、(B)は、(A)の部分拡大図である。(A) is sectional drawing which shows the gas supply electrode shown in FIG. 1, (B) is the elements on larger scale of (A). 本発明の製造方法の一実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Example of the manufacturing method of this invention. (A)〜(D)は、それぞれ図2に示すガス供給電極の製造方法を説明するための部分拡大断面図である。(A)-(D) are the partial expanded sectional views for demonstrating the manufacturing method of the gas supply electrode shown in FIG. 2, respectively.

以下、本発明のガス供給電極の製造方法について、添付の図面を用いて、詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the gas supply electrode of this invention is demonstrated in detail using attached drawing.

図1に、本発明の製造方法によって製造されたガス供給電極を用いる成膜装置の一例を概念的に示す。なお、図1においては、シャワー電極20の一部を断面にて示している。
なお、図1に示す成膜装置10は、図2に示す本発明の製造方法で製造されたシャワープレート22以外は、公知のCCP−CVDによるロール・ツー・ロールの成膜装置である。
In FIG. 1, an example of the film-forming apparatus using the gas supply electrode manufactured by the manufacturing method of this invention is shown notionally. In FIG. 1, a part of the shower electrode 20 is shown in cross section.
The film forming apparatus 10 shown in FIG. 1 is a known roll-to-roll film forming apparatus by CCP-CVD except for the shower plate 22 manufactured by the manufacturing method of the present invention shown in FIG.

図示例の成膜装置10は、長尺な基板Z(フィルム原反)を長手方向に搬送しつつ、この基板Zの表面にプラズマCVDによって、目的とする機能を発現する膜を成膜(製造/形成)して、機能性フィルムを製造するものである。
また、この成膜装置10は、長尺な基板Zをロール状に巻回してなる基板ロール32から基板Zを送り出し、長手方向に搬送しつつ機能膜を成膜して、機能膜を成膜した基板Z(すなわち、機能性フィルム)をロール状に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行なう装置である。
The film forming apparatus 10 in the illustrated example forms a film (manufacturing a target function) by plasma CVD on the surface of the substrate Z while conveying a long substrate Z (film original) in the longitudinal direction. / Form) to produce a functional film.
Also, the film forming apparatus 10 forms a functional film by feeding the substrate Z out of a substrate roll 32 formed by winding a long substrate Z into a roll and transporting it in the longitudinal direction. This is an apparatus for forming a film by so-called roll-to-roll, in which the substrate Z (that is, a functional film) is wound into a roll shape.

図1に示す成膜装置10は、基板Zに、プラズマCVDによる膜を成膜することができる装置であって、真空チャンバ12と、この真空チャンバ12内に形成される、巻出し室14と、成膜室18と、ドラム30とを有して構成される。   A film forming apparatus 10 shown in FIG. 1 is an apparatus capable of forming a film by plasma CVD on a substrate Z, and includes a vacuum chamber 12 and an unwinding chamber 14 formed in the vacuum chamber 12. The film forming chamber 18 and the drum 30 are configured.

成膜装置10においては、長尺な基板Zは、巻出し室14の基板ロール32から供給され、ドラム30に巻き掛けられた状態で長手方向に搬送されつつ、成膜室18において、成膜され、次いで、再度、巻出し室14において巻取り軸34に巻き取られる(ロール状に巻回される)。   In the film forming apparatus 10, the long substrate Z is supplied from the substrate roll 32 of the unwind chamber 14 and is transported in the longitudinal direction while being wound around the drum 30, while the film is formed in the film forming chamber 18. Then, it is wound around the winding shaft 34 again in the unwinding chamber 14 (winded in a roll shape).

ドラム30は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。
ドラム30は、後述する巻出し室14のガイドローラ40aよって所定の経路で案内された基板Zを、周面の所定領域に掛け回して、所定位置に保持しつつ長手方向に搬送して、成膜室18内に搬送して、再度、巻出し室14のガイドローラ40bに送る。
The drum 30 is a cylindrical member that rotates counterclockwise in the drawing around the center line.
The drum 30 wraps the substrate Z guided by a guide roller 40a of the unwind chamber 14 described later along a predetermined path around a predetermined area of the peripheral surface and conveys the substrate Z in the longitudinal direction while holding it at a predetermined position. It is conveyed into the film chamber 18 and sent again to the guide roller 40b in the unwind chamber 14.

ここで、ドラム30は、後述する成膜室18のシャワー電極20の対向電極としても作用(すなわち、ドラム30とシャワー電極20とで電極対を構成する。)するものであり、アース(接地)されている。   Here, the drum 30 also functions as a counter electrode of a shower electrode 20 in the film forming chamber 18 described later (that is, the drum 30 and the shower electrode 20 constitute an electrode pair), and is grounded (grounded). Has been.

なお、必要に応じて、ドラム30には、ドラム30にバイアスを印加するためのバイアス電源を接続してもよい。あるいは、アースとバイアス電源とを切り替え可能に接続してもよい。
バイアス電源は、各種の成膜装置で利用されている、バイアスを印加するための高周波電源やパルス電源等の公知の電源が、全て利用可能である。
If necessary, the drum 30 may be connected to a bias power source for applying a bias to the drum 30. Alternatively, the ground and the bias power supply may be connected to be switchable.
As the bias power source, all known power sources such as a high frequency power source and a pulse power source for applying a bias, which are used in various film forming apparatuses, can be used.

巻出し室14は、真空チャンバ12の内壁面12aと、ドラム30の周面と、内壁面12aからドラム30の周面の近傍まで延在する隔壁36aおよび36bとによって構成される。
ここで、隔壁36aおよび36bの先端(真空チャンバ12の内壁面と逆端)は、搬送される基板Zに接触しない可能な位置まで、ドラム30の周面に近接し、巻出し室14と、成膜室18とを、略気密に分離する。
The unwinding chamber 14 includes an inner wall surface 12a of the vacuum chamber 12, a peripheral surface of the drum 30, and partition walls 36a and 36b extending from the inner wall surface 12a to the vicinity of the peripheral surface of the drum 30.
Here, the tips of the partition walls 36a and 36b (opposite to the inner wall surface of the vacuum chamber 12) are close to the peripheral surface of the drum 30 to a position where they cannot contact the substrate Z to be transported, The film forming chamber 18 is separated from the film forming chamber 18 in a substantially airtight manner.

このような巻出し室14は、前述の巻取り軸34と、ガイドローラ40aおよび40bと、回転軸42と、真空排気手段46とを有する。   Such an unwinding chamber 14 includes the above-described winding shaft 34, guide rollers 40 a and 40 b, a rotating shaft 42, and a vacuum exhaust means 46.

ガイドローラ40aおよび40bは、基板Zを所定の搬送経路で案内する通常のガイドローラである。また、巻取り軸34は、成膜済みの基板Zを巻き取る、公知の長尺物の巻取り軸である。   The guide rollers 40a and 40b are normal guide rollers that guide the substrate Z along a predetermined transport path. The take-up shaft 34 is a well-known long take-up shaft for taking up the film-formed substrate Z.

図示例において、長尺な基板Zをロール状に巻回してなるものである基板ロール32は、回転軸42に装着される。また、基板ロール32が、回転軸42に装着されると、基板Zは、ガイドローラ40a、ドラム30、および、ガイドローラ40bを経て、巻取り軸34に至る、所定の経路を通される(挿通される)。
成膜装置10においては、基板ロール32からの基板Zの送り出しと、巻取り軸34における成膜済み基板Zの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Zを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室18における成膜を行なう。
In the illustrated example, a substrate roll 32 formed by winding a long substrate Z into a roll is mounted on a rotating shaft 42. When the substrate roll 32 is mounted on the rotating shaft 42, the substrate Z is passed through a predetermined path that reaches the winding shaft 34 through the guide roller 40a, the drum 30, and the guide roller 40b (see FIG. Inserted).
In the film forming apparatus 10, the feeding of the substrate Z from the substrate roll 32 and the winding of the film-formed substrate Z on the winding shaft 34 are performed in synchronization, and the long substrate Z is transferred along a predetermined transport path. The film is formed in the film forming chamber 18 while being conveyed in the longitudinal direction.

真空排気手段46は、巻出し室14内を所定の真空度に減圧するための真空ポンプである。真空排気手段46は、巻出し室14内を、成膜室18の圧力(成膜圧力)に影響を与えない圧力(真空度)にする。   The vacuum exhaust means 46 is a vacuum pump for reducing the pressure in the unwinding chamber 14 to a predetermined degree of vacuum. The vacuum exhaust means 46 makes the inside of the unwinding chamber 14 a pressure (degree of vacuum) that does not affect the pressure in the film forming chamber 18 (film forming pressure).

基板Zの搬送方向において、巻出し室14の下流には、成膜室18が配置される。
成膜室18は、内壁面12aと、ドラム30の周面と、内壁面12aからドラム30の周面の近傍まで延在する隔壁36aおよび36bとによって構成される。
成膜装置10において、成膜室18は、一例として、CCP(Capacitively Coupled Plasma 容量結合型プラズマ)−CVDによって、基板Zの表面に成膜を行なうものであり、シャワー電極20と、原料ガス供給手段58と、高周波電源60と、真空排気手段62とを有する。
In the transport direction of the substrate Z, a film forming chamber 18 is disposed downstream of the unwind chamber 14.
The film forming chamber 18 includes an inner wall surface 12 a, a peripheral surface of the drum 30, and partition walls 36 a and 36 b extending from the inner wall surface 12 a to the vicinity of the peripheral surface of the drum 30.
In the film forming apparatus 10, the film forming chamber 18 forms a film on the surface of the substrate Z by CCP (Capacitively Coupled Plasma) -CVD as an example. Means 58, high frequency power supply 60, and vacuum exhaust means 62 are included.

シャワー電極20は、成膜装置10において、CCP−CVDによる成膜の際に、ドラムと共に電極対を構成するものであるとともに、シャワープレート22のガス供給面22aに形成された貫通穴22cから、ドラム30とシャワー電極20(シャワープレート22)との間に、原料ガスを供給するものである。シャワー電極20は、シャワープレート(ガス供給電極)22と、ベース24とを有する。   The shower electrode 20 constitutes a pair of electrodes together with a drum when forming a film by CCP-CVD in the film forming apparatus 10, and from a through hole 22 c formed on the gas supply surface 22 a of the shower plate 22. A source gas is supplied between the drum 30 and the shower electrode 20 (shower plate 22). The shower electrode 20 includes a shower plate (gas supply electrode) 22 and a base 24.

ベース24は、導電性の部材で形成されており、1面が開放された筺体(箱体)であり、例えば、1面が開放された略直方体形状のものである。
また、ベース24の開放された面には、その開口部を覆うように、シャワープレート22が配置されており、シャワープレート22と共に、内部に中空部を形成する。また、ベース24とシャワープレート22とは電気的に接続されている。
The base 24 is formed of a conductive member, and is a casing (box) having one surface open. For example, the base 24 has a substantially rectangular parallelepiped shape with one surface open.
Further, a shower plate 22 is disposed on the open surface of the base 24 so as to cover the opening, and together with the shower plate 22, a hollow portion is formed inside. The base 24 and the shower plate 22 are electrically connected.

ベース24には、原料ガス供給手段58が接続されており、原料ガス供給手段58からの原料ガスが前記中空部に流入する。
また、ベース24には、高周波電源60が接続されている。
A source gas supply means 58 is connected to the base 24, and the source gas from the source gas supply means 58 flows into the hollow portion.
The base 24 is connected to a high frequency power supply 60.

ベース24の形成材料には、特に限定はなく、ステンレス、鉄、あるいは、メッキ処理品等の公知の導電体材料が、各種、利用可能である。   The material for forming the base 24 is not particularly limited, and various known conductive materials such as stainless steel, iron, or a plated product can be used.

図2(A)は本発明の製造方法で製造するシャワープレートの一例を概念的に示す断面図であり、図2(B)は、(A)に示すシャワープレートの一部を拡大した断面図である。
シャワープレート22は、アルミニウム製の板状部材で、1つの最大面であるガス供給面22aをドラム30の周面に対面して、ベース24に保持される。
ガス供給面22aには、貫通穴22cが、全面的に多数、形成されている。貫通穴22cは、中空部と連通している。また、ガス供給面22aは、ドラム30の周面に沿うように凹状に湾曲している。
2A is a sectional view conceptually showing an example of a shower plate manufactured by the manufacturing method of the present invention, and FIG. 2B is an enlarged sectional view of a part of the shower plate shown in FIG. It is.
The shower plate 22 is an aluminum plate-like member, and is held by the base 24 with the gas supply surface 22 a, which is one maximum surface, facing the peripheral surface of the drum 30.
A large number of through holes 22c are formed on the entire surface of the gas supply surface 22a. The through hole 22c communicates with the hollow portion. The gas supply surface 22 a is curved in a concave shape so as to follow the peripheral surface of the drum 30.

また、図2(B)に示すように、シャワープレート22のガス供給面22aには、アルミニウムの溶射膜22eが形成され、粗面化されている。ドラム30(基板Z)と対面するガス供給面22aに溶射膜22eを形成して粗面化することにより、成膜中に、ガス供給面22aに堆積した成膜物が剥離することを抑制することができる。   Further, as shown in FIG. 2B, an aluminum sprayed film 22e is formed on the gas supply surface 22a of the shower plate 22 to be roughened. By forming a sprayed film 22e on the gas supply surface 22a facing the drum 30 (substrate Z) and roughening the surface, the film deposited on the gas supply surface 22a is prevented from peeling during film formation. be able to.

また、溶射膜22eによる粗面化は、ブラスト処理による粗面化よりも表面粗さを上げやすい。したがって、ブラスト処理により粗面化したものよりも、より好適に成膜物の剥離を抑制することができる。   Further, the roughening by the sprayed film 22e is easier to increase the surface roughness than the roughening by blasting. Therefore, it is possible to suppress the peeling of the film-formed material more suitably than the surface roughened by the blast treatment.

また、図示例の成膜装置10のように、長尺な基板Zをドラム30に巻きかけて、長手方向に搬送しつつ、連続的に成膜を行なう成膜装置においては、シャワープレート22の表面に堆積する成膜物が多くなってしまうので、成膜物の剥離が発生しやすい。
これに対して、本発明の製造方法で製造したシャワープレート22は、表面に堆積した成膜物の剥離を好適に抑制できるので、図示例の成膜装置10のように、長尺な基板Zをドラム30に巻きかけて、長手方向に搬送しつつ、連続的に成膜を行なう成膜装置に好適に利用可能である。
Moreover, in a film forming apparatus that continuously forms a film while winding a long substrate Z around a drum 30 and transporting it in the longitudinal direction like the film forming apparatus 10 in the illustrated example, the shower plate 22 Since a large amount of film deposits are deposited on the surface, peeling of the film deposits is likely to occur.
On the other hand, since the shower plate 22 manufactured by the manufacturing method of the present invention can suitably suppress the peeling of the film deposited on the surface, the long substrate Z as in the film forming apparatus 10 in the illustrated example. Can be suitably used in a film forming apparatus for continuously forming a film while winding the film around a drum 30 and transporting the film in the longitudinal direction.

ここで、溶射膜22eとしては、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、マグネシウム、ステンレスのいずれかからなる金属溶射膜を用いることができる。
溶射膜22eとして、金属溶射膜を形成することは、セラミック溶射膜を形成することに比べ安価であり、コストを低減できる。また、溶射膜22eとして、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、マグネシウムのいずれかからなる金属溶射膜を形成することは、後述するプラズマ酸化処理によって、酸化皮膜を形成できる点で好ましい。
また、ステンレスの金属溶射膜は、耐腐食性を有するため、酸化皮膜22dを形成する必要がない点で好ましい。
Here, as the sprayed film 22e, a metal sprayed film made of any of aluminum, aluminum alloy, titanium, magnesium, and stainless steel can be used.
Forming a metal sprayed film as the sprayed film 22e is less expensive than forming a ceramic sprayed film, and the cost can be reduced. Further, it is preferable to form a metal sprayed film made of any of aluminum, aluminum alloy, titanium, and magnesium as the sprayed film 22e in that an oxide film can be formed by a plasma oxidation process described later.
Further, the stainless metal sprayed film is preferable in that it does not need to form the oxide film 22d because it has corrosion resistance.

また、溶射膜22eとして、アルミナセラミクス溶射膜も用いることができる。
アルミナセラミクス溶射膜も、耐腐食性を有するため、酸化皮膜22dを形成する必要がなく、また、絶縁性であるためシャワープレートからの異常放電を抑制できる点で好ましい。
また、溶射膜22eは、プラズマ溶射処理によって形成される。そのため、貫通穴22cが目詰まりしてしまうことがない。この点に関しては、後に詳述する。
Further, an alumina ceramic sprayed film can also be used as the sprayed film 22e.
The alumina ceramics sprayed film is also preferable in that it has corrosion resistance, so that it is not necessary to form the oxide film 22d, and since it is insulative, abnormal discharge from the shower plate can be suppressed.
The sprayed film 22e is formed by a plasma spraying process. Therefore, the through hole 22c is not clogged. This will be described in detail later.

また、シャワープレート22のガス供給面22aおよび貫通穴22cの表面には、アルミの酸化皮膜22dが形成されている。シャワープレート22の表面を絶縁性の酸化皮膜22dで覆うことにより、シャワープレート22から異常放電が発生することを防止することができる。また、シャワープレート22が原料ガスと接触し、シャワープレート22が腐食することを防止できる。   An aluminum oxide film 22d is formed on the gas supply surface 22a and the surface of the through hole 22c of the shower plate 22. By covering the surface of the shower plate 22 with an insulating oxide film 22d, it is possible to prevent abnormal discharge from occurring from the shower plate 22. Moreover, it can prevent that the shower plate 22 contacts with source gas and the shower plate 22 corrodes.

本発明において、酸化皮膜22dは、アルマイト処理やアルミナセラミクスの溶射等の種々の公知の方法で、形成することができるが、好ましくは、プラズマ酸化処理によって、シャワープレート22の表面に酸化皮膜22dを形成する。
ここで、プラズマ酸化処理とは、プラズマを用いた陽極酸化処理であり、例えば、酸化皮膜22dを形成するシャワープレート22を珪酸塩あるいはジルコニウム塩を含有した電解液中に浸し、シャワープレート22を陽極とし、陽極に対面して配置した金属製のプレートを陰極として、陽極と陰極との間にパルス電圧を印加してプラズマ放電を発生させ、酸化皮膜(母材がアルミニウムの場合はアルミナセラミクス層、マグネシウムの場合は酸化マグネシウム層、チタンの場合は酸化チタン層)を形成する方法である。
In the present invention, the oxide film 22d can be formed by various known methods such as anodizing or thermal spraying of alumina ceramics. Preferably, the oxide film 22d is formed on the surface of the shower plate 22 by plasma oxidation. Form.
Here, the plasma oxidation process is an anodization process using plasma. For example, the shower plate 22 for forming the oxide film 22d is immersed in an electrolyte containing a silicate or a zirconium salt, and the shower plate 22 is an anode. And using a metal plate facing the anode as a cathode, a pulse voltage is applied between the anode and the cathode to generate a plasma discharge, and an oxide film (alumina ceramic layer when the base material is aluminum, This is a method of forming a magnesium oxide layer in the case of magnesium and a titanium oxide layer in the case of titanium.

粗面化した面上に酸化皮膜を形成する場合は、粗さが大きいと酸化皮膜を均一に形成できず、欠陥が生じるおそれがある。酸化皮膜に欠陥があると、成膜の際に異常放電が発生するおそれがある。
これに対して、プラズマ酸化処理によって酸化皮膜22dを形成することにより、シャワープレート22の表面(ガス供給面22a)を粗面化した場合であっても、凹凸に沿って均一な厚みの皮膜を形成でき、また、貫通穴22cの内壁にも均一な厚みの皮膜を形成できる。
なお、図示例においては、シャワープレート22のガス供給面22aおよび貫通穴22cの表面に酸化皮膜22dを形成したが、本発明は、これに限定はされず、シャワープレート22の表面全面に酸化皮膜を形成してもよい。
When forming an oxide film on the roughened surface, if the roughness is large, the oxide film cannot be formed uniformly, and defects may occur. If there is a defect in the oxide film, abnormal discharge may occur during film formation.
On the other hand, even if the surface of the shower plate 22 (gas supply surface 22a) is roughened by forming the oxide film 22d by plasma oxidation, a film having a uniform thickness is formed along the unevenness. A film having a uniform thickness can also be formed on the inner wall of the through hole 22c.
In the illustrated example, the oxide film 22d is formed on the surfaces of the gas supply surface 22a and the through hole 22c of the shower plate 22. However, the present invention is not limited to this, and the oxide film is formed on the entire surface of the shower plate 22. May be formed.

また、シャワープレート22の形成材料(母材)としては、導電性の材料であれば、特に限定はないが、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、チタンのいずれかが好ましい。これらの材料によりシャワープレート22を形成することにより、プラズマ酸化処理によって、表面に均一で欠陥のない酸化皮膜22dを形成することができるため、異常放電の発生を抑制できる点で好ましく、また、軽量で扱いやすい点で好ましい。   In addition, the forming material (base material) of the shower plate 22 is not particularly limited as long as it is a conductive material, but any of aluminum, an aluminum alloy, magnesium, and titanium is preferable. By forming the shower plate 22 from these materials, a uniform and defect-free oxide film 22d can be formed on the surface by plasma oxidation, which is preferable in terms of suppressing the occurrence of abnormal discharge, and is lightweight. It is preferable because it is easy to handle.

また、ガス供給面22aの中心線平均粗さは、5μm以上であることが好ましい。ガス供給面22aの表面粗さを5μm以上とすることで、成膜物の剥離を抑制することができる。また、プラズマ酸化処理によって酸化皮膜22dを形成することにより、表面の粗さが5μm以上であっても、均一な厚みの皮膜を形成することができる。   Further, the center line average roughness of the gas supply surface 22a is preferably 5 μm or more. By setting the surface roughness of the gas supply surface 22a to 5 μm or more, it is possible to prevent the film from being peeled off. Further, by forming the oxide film 22d by plasma oxidation treatment, a film having a uniform thickness can be formed even if the surface roughness is 5 μm or more.

また、ガス供給面22aの中心線平均粗さは、10〜30μmであることがより好ましい。
ガス供給面22aの粗さを10μm以上とすることで、ガス供給面22aの表面に堆積した成膜物が剥離することをより好適に防止でき、これにより、剥離した成膜物が基板Zに付着し、基板Zに形成される膜に影響を与えることを防止することができる。
また、酸化皮膜22dをより均一に形成できる点で、ガス供給面22aの表面の粗さは、30μm以下が好ましい。
ガス供給面22aの表面粗さを粗くするほど堆積した成膜物の剥離を抑制できる。しかしながら、表面粗さを粗くしすぎると、酸化皮膜22dを均一に形成できず、欠陥が生じるおそれがあり、成膜の際の異常放電の原因となる場合がある。これに対して、ガス供給面22aの表面粗さを、30μm以下とすることで、成膜の際の異常放電を抑制することができる。
The center line average roughness of the gas supply surface 22a is more preferably 10 to 30 μm.
By setting the roughness of the gas supply surface 22a to 10 μm or more, it is possible to more suitably prevent the film deposition deposited on the surface of the gas supply surface 22a from being peeled off. It is possible to prevent adhesion and influence on the film formed on the substrate Z.
Moreover, the surface roughness of the gas supply surface 22a is preferably 30 μm or less in that the oxide film 22d can be formed more uniformly.
As the surface roughness of the gas supply surface 22a is increased, peeling of the deposited film can be suppressed. However, if the surface roughness is too rough, the oxide film 22d cannot be formed uniformly, and defects may occur, which may cause abnormal discharge during film formation. On the other hand, the abnormal discharge at the time of film-forming can be suppressed by making the surface roughness of the gas supply surface 22a into 30 micrometers or less.

また、貫通穴22cの直径は、0.7mm以下が好ましい。
貫通穴の直径を大きくすれば、ブラスト処理やアーク溶射による粗面化を行なっても、貫通穴が目詰まりすることはない。しかしながら、貫通穴を大きくすると、成膜の際に、貫通穴の中で放電が発生してしまうおそれがあり、成膜に影響を与える場合がある。
これに対して、貫通穴22cの直径を0.7mm以下とすることで、成膜の際に、貫通穴22cの中で放電が発生することをより確実に防止することができる。
また、貫通穴22cの直径は、原料ガスの安定供給のために、0.3mm以上とすることが好ましい。
The diameter of the through hole 22c is preferably 0.7 mm or less.
If the diameter of the through hole is increased, the through hole will not be clogged even if roughening is performed by blasting or arc spraying. However, if the through hole is enlarged, there is a possibility that electric discharge may occur in the through hole during film formation, which may affect the film formation.
On the other hand, by setting the diameter of the through hole 22c to 0.7 mm or less, it is possible to more reliably prevent discharge from occurring in the through hole 22c during film formation.
Moreover, it is preferable that the diameter of the through hole 22c be 0.3 mm or more in order to stably supply the source gas.

ここで、図3に示す本発明の製造方法の一実施形態を示すフローチャート、および、図4に示すシャワープレートの一部を拡大した断面図を用いて、本発明のガス供給電極の製造方法について、より詳しく説明する。   Here, the manufacturing method of the gas supply electrode of the present invention will be described with reference to a flowchart showing an embodiment of the manufacturing method of the present invention shown in FIG. 3 and a cross-sectional view enlarging a part of the shower plate shown in FIG. This will be explained in more detail.

図4(A)は、ガス供給面22aが粗面化される前のシャワープレート22を示す部分拡大断面図であり、図4(B)は、貫通穴22cを形成した後のシャワープレート22を示す部分拡大断面図である。
本実施形態においては、図3のSTEP1(S1)に示すように、図(A)に示すシャワープレート22のガス供給面22aにドリルによって穴あけ加工を行なって、貫通穴22cを形成する(図4(B))。
4A is a partially enlarged sectional view showing the shower plate 22 before the gas supply surface 22a is roughened, and FIG. 4B shows the shower plate 22 after the through hole 22c is formed. It is a partial expanded sectional view shown.
In the present embodiment, as shown in STEP 1 (S1) in FIG. 3, the through hole 22c is formed by drilling the gas supply surface 22a of the shower plate 22 shown in FIG. (B)).

ここで、図示例のシャワープレート22のように、ガス供給面22aが曲面に形成されている場合は、ガス供給面22a側から穴あけ加工をすると、穴の位置がずれたり、ドリルが偏心して破損するおそれがある。従って、ガス供給面22aとは反対側の面から穴あけ加工をすることが好ましい。   Here, when the gas supply surface 22a is formed into a curved surface like the shower plate 22 in the illustrated example, if the drilling is performed from the gas supply surface 22a side, the position of the hole is shifted or the drill is eccentric and damaged. There is a risk. Therefore, it is preferable to perform drilling from the surface opposite to the gas supply surface 22a.

次に、図3のSTEP2(S2)に示すように、図4(B)に示すシャワープレート22のガス供給面22aに、プラズマ溶射処理を行なって、溶射膜22eを形成する(図4(C))。   Next, as shown in STEP 2 (S2) of FIG. 3, plasma spraying is performed on the gas supply surface 22a of the shower plate 22 shown in FIG. 4B to form a sprayed film 22e (FIG. 4C). )).

ここで、プラズマ溶射処理は、電極の間にアルゴン等の不活性ガスを流して放電させることで生成されるプラズマを熱源として、溶射材料を加熱、溶解して、基材(シャワープレート22)に吹き付け、溶射膜22eを形成する。
前述のとおり、アーク溶射によって、溶射膜を形成する場合は、吹き付ける溶射粒子の径が大きいため、貫通穴を塞いでしまう。これは、溶射材料を溶解するための加熱温度が高くないため、溶射材料が十分に溶解しないためである。
これに対して、プラズマ溶射処理では、プラズマを熱源として、溶射材料を加熱するので、アーク溶射等の他の溶射と比べて、高温に加熱することができる。そのため、溶射材料は、十分に溶解されて、小さな溶射粒子となって基材に吹き付けられるので、貫通穴22cを塞いでしまうことがなく、また、溶射膜を緻密化することができる。
Here, the plasma spraying process is performed by heating and melting the thermal spray material using plasma generated by flowing an inert gas such as argon as a heat source between the electrodes and discharging it to the base material (shower plate 22). The sprayed film 22e is formed by spraying.
As described above, when the sprayed film is formed by arc spraying, the diameter of the sprayed particles to be sprayed is large, so that the through hole is blocked. This is because the heating temperature for melting the thermal spray material is not high and the thermal spray material is not sufficiently dissolved.
On the other hand, in the plasma spraying process, the spray material is heated using plasma as a heat source, so that it can be heated to a higher temperature than other sprays such as arc spraying. Therefore, since the thermal spray material is sufficiently dissolved and sprayed on the base material as small thermal spray particles, the through hole 22c is not blocked and the thermal spray film can be densified.

次に、図3のSTEP3(S3)に示すように、図4(C)に示すシャワープレート22にプラズマ酸化処理を行なって、ガス供給面22aおよび貫通穴22cに酸化皮膜22dを形成する(図4(D))。   Next, as shown in STEP 3 (S3) of FIG. 3, plasma oxidation is performed on the shower plate 22 shown in FIG. 4C to form an oxide film 22d on the gas supply surface 22a and the through hole 22c (FIG. 3). 4 (D)).

このように、本発明においては、ドリルにより穴あけ加工を行なって多数の貫通穴22cを形成した後に、プラズマ溶射処理によって、ガス供給面22aに溶射膜を形成し粗面化し、その後、プラズマ酸化処理により、表面に酸化皮膜22dを形成して、シャワープレート22を製造する。   As described above, in the present invention, after drilling with a drill to form a large number of through holes 22c, a sprayed film is formed on the gas supply surface 22a and roughened by plasma spraying, and then plasma oxidation is performed. Thus, an oxide film 22d is formed on the surface, and the shower plate 22 is manufactured.

前述のとおり、プラズマCVDによって成膜を行なう場合には、基板Zのみならず、成膜用の電極にも成膜物が堆積してしまうため、電極に堆積した成膜物の一部が電極から剥離して、基板Zに付着してしまうおそれがある。
そのため、例えば、特許文献1のように、電極の表面を粗面化して、電極と成膜物との密着性を高めることによって、電極に堆積した成膜物が電極から剥離することを抑制している。
As described above, when a film is formed by plasma CVD, the film is deposited not only on the substrate Z but also on the electrode for film formation. Therefore, a part of the film deposited on the electrode is an electrode. May be peeled off and attached to the substrate Z.
Therefore, for example, as in Patent Document 1, the surface of the electrode is roughened to improve the adhesion between the electrode and the film, thereby preventing the film deposited on the electrode from peeling from the electrode. ing.

しかしながら、シャワープレートに貫通穴を形成した後に、ブラスト処理を行なうと、ブラスト処理に用いられる粒体が貫通穴に目詰まりしてしまうおそれがある。また、アーク溶射によって溶射膜を形成することで粗面化する場合でも、吹き付ける溶射粒体が貫通穴に目詰まりしてしまうおそれがある。
貫通穴が目詰まりしたシャワープレートを用いて、成膜を行なうと、ガスの流量や圧力が不安定になるので、高品質な膜の形成ができず、あるいは、プラズマを生成することができず、成膜できないという問題が発生する。
However, if the blasting process is performed after the through hole is formed in the shower plate, there is a possibility that the particles used for the blasting process are clogged in the through hole. Further, even when the surface is roughened by forming a sprayed film by arc spraying, there is a possibility that the sprayed sprayed particles are clogged in the through holes.
When a film is formed using a shower plate with clogged through holes, the gas flow rate and pressure become unstable, so a high-quality film cannot be formed or plasma cannot be generated. The problem that the film cannot be formed occurs.

また、シャワープレートの表面(ガス供給面)を粗面化した後に、貫通穴を形成する場合には、粗面化された面からドリルによる穴加工を行なうと、表面の凹凸により、穴の位置がずれたり、ドリルが偏心してドリルが破損したりするおそれがある。
また、溶射膜を形成して粗面化した後に、貫通穴を形成する場合には、溶射膜と母材との界面などで溶射膜が割れる(剥離する)おそれがある。溶射膜が割れると、母材の平滑な面が露出してしまうので、成膜の際に、堆積した成膜物の剥離を抑制することができない。
In addition, when forming a through hole after roughening the surface (gas supply surface) of the shower plate, if drilling is performed from the roughened surface, the position of the hole will be There is a risk that the drill may be displaced, or the drill may be eccentric and damaged.
Moreover, when forming a through-hole after forming a thermal spray film and roughening, there exists a possibility that a thermal spray film may crack (peel) at the interface of a thermal spray film and a base material. When the sprayed film is cracked, the smooth surface of the base material is exposed, so that the deposited film cannot be prevented from peeling off during film formation.

これに対して、本発明の製造方法においては、ドリルにより穴あけ加工を行なって多数の貫通穴22cを形成した後に、プラズマ溶射処理によって、ガス供給面22aに溶射膜を形成し粗面化するので、貫通穴22cが目詰まりすることがなく、また、貫通穴22cを形成する際に、穴の位置がずれたり、ドリルが偏心して破損することもない。また、溶射膜が割れることもない。したがって、本発明の製造方法で製造したシャワープレート22を用いて成膜を行なう場合には、シャワープレート22のガス供給面22aに堆積した成膜物が剥離して、基板Zに付着することを抑制でき、また、安定して原料ガスを供給することができるので、基板Zに高品質な膜を形成することができる。   On the other hand, in the manufacturing method of the present invention, since a large number of through holes 22c are formed by drilling with a drill, a thermal spray film is formed on the gas supply surface 22a and roughened by plasma spraying. The through hole 22c is not clogged, and when the through hole 22c is formed, the position of the hole is not shifted, and the drill is not eccentric and damaged. Further, the sprayed film is not broken. Therefore, when film formation is performed using the shower plate 22 manufactured by the manufacturing method of the present invention, the film deposited on the gas supply surface 22a of the shower plate 22 peels off and adheres to the substrate Z. Since it can be suppressed and the source gas can be stably supplied, a high-quality film can be formed on the substrate Z.

原料ガス供給手段58は、プラズマCVD装置等の真空成膜装置に用いられる公知のガス供給手段であり、シャワー電極20の内部(中空部)に、原料ガスを供給する。
前述のように、シャワー電極20(シャワープレート22)のドラム30との対向面には、多数の貫通穴22cが形成されており、中空部と連通している。従って、シャワー電極20に供給された原料ガスは、貫通穴22cから、シャワー電極20とドラム30との間に導入される。
The source gas supply means 58 is a known gas supply means used in a vacuum film forming apparatus such as a plasma CVD apparatus, and supplies the source gas into the shower electrode 20 (hollow part).
As described above, a large number of through holes 22c are formed on the surface of the shower electrode 20 (shower plate 22) facing the drum 30 and communicate with the hollow portion. Therefore, the source gas supplied to the shower electrode 20 is introduced between the shower electrode 20 and the drum 30 from the through hole 22c.

高周波電源60は、シャワー電極20に、プラズマ励起電力を供給する電源である。高周波電源60も、各種のプラズマCVD装置で利用されている、公知の高周波電源が、全て利用可能である。
さらに、真空排気手段62は、プラズマCVDによるガスバリア膜の成膜のために、成膜室18内を排気して、所定の成膜圧力に保つものであり、真空成膜装置に利用されている、公知の真空排気手段である。
The high frequency power source 60 is a power source that supplies plasma excitation power to the shower electrode 20. As the high-frequency power supply 60, all known high-frequency power supplies used in various plasma CVD apparatuses can be used.
Further, the vacuum evacuation means 62 evacuates the inside of the film forming chamber 18 to maintain a predetermined film forming pressure for forming a gas barrier film by plasma CVD, and is used in a vacuum film forming apparatus. This is a known evacuation means.

なお、本発明のガス供給電極を用いる成膜装置において、CVD成膜室における成膜方法は、図示例のCCP−CVDに限定はされず、ICP(Inductively Coupled Plasma 誘導結合型プラズマ)−CVDやマイクロ波CVDなどの他のプラズマCVD、Cat(Catalytic 触媒)−CVD、熱CVD等、公知のCVDが、全て利用可能である。
また、本発明のガス供給電極を用いる成膜装置において、CVD成膜室が成膜する膜にも、特に限定はなく、CVDによって成膜可能なものが、全て、利用可能である。
In the film forming apparatus using the gas supply electrode of the present invention, the film forming method in the CVD film forming chamber is not limited to the CCP-CVD in the illustrated example, but may be ICP (Inductively Coupled Plasma) -CVD, Other known CVD such as microwave CVD, Cat (catalytic catalyst) -CVD, thermal CVD, etc. can be used.
In the film forming apparatus using the gas supply electrode of the present invention, the film formed in the CVD film forming chamber is not particularly limited, and any film that can be formed by CVD can be used.

以上、本発明のガス供給電極の製造方法について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんのことである。   As mentioned above, although the manufacturing method of the gas supply electrode of this invention was demonstrated in detail, this invention is not limited to the above-mentioned example, Even if various improvements and changes are performed in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course it is good.

以下、本発明の具体的実施例を示すことにより、本発明を、より詳細に説明する。
[実施例1]
図2に示すシャワープレート22を製造した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing specific examples of the present invention.
[Example 1]
The shower plate 22 shown in FIG. 2 was manufactured.

シャワープレート22は、アルミニウム製で、厚みは、最薄部が10mmで、最厚部が40mmとした。
<STEP1>
シャワープレート22のガス供給面22aに、超鋼性のドリルで直径0.5mmの貫通穴22cを全面的に形成した。
The shower plate 22 was made of aluminum, and the thickness was 10 mm at the thinnest part and 40 mm at the thickest part.
<STEP1>
A through hole 22c having a diameter of 0.5 mm was formed on the entire surface of the gas supply surface 22a of the shower plate 22 with a super steel drill.

<STEP2>
プラズマ溶射処理により、ガス供給面22aに溶射膜22eを形成し粗面化した。溶射材料は、アルミニウムを用いた。
<STEP2>
By plasma spraying, a sprayed film 22e was formed on the gas supply surface 22a to be roughened. Aluminum was used as the thermal spray material.

<STEP3>
溶射膜22eを形成した後、シャワープレート22の全面にプラズマ酸化処理を行なって、30μmのA1203系の酸化皮膜22dを形成した。
加工後のガス供給面22aの表面粗さを、粗さ計(東京精密製 Surfcom)にて測定したところ、中心線平均粗さは、15μmであった。
<STEP3>
After the sprayed film 22e was formed, plasma oxidation treatment was performed on the entire surface of the shower plate 22 to form a 30 μm A1203 oxide film 22d.
When the surface roughness of the gas supply surface 22a after processing was measured with a roughness meter (Surfcom, manufactured by Tokyo Seimitsu), the center line average roughness was 15 μm.

加工後に顕微鏡観察を行なって、貫通穴の状態および酸化皮膜の状態を評価した。
貫通穴
貫通穴の状態に関しては、全数の貫通穴に目詰まりがない場合を○;
半数以上の貫通穴に目詰まりが発生した場合を×; とした。
その結果、評価は○であった。
酸化皮膜
また、酸化皮膜の状態に関しては、酸化皮膜に欠陥がない場合を○;
酸化皮膜に若干の欠陥がある場合を△;
酸化皮膜に欠陥がある場合を×; とした。
その結果、評価は○であった。
Microscopic observation was performed after processing to evaluate the state of the through hole and the state of the oxide film.
Through hole Regarding the state of the through hole, the case where all the through holes are not clogged: ○;
When clogging occurred in more than half of the through-holes, ×;
As a result, the evaluation was good.
Oxide film Also, regarding the state of the oxide film, ○
△ if the oxide film has some defects
The case where there was a defect in the oxide film was indicated as x;
As a result, the evaluation was good.

次に、製造したシャワープレートを図1の成膜装置10に装着し、成膜を行なった。
基板Zは、PETフィルム(東洋紡製 コスモシャインA4300 100μm厚)を用いた。
また、原料ガスとしては、シランガス(SiH)、アンモニアガス(NH)、および、窒素ガス(N)を用いた。
また、成膜圧力は100Paとした。
また、ドラム30として、直径1000mmのドラムを用いた。
さらに、シャワー電極20に接続される高周波電源60として、周波数13.56MHzの高周波電源を用い、シャワー電極20に供給したプラズマ励起電力は2kWとした。
また、成膜する機能膜(窒化珪素膜)の膜厚は50nmとした。
このような条件の下、成膜装置10において、60分間の基板Zに機能膜の成膜を行なった。
Next, the manufactured shower plate was attached to the film forming apparatus 10 of FIG. 1 to form a film.
As the substrate Z, a PET film (Toyobo Cosmo Shine A4300 100 μm thickness) was used.
As the source gas, silane gas (SiH 4 ), ammonia gas (NH 3 ), and nitrogen gas (N 2 ) were used.
The film forming pressure was 100 Pa.
A drum having a diameter of 1000 mm was used as the drum 30.
Further, a high frequency power source having a frequency of 13.56 MHz was used as the high frequency power source 60 connected to the shower electrode 20, and the plasma excitation power supplied to the shower electrode 20 was set to 2 kW.
The film thickness of the functional film (silicon nitride film) to be formed was 50 nm.
Under such conditions, the functional film was formed on the substrate Z for 60 minutes in the film forming apparatus 10.

成膜終了後、シャワープレート22のガス供給面22aを観察し、成膜物の剥離の状態を評価した(剥離)。
成膜物が密着して剥離していない場合を○;
成膜物の剥離が発生した場合を×; とした。
その結果、評価は○であった。
また、成膜後のガス供給面22aを観察して、異常放電の発生の有無を評価した(異常放電)。
異常放電が発生した形跡が見られない場合を○;
異常放電が若干、発生した形跡が見られる場合を△;
異常放電が発生した形跡が見られる場合を×; とした。
その結果、評価は○であった。
After the film formation was completed, the gas supply surface 22a of the shower plate 22 was observed to evaluate the state of peeling of the film (peeling).
○ when the film is not adhered and peeled;
The case where peeling of the film formed occurred was indicated as x;
As a result, the evaluation was good.
Further, the gas supply surface 22a after film formation was observed to evaluate whether or not abnormal discharge occurred (abnormal discharge).
○ when there is no evidence of abnormal discharge
△ when there is a trace of abnormal discharge.
The case where a trace of abnormal discharge was observed was indicated as x;
As a result, the evaluation was good.

[実施例2]
STEP3において、アルマイト処理によって酸化皮膜を形成した以外は、全て、前記実施例1と同様にして、シャワープレートを製造した。
実施例1と同様に、ガス供給面の表面粗さを観察したところ、中心線平均粗さは15μmであった。
また、実施例1と同様に、貫通穴の状態を評価したところ、評価は「○」であった。また、酸化皮膜の状態を評価したところ、若干、欠陥が見られ評価は「△」であった。
また、実施例1と同様に、製造したシャワープレートを成膜装置に装着して、成膜を行なった。
成膜終了後、実施例1と同様に、成膜物の剥離を評価したところ、評価は「○」であった。また、異常放電を評価したところ、若干、アーク放電が発生した形跡が見られ、評価は「△」であった。
[Example 2]
In STEP 3, a shower plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that an oxide film was formed by alumite treatment.
When the surface roughness of the gas supply surface was observed in the same manner as in Example 1, the center line average roughness was 15 μm.
Moreover, when the state of the through hole was evaluated in the same manner as in Example 1, the evaluation was “◯”. Further, when the state of the oxide film was evaluated, some defects were observed, and the evaluation was “Δ”.
Further, in the same manner as in Example 1, the manufactured shower plate was attached to a film forming apparatus to form a film.
After the film formation was completed, evaluation of peeling of the film-formed product was performed in the same manner as in Example 1. The evaluation was “◯”. Further, when the abnormal discharge was evaluated, a trace of arc discharge was observed, and the evaluation was “Δ”.

[比較例1]
STEP2において、プラズマ溶射に代えて、アーク溶射処理を行なって溶射膜を形成した以外は、全て、実施例1と同様にして、シャワープレートを製造した。
実施例1と同様に、ガス供給面の表面粗さを観察したところ、中心線平均粗さは20μmであった。
また、実施例1と同様に、貫通穴の状態を評価したところ、貫通穴のほぼ全数が溶射膜により目詰まりしており、評価は「×」であった。また、酸化皮膜の状態を評価したところ、評価は「○」であった。
また、実施例1と同様に、製造したシャワープレートを成膜装置に装着して、成膜を行なったところ、ガスの流量、圧力が調整できず、プラズマを生成することができず、成膜できなかった。
[Comparative Example 1]
In STEP 2, a shower plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that arc spraying was performed instead of plasma spraying to form a sprayed film.
When the surface roughness of the gas supply surface was observed in the same manner as in Example 1, the center line average roughness was 20 μm.
Moreover, when the state of the through hole was evaluated in the same manner as in Example 1, almost all of the through holes were clogged with the sprayed film, and the evaluation was “x”. Moreover, when the state of the oxide film was evaluated, the evaluation was “◯”.
Similarly to Example 1, when the produced shower plate was attached to a film forming apparatus and film formation was performed, the gas flow rate and pressure could not be adjusted, and plasma could not be generated. could not.

[比較例2]
STEP2において、プラズマ溶射に代えて、ブラスト処理を行なって粗面化した以外は、全て、実施例1と同様にして、シャワープレートを製造した。ブラスト処理は、粒体として#80のアルミナビーズを用いて、粒体を6kgf/cmの圧縮空気で噴きつけて行なった。
実施例1と同様に、ガス供給面の表面粗さを観察したところ、中心線平均粗さは10μmであった。
また、実施例1と同様に、貫通穴の状態を評価したところ、貫通穴の約半数にアルミナビーズが目詰まりしており、評価は「×」であった。また、酸化皮膜の状態を評価したところ、評価は「○」であった。
また、実施例1と同様に、製造したシャワープレートを成膜装置に装着して、成膜を行なったところ、ガスの流量、圧力が調整できず、プラズマを生成することができず、成膜できなかった。
[Comparative Example 2]
In STEP 2, a shower plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that instead of plasma spraying, the surface was roughened by blasting. The blast treatment was performed by using # 80 alumina beads as the granules and spraying the granules with 6 kgf / cm 2 of compressed air.
Similar to Example 1, when the surface roughness of the gas supply surface was observed, the center line average roughness was 10 μm.
Further, as in Example 1, when the state of the through hole was evaluated, about half of the through holes were clogged with alumina beads, and the evaluation was “x”. Moreover, when the state of the oxide film was evaluated, the evaluation was “◯”.
Similarly to Example 1, when the produced shower plate was attached to a film forming apparatus and film formation was performed, the gas flow rate and pressure could not be adjusted, and plasma could not be generated. could not.

[比較例3]
STEP1の溶射膜の形成(粗面化)を行なわない以外は、全て、実施例1と同様にして、シャワープレートを製造した。
実施例1と同様に、ガス供給面の表面粗さを観察したところ、中心線平均粗さは2μmであった。
また、実施例1と同様に、貫通穴の状態を評価したところ、評価は「○」であった。また、酸化皮膜の状態を評価したところ、評価は「○」であった。
また、実施例1と同様に、製造したシャワープレートを成膜装置に装着して、成膜を行なった。
成膜終了後、実施例1と同様に、剥離を評価したところ、成膜物の剥離が見られ、評価は「×」であった。また、異常放電を評価したところ、評価は「○」であった。
評価結果を、下記表1に示す。
[Comparative Example 3]
A shower plate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the sprayed film of STEP 1 was not formed (roughened).
Similarly to Example 1, when the surface roughness of the gas supply surface was observed, the center line average roughness was 2 μm.
Moreover, when the state of the through hole was evaluated in the same manner as in Example 1, the evaluation was “◯”. Moreover, when the state of the oxide film was evaluated, the evaluation was “◯”.
Further, in the same manner as in Example 1, the manufactured shower plate was attached to a film forming apparatus to form a film.
After the film formation was completed, the peel was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the film was peeled off, and the evaluation was “x”. Moreover, when abnormal discharge was evaluated, evaluation was "(circle)".
The evaluation results are shown in Table 1 below.

Figure 2011228329
Figure 2011228329

上記表1に示されるように、穴加工を行なった後、プラズマ溶射により溶射膜を形成するという本発明の実施例1および2は、いずれも、堆積した成膜物の剥離がなかった。
また、酸化皮膜をプラズマ酸化処理によって形成することで、欠陥のない均一な酸化皮膜を形成することができ、異常放電の発生を防止できた。
As shown in Table 1 above, in Examples 1 and 2 of the present invention in which a sprayed film was formed by plasma spraying after drilling, there was no peeling of the deposited film.
Further, by forming the oxide film by plasma oxidation treatment, a uniform oxide film having no defects can be formed, and abnormal discharge can be prevented.

これに対して、アーク溶射により溶射膜を形成する比較例1、および、ブラスト処理により粗面化を行なう比較例2では、貫通穴に目詰まりが発生し、成膜を行なうことができなかった。また、粗面化を行なわない比較例3では、成膜の際に、堆積した成膜物が剥離していた。
以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the sprayed film is formed by arc spraying and in Comparative Example 2 in which the surface is roughened by blasting, clogging occurs in the through hole, and film formation cannot be performed. . In Comparative Example 3 in which no roughening was performed, the deposited film was peeled off during film formation.
From the above results, the effect of the present invention is clear.

10 成膜装置
12 真空チャンバ
12a 内壁面
14 巻出し室
18 成膜室
20 シャワー電極
22 シャワープレート
22a ガス供給面
22c 貫通穴
22d 酸化皮膜
22e 溶射膜
24 ベース
30 ドラム
32 基板ロール
34 巻取り軸
36 隔壁
40 ガイドローラ
42 回転軸
46、62 真空排気手段
58 原料ガス供給手段
60 高周波電源
Z 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Film-forming apparatus 12 Vacuum chamber 12a Inner wall surface 14 Unwinding room 18 Film-forming room 20 Shower electrode 22 Shower plate 22a Gas supply surface 22c Through-hole 22d Oxide film 22e Thermal spray film 24 Base 30 Drum 32 Substrate roll 34 Winding shaft 36 Partition 40 Guide roller 42 Rotating shaft 46, 62 Vacuum exhaust means 58 Raw material gas supply means 60 High frequency power supply Z substrate

Claims (11)

プラズマCVD装置に用いる、複数の貫通穴を有するガス供給電極の製造方法であって、
穴あけ加工を行なって、前記複数の貫通穴を形成する穴加工工程と、
前記穴加工工程の後に、プラズマの生成領域に対面する側の供給面に、プラズマ溶射処理によって、溶射膜を形成する溶射工程とを有することを特徴とするガス供給電極の製造方法。
A method for producing a gas supply electrode having a plurality of through holes used in a plasma CVD apparatus,
Performing a hole drilling process to form the plurality of through holes; and
A method for producing a gas supply electrode, comprising: a spraying step of forming a sprayed film on a supply surface facing a plasma generation region by a plasma spraying process after the hole forming step.
前記溶射工程の後に、少なくとも前記供給面および前記貫通穴の表面に酸化皮膜を形成する皮膜形成工程を有する請求項1に記載のガス供給電極の製造方法。   The method for producing a gas supply electrode according to claim 1, further comprising a film forming step of forming an oxide film on at least the supply surface and the surface of the through hole after the spraying step. 前記皮膜形成工程がプラズマ酸化処理を行なって酸化皮膜を形成するものである請求項2に記載のガス供給電極の製造方法。   The method for producing a gas supply electrode according to claim 2, wherein the film forming step performs plasma oxidation to form an oxide film. 前記溶射膜がアルミニウム、アルミニウム合金、チタン、マグネシウム、ステンレスのいずれかからなる金属溶射膜である請求項1〜3のいずれかに記載のガス供給電極の製造方法。   The method for producing a gas supply electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the sprayed film is a metal sprayed film made of aluminum, aluminum alloy, titanium, magnesium, or stainless steel. 前記溶射膜がアルミナセラミクス溶射膜である請求項1〜3のいずれかに記載のガス供給電極の製造方法。   The method for manufacturing a gas supply electrode according to claim 1, wherein the sprayed film is an alumina ceramic sprayed film. 前記供給面の中心線平均粗さが5μm以上である請求項1〜5のいずれかに記載のガス供給電極の製造方法。   The method for producing a gas supply electrode according to any one of claims 1 to 5, wherein a center line average roughness of the supply surface is 5 µm or more. 前記供給面の中心線平均粗さが10〜30μmである請求項6に記載のガス供給電極の製造方法。   The method for producing a gas supply electrode according to claim 6, wherein a center line average roughness of the supply surface is 10 to 30 μm. ガス供給電極の母材がアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、チタンのいずれかからなる請求項1〜7のいずれかに記載のガス供給電極の製造方法。   The method for producing a gas supply electrode according to any one of claims 1 to 7, wherein a base material of the gas supply electrode is made of any one of aluminum, an aluminum alloy, magnesium, and titanium. 前記貫通穴の穴径が0.7mm以下である請求項1〜8のいずれかに記載のガス供給電極の製造方法。   The method for manufacturing a gas supply electrode according to claim 1, wherein a diameter of the through hole is 0.7 mm or less. 前記プラズマCVD装置が、長尺な基板を長手方向に搬送しつつ、プラズマCVDによって、前記基板に成膜を行なうものである請求項1〜9のいずれかに記載のガス供給電極の製造方法。   The method for producing a gas supply electrode according to claim 1, wherein the plasma CVD apparatus forms a film on the substrate by plasma CVD while conveying a long substrate in the longitudinal direction. 前記プラズマCVD装置が、前記基板を円筒状のドラムの周面の所定領域に巻き掛けて搬送しつつ成膜を行なうものである請求項10に記載のガス供給電極の製造方法。   The method of manufacturing a gas supply electrode according to claim 10, wherein the plasma CVD apparatus performs film formation while the substrate is wound around a predetermined area of a circumferential surface of a cylindrical drum and conveyed.
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