JP4646609B2 - Plasma CVD equipment - Google Patents

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Description

本発明は、プラスチックやメタルホイール等のフレキシブル基板にプラズマCVD(化学的気相成長)法により成膜を行うプラズマCVD装置に関するものである。   The present invention relates to a plasma CVD apparatus for forming a film on a flexible substrate such as a plastic or metal wheel by a plasma CVD (chemical vapor deposition) method.

一般に、LSI、液晶ディスプレイ、及び有機EL用薄膜トランジスタ等の半導体デバイスにおいて半導体膜や絶縁体膜を成膜する場合には、断面図である図11に示すような平行平面型のプラズマCVD装置100が使用される(例えば、特許文献1等参照)。   In general, when a semiconductor film or an insulator film is formed in a semiconductor device such as an LSI, a liquid crystal display, and an organic EL thin film transistor, a parallel plane type plasma CVD apparatus 100 as shown in FIG. Used (see, for example, Patent Document 1).

上記平行平面型のプラズマCVD装置100は、真空容器である反応室105と、反応室105の内部に設けられ、互いに電気的に絶縁された状態で対向配置された一対の電極102a,102bとを備えている。   The parallel plane type plasma CVD apparatus 100 includes a reaction chamber 105 that is a vacuum vessel, and a pair of electrodes 102a and 102b that are provided inside the reaction chamber 105 and are opposed to each other while being electrically insulated from each other. I have.

上記一対の電極102a,102bは、電圧(電気的エネルギー)が印加される側の電極であるカソード電極102aと、接地電位にある電極であるアノード電極102bとにより構成されている。そして、カソード電極102a及びアノード電極102bは、それぞれ導電板により形成され、互いに平行に配置されている。   The pair of electrodes 102a and 102b includes a cathode electrode 102a that is an electrode to which a voltage (electrical energy) is applied and an anode electrode 102b that is an electrode at a ground potential. The cathode electrode 102a and the anode electrode 102b are each formed of a conductive plate and arranged in parallel to each other.

上記アノード電極102bは、図11に示すように、例えば反応室105内の底壁面に固定された基板ホルダ109の上に設けられている。基板ホルダ109(又はアノード電極102b)には、抵抗ヒータ121が設けられている。基板ホルダ109の上には、アノード電極102bを介して成膜処理の対象である被処理基板104が装着されている。被処理基板104は、例えばシリコンやガラスにより構成されている。こうして、被処理基板104は、抵抗ヒーター121により加熱されたアノード電極102bの上に装着されることにより昇温されると共に、その温度がコントローラされるようになっている。   As shown in FIG. 11, the anode electrode 102 b is provided on a substrate holder 109 fixed to the bottom wall surface in the reaction chamber 105, for example. A resistance heater 121 is provided on the substrate holder 109 (or the anode electrode 102b). On the substrate holder 109, the substrate to be processed 104, which is a target for film formation, is mounted via the anode electrode 102b. The substrate to be processed 104 is made of, for example, silicon or glass. Thus, the substrate 104 to be processed is heated by being mounted on the anode electrode 102b heated by the resistance heater 121, and the temperature is controlled.

一方、上記カソード電極102aは、シャワープレートとも称され、板状の誘電体部117及びチャンバ状のガス滞留部107を介して反応室105内の上壁面に固定されている。カソード電極102aとアノード電極102bとの隙間は、数十mm程度に規定されている。   On the other hand, the cathode electrode 102 a is also referred to as a shower plate, and is fixed to the upper wall surface in the reaction chamber 105 through a plate-like dielectric portion 117 and a chamber-like gas retention portion 107. The gap between the cathode electrode 102a and the anode electrode 102b is defined to be about several tens of mm.

ガス滞留部107には、反応室105の外部に設けられたガス供給部113が接続されている。また、カソード電極102a及び誘電体部117には、材料ガスを反応室105内に導入するための複数のガス導入口106が、上下に貫通して形成されている。ガス導入口106は、カソード電極102aの全体に均一に分散して形成され、その内径は、0.5mm程度に形成されている。こうして、ガス供給部113から供給されるガスは、ガス滞留部107及びガス導入口106を介して、カソード電極102aとアノード電極102bとの間の空間領域へ導入されるようになっている。さらに、反応室105には、ガス排出部110が接続されており、プラズマ処理後のガスを反応室105の外部へ排気するようになっている。   A gas supply unit 113 provided outside the reaction chamber 105 is connected to the gas retention unit 107. In addition, a plurality of gas inlets 106 for introducing a material gas into the reaction chamber 105 are formed in the cathode electrode 102a and the dielectric part 117 so as to penetrate vertically. The gas inlets 106 are uniformly dispersed throughout the cathode electrode 102a and have an inner diameter of about 0.5 mm. Thus, the gas supplied from the gas supply unit 113 is introduced into the space region between the cathode electrode 102a and the anode electrode 102b through the gas retention unit 107 and the gas introduction port 106. Further, a gas discharge unit 110 is connected to the reaction chamber 105, and the gas after the plasma treatment is exhausted to the outside of the reaction chamber 105.

また、上記カソード電極102aは、ブロッキングコンデンサ122を介して高周波電源101に接続される一方、アノード電極102bは、接地電位に接続されている。高周波電源101は、例えば13.56MHz又は27.12MHzのRF(Radio Frequency)高周波電圧を発生するように構成されている。そして、カソード電極102a及びアノード電極102bの間に高周波電圧を印加することにより、カソード電極102aとアノード電極102bとの間の空間領域に電界を発生させ、これら各電極102a,102b間の絶縁破壊現象によりグロー放電現象であるプラズマを生成するようになっている。   The cathode electrode 102a is connected to the high frequency power supply 101 via the blocking capacitor 122, while the anode electrode 102b is connected to the ground potential. The high frequency power supply 101 is configured to generate an RF (Radio Frequency) high frequency voltage of 13.56 MHz or 27.12 MHz, for example. Then, by applying a high frequency voltage between the cathode electrode 102a and the anode electrode 102b, an electric field is generated in a spatial region between the cathode electrode 102a and the anode electrode 102b, and a dielectric breakdown phenomenon between these electrodes 102a and 102b. As a result, plasma, which is a glow discharge phenomenon, is generated.

以上の構成により、プラズマCVD装置100では、反応室105内に形成されたプラズマ領域111に材料ガスを導入することにより、上記プラズマ領域111で材料ガスが分解・解離してラジカルが生成される。プラズマ領域111で生成されたラジカルは、被処理基板104まで拡散し、被処理基板104の表面に堆積することによって例えば半導体膜や絶縁膜等が成膜される。   With the above configuration, in the plasma CVD apparatus 100, by introducing a material gas into the plasma region 111 formed in the reaction chamber 105, the material gas is decomposed and dissociated in the plasma region 111 to generate radicals. The radicals generated in the plasma region 111 are diffused to the substrate to be processed 104 and deposited on the surface of the substrate to be processed 104 to form, for example, a semiconductor film or an insulating film.

ところで、近年のデバイス分野においては、シリコン基板やガラス基板等の硬い基板ではなく、プラスチックやメタルホイール等の軽くて柔らかいフレキシブル基板を用いたデバイスも注目されている。フレキシブル基板を連続的に搬送して成膜する方式として、ローラツウローラ方式が知られている。ローラツウローラ方式では、フレキシブル基板は、巻き出しローラから巻き出されて成膜処理された後に、巻き取りローラに巻き取られる。このように、ローラツウローラ方式は、基板を高速で搬送しながら連続して成膜処理できるため、枚葉方式に比べてデバイスの製造コストを低減できるという大きなメリットがある。そこで、ローラツウローラ搬送方式を利用した真空蒸着装置やスパッタ装置等が既に開発されている(例えば、特許文献2等参照)。   By the way, in the recent device field, not only a hard substrate such as a silicon substrate and a glass substrate but also a device using a light and soft flexible substrate such as a plastic or a metal wheel has been attracting attention. A roller-to-roller method is known as a method for continuously carrying a flexible substrate to form a film. In the roller-to-roller system, the flexible substrate is unwound from the unwinding roller, subjected to film formation, and then wound onto the winding roller. As described above, the roller-to-roller method has a great merit that the manufacturing cost of the device can be reduced as compared with the single wafer method because the film forming process can be continuously performed while the substrate is conveyed at a high speed. Therefore, a vacuum deposition apparatus, a sputtering apparatus, etc. using a roller-to-roller conveyance system have already been developed (see, for example, Patent Document 2).

また、上記従来の平行平面型のプラズマCVD装置に対し、ローラツウローラ搬送方式を適用することも知られている(例えば、特許文献3等参照)。   It is also known to apply a roller-to-roller conveyance system to the conventional parallel plane type plasma CVD apparatus (see, for example, Patent Document 3).

ところが、プラズマCVD装置は、デバイスにおいて最も重要である半導体膜や絶縁体膜を成膜する場合に用いられる。さらに、プラズマCVD装置の成膜パラメータは非常に重要かつ敏感であると共に、成膜パラメータの微小な変化が、成膜された薄膜の膜質や、さらには製造後のデバイス特性にまで大きな変化を与えてしまうという特質を有している。   However, the plasma CVD apparatus is used when a semiconductor film or an insulator film, which is most important in a device, is formed. Furthermore, the film formation parameters of plasma CVD equipment are very important and sensitive, and minute changes in film formation parameters greatly affect the film quality of the formed thin film and even the device characteristics after manufacturing. It has the characteristic that it ends up.

例えば、図11で示した従来の平行平面型プラズマCVD装置に対し、平面カソード電極と平面アノード電極との距離の微小変化と、窒化シリコン膜(SiNx)を成膜した場合の膜応力との関係を図12に示す。   For example, with respect to the conventional parallel planar plasma CVD apparatus shown in FIG. 11, the relationship between the minute change in the distance between the planar cathode electrode and the planar anode electrode and the film stress when a silicon nitride film (SiNx) is formed. Is shown in FIG.

ここで、膜応力とは薄膜の定量的な特性の1つであり、成膜時に蓄積された応力が成膜された基板を歪ませる性質を有している。膜応力が正である場合には、引っ張り応力を有する薄膜であることを意味し、膜応力が負である場合には、圧縮応力を有する薄膜であることを意味する。例えば、窒化シリコン膜では、この膜応力の値が大き過ぎると、成膜された薄膜内の欠陥が多く含まれたり、成膜された薄膜が基板から剥れてしまうという現象が生じることが一般的に知られている。   Here, the film stress is one of the quantitative characteristics of the thin film, and has a property of distorting the substrate on which the stress accumulated during film formation is formed. When the film stress is positive, it means a thin film having a tensile stress, and when the film stress is negative, it means a thin film having a compressive stress. For example, in the case of a silicon nitride film, if the value of the film stress is too large, a phenomenon in which many defects in the formed thin film are included or the formed thin film is peeled off from the substrate generally occurs. Known.

図12から分かるように、膜応力は、電極間距離が数mm異なるだけで、数百MPa程度も大きく変化してしまう。例えば、成膜された薄膜は、電極間距離を数mm変化させるだけで、圧縮応力を有する特性から引っ張り応力を有する特性へと全く異なる特性に変化する。その結果、膜応力に大きなばらつきが生じるため、デバイス特性や生産性に大きな悪影響が生じてしまう。   As can be seen from FIG. 12, the film stress varies greatly by several hundred MPa even when the distance between the electrodes is different by several mm. For example, the formed thin film changes from a characteristic having a compressive stress to a characteristic having a tensile stress by completely changing the distance between the electrodes by several mm. As a result, the film stress varies greatly, and the device characteristics and productivity are greatly adversely affected.

そこで、上記従来のプラズマCVD装置では、電極間隔を含めた成膜パラメータをなるべく変化させないために、互いに平行に水平配置された平面カソード電極及び平面アノード電極に対し、フレキシブル基板を、ローラで支持すると共に横から水平方向に挿入した状態で成膜するようにしている。
特開平5−166728号公報 特開2000−313953号公報 特開平4−299823号公報
Therefore, in the conventional plasma CVD apparatus, the flexible substrate is supported by a roller with respect to the planar cathode electrode and the planar anode electrode that are horizontally arranged in parallel to each other in order to prevent the film forming parameters including the electrode interval from changing as much as possible. At the same time, the film is formed while being inserted horizontally from the side.
JP-A-5-166728 JP 2000-313953 A JP-A-4-299823

しかし、プラスチック基板等のフレキシブル基板は、一般に基板がシリコンやガラスに比べて熱膨張係数が高く且つヤング率が低いという特徴を有している。さらに、プラズマCVD装置による成膜処理は、他の真空蒸着装置やスパッタ装置による成膜処理に比べて処理温度(つまり、基板温度)が高いという特徴を有している。したがって、上記従来のような平行平面型のプラズマCVD装置によってフレキシブル基板を成膜すると、温度上昇時に伴う基板のうねりや反りが生じることが避けられず、基板を完全にアノード電極に密着させて保持することはできない。すなわち、成膜温度や反応ガスの流れ等の成膜パラメータに大きなばらつきが生じるため、均質に成膜を行うことは極めて難しい。   However, a flexible substrate such as a plastic substrate is generally characterized in that the substrate has a higher coefficient of thermal expansion and a lower Young's modulus than silicon or glass. Furthermore, the film forming process using the plasma CVD apparatus has a feature that the processing temperature (that is, the substrate temperature) is higher than the film forming process using other vacuum vapor deposition apparatuses or sputtering apparatuses. Therefore, when a flexible substrate is formed by a parallel plane plasma CVD apparatus as described above, it is inevitable that the substrate swells or warps when the temperature rises, and the substrate is held in close contact with the anode electrode. I can't do it. That is, since film formation parameters such as film formation temperature and reaction gas flow vary greatly, it is extremely difficult to perform film formation uniformly.

これに対し、上記基板のうねりや反りを強制的に抑制しようとすると、基板をアノード電極に抑え付けるための機構が別途必要になってしまうという問題も生じる。   On the other hand, if the undulation or warpage of the substrate is forcibly suppressed, another problem arises that a mechanism for suppressing the substrate to the anode electrode is required.

加えて、上記従来の平行平面型プラズマCVD装置では、成膜レートの低い膜を成膜する場合、所定の膜厚に成膜するためには、平面アノード電極及び平面カソード電極を基板搬送方向に長く延ばす必要がある。また、例えば液晶ディスプレイ用等の薄膜トランジスタにおける窒化シリコン膜、アモルファスシリコン膜、及びn型アモルファスシリコン膜の3層膜のような多層膜を連続して成膜する場合にも、平面アノード電極及び平面カソード電極を基板搬送方向に長く延ばす必要があると共に、成膜する膜の種類毎に設けた反応室を基板搬送方向に並べて設置しなければならない。   In addition, in the conventional parallel plane plasma CVD apparatus, when a film having a low film formation rate is formed, in order to form a film with a predetermined film thickness, the planar anode electrode and the planar cathode electrode are arranged in the substrate transport direction. It needs to be extended for a long time. Further, when a multilayer film such as a silicon nitride film, an amorphous silicon film, and a three-layer film of an n-type amorphous silicon film in a thin film transistor for a liquid crystal display or the like is continuously formed, the planar anode electrode and the planar cathode are also formed. It is necessary to extend the electrode long in the substrate transport direction, and the reaction chamber provided for each type of film to be deposited must be arranged side by side in the substrate transport direction.

すなわち、同時に成膜できる面積を拡大しようとすると、プラズマCVD装置の配置スペース(いわゆるフットプリント)が非常に長大になってしまうため、工場等にプラズマCVD装置を導入するに際して配置態様に制限が生じたり、導入場所の確保のために余分なコストが必要になってしまうという問題が生じる。   In other words, if the area where the film can be simultaneously formed is increased, the arrangement space (so-called footprint) of the plasma CVD apparatus becomes very long, so that the arrangement mode is limited when introducing the plasma CVD apparatus into a factory or the like. In addition, there arises a problem that an extra cost is required to secure an introduction place.

また、フレキシブル基板に多層膜を連続して成膜する場合には、隣接する反応室からの異種ガスのコンタミネーションを抑制するために、隣接する反応室同士の間に基板が通過する非常に狭い隙間を設けることも考えられるが、上述のように、フレキシブル基板には反りやうねりが発生するので、このフレキシブル基板を通過させようとすると、上記隙間を十分に狭くすることができない。そのため、上記従来の平行平面型プラズマCVD装置によりフレキシブル基板に多層膜を連続して成膜することは難しく、実際には、各反応室の間を完全に遮断分離して、ローラツウローラ方式ではなく、枚葉方式により基板を搬送して成膜を行わざるを得なかった。   In addition, when a multilayer film is continuously formed on a flexible substrate, in order to suppress contamination of different gases from adjacent reaction chambers, the substrate passes between the adjacent reaction chambers very narrowly. Although it is conceivable to provide a gap, as described above, warping and undulation occur in the flexible substrate. Therefore, if the flexible substrate is allowed to pass, the gap cannot be sufficiently narrowed. Therefore, it is difficult to continuously form a multilayer film on a flexible substrate using the conventional parallel plane plasma CVD apparatus. In fact, the reaction chambers are completely separated from each other by the roller-to-roller system. In other words, the substrate was transported by a single wafer method to form a film.

本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的とするところは、フレキシブル基板に成膜を行うプラズマCVD装置について、成膜パラメータを均一に維持して膜質を高めると共に、装置の設置面積を低減することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and the main object of the present invention is to improve the film quality by maintaining uniform film formation parameters for a plasma CVD apparatus for forming a film on a flexible substrate, The object is to reduce the installation area of the apparatus.

上記の目的を達成するために、本発明に係るプラズマCVD装置は、反応室と、上記反応室の内部に反応ガスを導入するガス導入部と、上記反応室の内部に設けられ、互いの間でプラズマ放電を発生させる第1電極及び第2電極と、上記第1電極と上記第2電極との間でフレキシブル基板を搬送する搬送機構とを備え、上記フレキシブル基板にプラズマCVD処理を施すプラズマCVD装置であって、上記第1電極は湾曲した第1放電面を有する一方、上記第2電極は上記第1放電面に沿って湾曲した第2放電面を有し、上記第1電極と上記第2電極との距離を調節する電極間距離調節機構と、上記電極間距離調節機構により調節された上記第1電極と第2電極との距離に基づいて、上記第1放電面又は第2放電面の曲率を調整する曲率調整機構とを備えている。   In order to achieve the above object, a plasma CVD apparatus according to the present invention is provided between a reaction chamber, a gas introduction part for introducing a reaction gas into the reaction chamber, and the reaction chamber. Plasma CVD for providing a plasma CVD process to the flexible substrate, comprising: a first electrode and a second electrode for generating a plasma discharge in the step; and a transport mechanism for transporting the flexible substrate between the first electrode and the second electrode. The apparatus, wherein the first electrode has a curved first discharge surface, while the second electrode has a second discharge surface curved along the first discharge surface, the first electrode and the first electrode An interelectrode distance adjusting mechanism that adjusts the distance between the two electrodes, and the first discharge surface or the second discharge surface based on the distance between the first electrode and the second electrode adjusted by the interelectrode distance adjusting mechanism. Curvature adjustment to adjust the curvature of And a structure.

上記搬送機構は、上記第1電極を有し、上記フレキシブル基板を該第1電極の第1放電面に巻き付けた状態で搬送するように構成されていることが好ましい。   The transport mechanism preferably includes the first electrode and is configured to transport the flexible substrate while being wound around the first discharge surface of the first electrode.

上記曲率調整機構は、圧電素子により構成されていることが好ましい。   The curvature adjusting mechanism is preferably constituted by a piezoelectric element.

上記第1電極の第1放電面は凸面状に形成される一方、上記第2電極の第2放電面は凹面状に形成されていてもよい The first discharge surface of the first electrode may be formed in a convex shape, while the second discharge surface of the second electrode may be formed in a concave shape .

上記反応室には、プラズマCVD処理されたフレキシブル基板を冷却する冷却機構が設けられていてもよい。   The reaction chamber may be provided with a cooling mechanism for cooling the flexible substrate subjected to the plasma CVD process.

上記冷却機構は、上記搬送機構の一部を構成する冷却ローラを有していてもよい。   The cooling mechanism may include a cooling roller that constitutes a part of the transport mechanism.

上記冷却ローラは、上記フレキシブル基板におけるプラズマCVD処理が施されない側の裏面を支持するように構成されていることが好ましい。   The cooling roller is preferably configured to support the back surface of the flexible substrate on which the plasma CVD process is not performed.

上記反応室には、プラズマCVD処理されるフレキシブル基板を加熱する加熱機構が設けられていてもよい。   The reaction chamber may be provided with a heating mechanism for heating a flexible substrate to be plasma CVD processed.

上記加熱機構は、上記搬送機構の一部を構成する加熱ローラを有していてもよい。   The heating mechanism may include a heating roller that constitutes a part of the transport mechanism.

上記加熱ローラは、上記フレキシブル基板におけるプラズマCVD処理が施されない側の裏面を支持することが好ましい。   The heating roller preferably supports the back surface of the flexible substrate on which the plasma CVD process is not performed.

上記搬送機構は、上記フレキシブル基板を巻き出す巻き出しローラと、該巻き出しローラから巻き出されたフレキシブル基板を加熱して搬送する加熱ローラと、プラズマCVD処理が施されたフレキシブル基板を冷却して搬送する冷却ローラと、該冷却ローラにより冷却されたフレキシブル基板を巻き取る巻き取りローラとを備え、上記巻き出しローラ、上記加熱ローラ、上記冷却ローラ、及び上記巻き取りローラは、各回転軸が平行となるように配置され、上記巻き出しローラは、上記加熱ローラよりも上記冷却ローラ側に配置され、上記巻き取りローラは、上記冷却ローラよりも上記加熱ローラ側に配置されているようにしてもよい。   The transport mechanism cools the unwinding roller for unwinding the flexible substrate, the heating roller for heating and transporting the flexible substrate unwound from the unwinding roller, and the flexible substrate subjected to plasma CVD processing. A cooling roller to be transported, and a take-up roller for taking up the flexible substrate cooled by the cooling roller. The take-out roller, the heating roller, the cooling roller, and the take-up roller have parallel rotation axes. The unwinding roller is disposed closer to the cooling roller than the heating roller, and the winding roller is disposed closer to the heating roller than the cooling roller. Good.

上記巻き出しローラ及び上記巻き取りローラは、上下に段違いに配置されていることが好ましい。   It is preferable that the unwinding roller and the take-up roller are arranged stepwise up and down.

上記第2電極は、上記第1電極の第1放電面に沿って複数設けられていてもよい。   A plurality of the second electrodes may be provided along the first discharge surface of the first electrode.

上記各第2電極と上記第1電極との間に形成されると共にプラズマCVD処理が行われる各処理空間は、上記第1電極の第1放電面に対し所定の隙間を設けた状態で配置された仕切部材により仕切られており、上記仕切部材は、上記第1放電面に沿って湾曲する湾曲面を有していることが好ましい。   Each processing space that is formed between each second electrode and the first electrode and in which plasma CVD processing is performed is arranged with a predetermined gap with respect to the first discharge surface of the first electrode. It is preferable that the partition member has a curved surface that curves along the first discharge surface.

上記第1電極はアノード電極である一方、上記第2電極はカソード電極であることが好ましい。   Preferably, the first electrode is an anode electrode, while the second electrode is a cathode electrode.

−作用−
次に、本発明の作用について説明する。
-Action-
Next, the operation of the present invention will be described.

フレキシブル基板にプラズマCVD処理を施す場合には、ガス導入部から反応室の内部に反応ガスを導入すると共に、第1電極の第1放電面と、第2電極の第2放電面との間でプラズマ放電を発生させる。この状態で、フレキシブル基板を搬送機構によりカソード電極とアノード電極との間で搬送する。このとき、フレキシブル基板は、第1電極の第1放電面に巻き付けられた状態で搬送される、このことにより、フレキシブル基板は、第1電極と第2電極との間で連続して搬送されつつ、プラズマCVD処理が施される。   When plasma CVD processing is performed on a flexible substrate, a reaction gas is introduced into the reaction chamber from the gas introduction portion, and between the first discharge surface of the first electrode and the second discharge surface of the second electrode. A plasma discharge is generated. In this state, the flexible substrate is transported between the cathode electrode and the anode electrode by the transport mechanism. At this time, the flexible substrate is conveyed while being wound around the first discharge surface of the first electrode, whereby the flexible substrate is continuously conveyed between the first electrode and the second electrode. A plasma CVD process is performed.

さらに、第1放電面及び第2放電面がそれぞれ湾曲して形成されると共に、第2放電面が第1放電面に沿って形成されているため、第1電極と第2電極との距離を一定に維持することが可能となる。さらに、第1放電面は、湾曲しているために、フレキシブル基板を密着した状態で巻き付けることが可能となる。つまり、温度上昇に伴うフレキシブル基板のうねりや反りが防止される。その結果、成膜パラメータが一定に維持されるため、成膜された膜の質を高めて均一化することが可能となる。   Furthermore, since the first discharge surface and the second discharge surface are respectively formed to be curved and the second discharge surface is formed along the first discharge surface, the distance between the first electrode and the second electrode is increased. It can be kept constant. Furthermore, since the first discharge surface is curved, the flexible substrate can be wound in a close contact state. That is, the undulation and warping of the flexible substrate accompanying the temperature rise are prevented. As a result, since the deposition parameters are maintained constant, the quality of the deposited film can be improved and uniformized.

さらに、湾曲する第1放電面及び第2放電面を、互いに対向した状態で延長すれば、同時に成膜できる面積を増大させることが可能となる。したがって、従来の平行平面型のプラズマCVD装置のように、装置全体が水平方向に長くならないため、装置の設置面積を低減させることが可能となる。   Furthermore, if the curved first discharge surface and the second discharge surface are extended in a state of being opposed to each other, it is possible to increase the area where the film can be formed simultaneously. Therefore, unlike the conventional parallel plane type plasma CVD apparatus, the entire apparatus does not become long in the horizontal direction, so that the installation area of the apparatus can be reduced.

ところで、従来の平行平面型のプラズマCVD装置では、固定して設置されている平面電極の上をフレキシブル基板が高速で移動するために、その基板に静電気が発生したり、基板表面に傷が生じることが避けられない。これに対し、本発明では、フレキシブル基板は、搬送機構を構成する第1電極の第1放電面に巻き付けられた状態で搬送されるため、基板に生じる静電気や傷の発生が抑制される。   By the way, in the conventional parallel plane type plasma CVD apparatus, since the flexible substrate moves at high speed on the flat electrode fixedly installed, static electricity is generated on the substrate or the substrate surface is damaged. Inevitable. On the other hand, in this invention, since a flexible substrate is conveyed in the state wound around the 1st discharge surface of the 1st electrode which comprises a conveyance mechanism, generation | occurrence | production of the static electricity and damage which arise on a board | substrate are suppressed.

さらに、電極間距離調節機構を有するため、成膜する膜の特性に応じて、第1電極と第2電極との距離を調整することが可能となる。さらにこのとき、曲率調整機構により、第1放電面又は第2放電面の曲率が調整されるため、第1放電面と第2放電面との間隔は一定に維持される Further, since the inter-electrode distance adjusting mechanism is provided, the distance between the first electrode and the second electrode can be adjusted according to the characteristics of the film to be formed. Further, at this time, since the curvature of the first discharge surface or the second discharge surface is adjusted by the curvature adjusting mechanism, the distance between the first discharge surface and the second discharge surface is kept constant .

また、反応室に加熱機構及び冷却機構が設けられていると、加熱機構により高温に過熱されたフレキシブル基板は、第1電極と第2電極との間で状態でプラズマCVD処理が施された後に、冷却機構により冷却される。加熱機構が搬送機構の一部を構成する加熱ローラを有する一方、冷却機構が搬送機構の一部を構成する冷却ローラを有する場合には、加熱ローラ及び冷却ローラがフレキシブル基板の裏面を支持することが好ましい。このことにより、プラズマCVD処理が施された表面が、ローラによって傷つくのを防止できる。   In addition, when the reaction chamber is provided with a heating mechanism and a cooling mechanism, the flexible substrate heated to a high temperature by the heating mechanism is subjected to a plasma CVD process in a state between the first electrode and the second electrode. Cooled by the cooling mechanism. When the heating mechanism has a heating roller that forms part of the transport mechanism, and the cooling mechanism has a cooling roller that forms part of the transport mechanism, the heating roller and the cooling roller support the back surface of the flexible substrate. Is preferred. This can prevent the surface subjected to the plasma CVD process from being damaged by the roller.

上記搬送機構が、巻き出しローラ、加熱ローラ、冷却ローラ、及び巻き取りローラを有し、上記巻き出しローラを上記加熱ローラよりも上記冷却ローラ側に配置すると共に、上記巻き取りローラを上記冷却ローラよりも上記加熱ローラ側に配置することにより、上記フレキシブル基板の裏面を加熱ローラ及び冷却ローラにより支持する構成とすることができる。さらに、上記巻き出しローラ及び巻き取りローラを上下に段違いに配置することにより、装置の水平方向の幅を小さくすることが可能となる。   The transport mechanism includes a winding roller, a heating roller, a cooling roller, and a winding roller, and the winding roller is disposed closer to the cooling roller than the heating roller, and the winding roller is the cooling roller. Further, by disposing on the heating roller side, the back surface of the flexible substrate can be supported by the heating roller and the cooling roller. Furthermore, the horizontal width of the apparatus can be reduced by arranging the unwinding roller and the winding roller up and down.

また、複数の第2電極を第1電極の第1放電面に沿って設けることにより、複数種類の膜が連続して成膜される。さらに、上記各第2電極と上記第1電極との間に形成される各処理空間を仕切部材により仕切ると共に、上記仕切部材に上記第1放電面に沿って湾曲する湾曲面を形成することにより、隣接する処理空間同士の間を異物が移動しないように仕切ることが可能となる。   In addition, by providing a plurality of second electrodes along the first discharge surface of the first electrode, a plurality of types of films are continuously formed. Furthermore, each processing space formed between each of the second electrodes and the first electrode is partitioned by a partition member, and a curved surface that is curved along the first discharge surface is formed on the partition member. Thus, it is possible to partition the adjacent processing spaces so that the foreign matter does not move.

本発明によれば、第1放電面及び第2放電面をそれぞれ湾曲して形成すると共に、第2放電面を第1放電面に沿って形成したので、第1電極と第2電極との距離を一定に維持することができる。さらに、湾曲した第1放電面にフレキシブル基板を密着した状態で巻き付けることができるため、温度上昇に伴うフレキシブル基板のうねりや反りを防止することができる。しかも、成膜する膜の特性に応じて上記第1電極及び第2電極の電極間距離を電極間距離調節機構により適切に変化させながらも、その第1放電面及び第2放電面の間隔を曲率調整機構により一定に維持することができる。その結果、成膜パラメータを一定に維持することが可能となるため、フレキシブル基板に均一で良質なCVD膜を成膜できる。   According to the present invention, the first discharge surface and the second discharge surface are respectively curved and formed, and the second discharge surface is formed along the first discharge surface, so the distance between the first electrode and the second electrode. Can be kept constant. Furthermore, since the flexible substrate can be wound in close contact with the curved first discharge surface, it is possible to prevent undulation and warping of the flexible substrate accompanying a temperature rise. In addition, the distance between the first discharge surface and the second discharge surface is changed while appropriately changing the distance between the first electrode and the second electrode by the inter-electrode distance adjusting mechanism according to the characteristics of the film to be formed. It can be kept constant by the curvature adjustment mechanism. As a result, the film formation parameters can be kept constant, so that a uniform and high-quality CVD film can be formed on the flexible substrate.

さらに、湾曲する第1放電面及び第2放電面を、互いに対向した状態で延長すれば、同時に成膜できる面積を増大させることができる。したがって、従来の平行平面型のプラズマCVD装置のように、装置全体が水平方向に長くならないため、装置の設置面積を低減させることができる。   Furthermore, if the curved first discharge surface and the second discharge surface are extended in a state of being opposed to each other, the area where the film can be formed can be increased at the same time. Therefore, unlike the conventional parallel plane type plasma CVD apparatus, the entire apparatus does not become long in the horizontal direction, so that the installation area of the apparatus can be reduced.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiment.

《発明の参考例1》
図1は、本発明に係るプラズマCVD装置の参考例1を示している。図1は、プラズマCVD装置Sの断面図である。
<< Reference Example 1 of the Invention >>
FIG. 1 shows Reference Example 1 of the plasma CVD apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of a plasma CVD apparatus S.

プラズマCVD装置Sは、図1に示すように、反応室1と、ガス導入部2と、プラズマ放電発生部18と、搬送機構19とを備えている。そして、プラズマCVD装置Sは、被処理基板であるフレキシブル基板14にプラズマCVD処理を施して、成膜を行うように構成されている。フレキシブル基板14は、例えば0.2mm程度の厚みのポリイミド基板等により形成されている。   As shown in FIG. 1, the plasma CVD apparatus S includes a reaction chamber 1, a gas introduction unit 2, a plasma discharge generation unit 18, and a transport mechanism 19. The plasma CVD apparatus S is configured to perform film formation by performing plasma CVD processing on the flexible substrate 14 that is a substrate to be processed. The flexible substrate 14 is formed of, for example, a polyimide substrate having a thickness of about 0.2 mm.

上記反応室1は、真空室であって、反応室1の内部のガスを排出するガス排出部33を複数有している。各ガス排出部33には、例えば、メカニカル・ブースター・ポンプやロータリーポンプ等の真空ポンプ(図示省略)が設けられている。   The reaction chamber 1 is a vacuum chamber and has a plurality of gas discharge portions 33 for discharging the gas inside the reaction chamber 1. Each gas discharge unit 33 is provided with a vacuum pump (not shown) such as a mechanical booster pump or a rotary pump.

上記プラズマ放電発生部18は、反応室1の内部に設けられ、第1電極であるアノード電極6と、第2電極であるカソード電極3とを備えている。アノード電極6はアース線15を介して電気的に接地される一方、カソード電極3は電源ボックス8に接続されている。電源ボックス8には、直列に接続されたブロッキングコンデンサと高周波電源とが設けられている。こうして、例えば13.56MHzの交流電圧をカソード電極3に印加することにより、アノード電極6及びカソード電極3の間でプラズマ放電を発生させるようになっている。尚、アノード電極6にバイアス電圧を印加したい場合には、基板バイアス機構を設けるようにしてもよい。   The plasma discharge generator 18 is provided inside the reaction chamber 1 and includes an anode electrode 6 as a first electrode and a cathode electrode 3 as a second electrode. The anode electrode 6 is electrically grounded via the ground wire 15, while the cathode electrode 3 is connected to the power supply box 8. The power supply box 8 is provided with a blocking capacitor and a high frequency power supply connected in series. In this way, for example, plasma discharge is generated between the anode electrode 6 and the cathode electrode 3 by applying an AC voltage of 13.56 MHz to the cathode electrode 3. If it is desired to apply a bias voltage to the anode electrode 6, a substrate bias mechanism may be provided.

アノード電極6は、水平な所定方向(図1中で紙面に直交する方向)に延びる例えば直径が500mmである円柱状に形成されている。また、アノード電極6は、その円柱の中心軸周りに回転可能な状態で、反応室1の側壁に支持されている。尚、アノード電極6は、必ずしも円柱状に形成する必要はなく、円柱状の回転体の少なくとも表層に設けられていればよい。こうして、アノード電極6は、凸面状に形成されて湾曲した第1放電面24を有している。また、アノード電極6には、フレキシブル基板14を成膜温度まで加熱する抵抗ヒータ5が、外周面に沿って設けられている。   The anode electrode 6 is formed in a columnar shape having a diameter of, for example, 500 mm extending in a predetermined horizontal direction (a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1). The anode electrode 6 is supported on the side wall of the reaction chamber 1 so as to be rotatable around the center axis of the cylinder. In addition, the anode electrode 6 does not necessarily need to be formed in a columnar shape, and may be provided on at least the surface layer of the columnar rotating body. Thus, the anode electrode 6 has the first discharge surface 24 formed in a convex shape and curved. The anode electrode 6 is provided with a resistance heater 5 that heats the flexible substrate 14 to the film forming temperature along the outer peripheral surface.

カソード電極3は、上記アノード電極6の第1放電面24に対向して配置されている。カソード電極3は、電極ホルダ34を介して反応室1の底部に固定されている。電極ホルダ34は、アノード電極6側に開放されるU字溝状の凹部35を有している。そして、カソード電極3が電極ホルダ34に保持されることにより、電極ホルダ34の凹部35がカソード電極3の裏面によって閉塞されるようになっている。このカソード電極3により閉塞された凹部35の内部は、チャンバ37を構成しており、電極ホルダ34に形成されたガス供給口36から反応ガス(材料ガスともいう)が供給されるようになっている。   The cathode electrode 3 is disposed to face the first discharge surface 24 of the anode electrode 6. The cathode electrode 3 is fixed to the bottom of the reaction chamber 1 through an electrode holder 34. The electrode holder 34 has a U-shaped groove-shaped recess 35 opened to the anode electrode 6 side. The cathode electrode 3 is held by the electrode holder 34 so that the recess 35 of the electrode holder 34 is closed by the back surface of the cathode electrode 3. The inside of the concave portion 35 closed by the cathode electrode 3 constitutes a chamber 37, and a reactive gas (also referred to as a material gas) is supplied from a gas supply port 36 formed in the electrode holder 34. Yes.

また、カソード電極3は、アノード電極6の第1放電面24に対向する第2放電面25を備えている。第2放電面25は、第1放電面24に沿って湾曲しており、その湾曲した長さが例えば200mmに形成されている。すなわち、カソード電極3の第2放電面25は凹面状に形成されている。また、カソード電極3は、例えば厚さが10mm程度のアルミ合金板により形成されている。こうして、第1放電面24と第2放電面25との間隔は、一定の大きさに維持されている。   The cathode electrode 3 includes a second discharge surface 25 that faces the first discharge surface 24 of the anode electrode 6. The second discharge surface 25 is curved along the first discharge surface 24, and the curved length is formed to be 200 mm, for example. That is, the second discharge surface 25 of the cathode electrode 3 is formed in a concave shape. The cathode electrode 3 is formed of an aluminum alloy plate having a thickness of about 10 mm, for example. Thus, the distance between the first discharge surface 24 and the second discharge surface 25 is maintained at a constant size.

上記ガス導入部2は、カソード電極3に形成された複数のガス導入口2により構成されている。各ガス導入口2は、第2放電面25に均等に分散して形成されると共に、板状のカソード電極3をその厚さ方向に貫通している。ガス導入口2の内径は、例えば0.5mm程度に形成されている。尚、上記カソード電極3は、上記ガス導入口2が形成された後にアルマイト処理が施されてアルミナ被膜で覆われることにより、耐久性及び膜保持機能の向上が図られている。こうして、カソード電極3は、シャワープレートとも称され、ガス供給口36からチャンバ37に供給された反応ガスが、各ガス導入口2から反応室1の内部に均一に導入されるようになっている。   The gas introduction part 2 includes a plurality of gas introduction ports 2 formed in the cathode electrode 3. Each gas introduction port 2 is formed uniformly distributed on the second discharge surface 25 and penetrates the plate-like cathode electrode 3 in the thickness direction. The inner diameter of the gas inlet 2 is formed to be about 0.5 mm, for example. The cathode electrode 3 is subjected to alumite treatment after the gas introduction port 2 is formed and is covered with an alumina coating, thereby improving durability and film holding function. Thus, the cathode electrode 3 is also called a shower plate, and the reaction gas supplied from the gas supply port 36 to the chamber 37 is uniformly introduced into the reaction chamber 1 from each gas introduction port 2. .

上記搬送機構19は、巻き出しローラ41と、上記アノード電極6と、巻き取りローラ42とを備え、アノード電極6とカソード電極3との間でフレキシブル基板14を搬送するように構成されている。   The transport mechanism 19 includes an unwinding roller 41, the anode electrode 6, and a winding roller 42, and is configured to transport the flexible substrate 14 between the anode electrode 6 and the cathode electrode 3.

巻き出しローラ41及び巻き取りローラ42は、アノード電極6と平行に水平に延びる円柱状に形成され、その直径がそれぞれ例えば200mmのステンレス材により構成されている。すなわち、巻き出しローラ41及び巻き取りローラ42の各軸心は、アノード電極6の軸心に対してそれぞれ平行になっている。そして、巻き出しローラ41及び巻き取りローラ42は、各円柱の中心軸周りに回転可能な状態で、反応室1の側壁に支持されている。   The unwinding roller 41 and the winding roller 42 are formed in a columnar shape extending horizontally in parallel with the anode electrode 6, and each of the diameters is made of a stainless material having a diameter of, for example, 200 mm. That is, the axes of the unwinding roller 41 and the winding roller 42 are parallel to the axis of the anode electrode 6. The unwinding roller 41 and the winding roller 42 are supported on the side wall of the reaction chamber 1 in a state of being rotatable around the center axis of each column.

尚、巻き出しローラ41及び巻き取りローラ42は、フレキシブル基板14の温度上昇に伴う膨張を調整するためのテンションコントローラ機能を有している。   The unwinding roller 41 and the take-up roller 42 have a tension controller function for adjusting the expansion of the flexible substrate 14 due to the temperature rise.

また、上記反応室1は、フレキシブル基板14を大気中で取り出すためのロードロックエリア51と、プラズマCVD処理を行う成膜エリア52と、上記成膜エリア52とロードロックエリア51との間の中間エリア53との3つの空間に分割されている。ロードロックエリア51と中間エリア53との間は、仕切板55により仕切られている。ロードロックエリア51には、巻き出しローラ41及び巻き取りローラ42が設けられている。仕切板55には、巻き出しローラ41から巻き出されるフレキシブル基板14が通過する僅かな隙間56と、巻き取りローラ42に巻き取られるフレキシブル基板14が通過する僅かな隙間57とが形成されている。そして、成膜後に巻き取られたフレキシブル基板14を取り出す場合には、隙間56と隙間57を完全に遮断した後に、ロードロックエリア51を大気開放することにより上記基板14を取り出すことができるようになっている。   The reaction chamber 1 includes a load lock area 51 for taking out the flexible substrate 14 in the atmosphere, a film formation area 52 for performing plasma CVD processing, and an intermediate between the film formation area 52 and the load lock area 51. The area 53 is divided into three spaces. The load lock area 51 and the intermediate area 53 are partitioned by a partition plate 55. In the load lock area 51, an unwinding roller 41 and a winding roller 42 are provided. The partition plate 55 is formed with a slight gap 56 through which the flexible board 14 unwound from the unwinding roller 41 passes and a slight gap 57 through which the flexible board 14 taken up by the take-up roller 42 passes. . When the flexible substrate 14 taken up after film formation is taken out, the substrate 14 can be taken out by opening the load lock area 51 to the atmosphere after completely closing the gap 56 and the gap 57. It has become.

一方、中間エリア53と成膜エリア52との間は、仕切部材である分離壁61により仕切られている。分離壁61は、上記アノード電極6の表面に沿って湾曲する湾曲面62を有し、上記分離壁61の湾曲面62と、アノード電極6の表面との間には、僅かな隙間63が形成されている。隙間63は、成膜エリア52の有毒な反応ガスが中間エリア53側へ混入しないように、約1.0mm程度に非常に狭く規定されている。また、成膜エリア52には、上記カソード電極3が配置され、成膜処理が行われるようになっている。   On the other hand, the intermediate area 53 and the film forming area 52 are partitioned by a separation wall 61 that is a partition member. The separation wall 61 has a curved surface 62 that curves along the surface of the anode electrode 6, and a slight gap 63 is formed between the curved surface 62 of the separation wall 61 and the surface of the anode electrode 6. Has been. The gap 63 is defined as very narrow as about 1.0 mm so that the toxic reaction gas in the film formation area 52 does not enter the intermediate area 53 side. Further, the cathode electrode 3 is disposed in the film formation area 52 so that film formation processing is performed.

上記ロードロックエリア51、成膜エリア52及び中間エリア53は、それぞれ別個独立に真空引きして減圧されるようになっている。そして、成膜エリア52及び中間エリア53は、略同じ内部圧力となるように制御されている。一方、ロードロックエリア51の内部圧力は、中間エリア53よりも若干高くなるように設定されている。このことにより、仮に、有毒な反応ガスが成膜エリア52から中間エリア53に流出したとしても、圧力の高いロードロックエリア51には流入せず、中間エリア53に設けられているガス排出部33から確実に排出される。   The load lock area 51, the film formation area 52, and the intermediate area 53 are individually evacuated and decompressed. The film formation area 52 and the intermediate area 53 are controlled to have substantially the same internal pressure. On the other hand, the internal pressure of the load lock area 51 is set to be slightly higher than that of the intermediate area 53. As a result, even if a toxic reaction gas flows out from the film formation area 52 to the intermediate area 53, it does not flow into the high-pressure load lock area 51, but the gas discharge section 33 provided in the intermediate area 53. Is surely discharged.

こうして、巻き出しローラ41に巻き付けられていたフレキシブル基板14は、巻き出しローラ41、アノード電極6、及び巻き取りローラ42がそれぞれ回転することにより、ロードロックエリア51から中間エリア53を介して成膜エリア52へ、アノード電極6の第1放電面24に巻き付けられた状態で搬送されるようになっている。さらに、成膜されたフレキシブル基板14は、成膜エリア52から中間エリア53を介してロードロックエリア51へ搬送され、巻き取りローラ42により巻き取られるようになっている。   Thus, the flexible substrate 14 wound around the unwinding roller 41 is formed from the load lock area 51 through the intermediate area 53 by the rotation of the unwinding roller 41, the anode electrode 6, and the winding roller 42. It is conveyed to the area 52 while being wound around the first discharge surface 24 of the anode electrode 6. Further, the formed flexible substrate 14 is conveyed from the film formation area 52 to the load lock area 51 via the intermediate area 53 and is taken up by the take-up roller 42.

−成膜方法−
次に、本参考例のプラズマCVD装置Sにより、ポリイミドにより形成されたフレキシブル基板14に対し、LSIや薄膜トランジスタ等によく用いられる窒化シリコン膜(SiNx)を成膜する方法について説明する。
-Film formation method-
Next, a method for forming a silicon nitride film (SiNx) often used for LSIs, thin film transistors and the like on the flexible substrate 14 formed of polyimide by the plasma CVD apparatus S of this reference example will be described.

まず、各ガス排出部33の真空ポンプ(図示省略)を駆動して反応室1の内部(すなわち、ロードロックエリア51、成膜エリア52及び中間エリア53)のガスを排気して減圧する。続いて、搬送機構19によりフレキシブル基板14を搬送し、反応ガスをガス導入口2から反応室1の成膜エリア52内に導入しつつ、電源ボックス8によりプラズマ放電発生部18に電圧を印加する。このとき、フレキシブル基板14は、抵抗ヒータ5により加熱されて300℃程度に昇温している。   First, the vacuum pump (not shown) of each gas discharge part 33 is driven, and the gas inside the reaction chamber 1 (that is, the load lock area 51, the film formation area 52, and the intermediate area 53) is exhausted and decompressed. Subsequently, the flexible substrate 14 is transported by the transport mechanism 19, and a voltage is applied to the plasma discharge generator 18 by the power supply box 8 while introducing the reaction gas into the film forming area 52 of the reaction chamber 1 from the gas inlet 2. . At this time, the flexible substrate 14 is heated to about 300 ° C. by being heated by the resistance heater 5.

すなわち、プラズマ放電発生部18のカソード電極3には、電源ボックス8から例えば13.56MHzの交流電圧が印加される。その結果、アノード電極6の第1放電面24と、カソード電極3の第2放電面25との間にプラズマ放電が発生する。一方、反応ガスは、シラン、アンモニア、及び窒素を混合したガスであって、ガス供給口36からチャンバ37へ供給され、一旦滞留された後に、カソード電極3の各ガス導入口2を介して第1放電面24と第2放電面25との間の空間に均一に導入される。このことにより、反応ガスは第1放電面24と第2放電面25との間で分解・解離され、フレキシブル基板14の表面に窒化シリコン膜が成膜される。   That is, for example, an AC voltage of 13.56 MHz is applied from the power supply box 8 to the cathode electrode 3 of the plasma discharge generator 18. As a result, a plasma discharge is generated between the first discharge surface 24 of the anode electrode 6 and the second discharge surface 25 of the cathode electrode 3. On the other hand, the reaction gas is a gas in which silane, ammonia, and nitrogen are mixed. The reaction gas is supplied from the gas supply port 36 to the chamber 37, and once retained, the reaction gas passes through the gas introduction ports 2 of the cathode electrode 3. It is uniformly introduced into the space between the first discharge surface 24 and the second discharge surface 25. As a result, the reaction gas is decomposed and dissociated between the first discharge surface 24 and the second discharge surface 25, and a silicon nitride film is formed on the surface of the flexible substrate 14.

一方、フレキシブル基板14は、巻き出しローラ41、アノード電極6、及び巻き取りローラ42がそれぞれ回転することにより巻き出され、アノード電極6の第1放電面24に巻き付けられた状態で、第1放電面24と第2放電面25との間で搬送される。このとき、フレキシブル基板14には上記成膜が行われる。その後、成膜されたフレキシブル基板14は、上記第1放電面24に巻き付けられた状態で搬送され、巻き取りローラ42により巻き取られる。その後、中間エリア53とロードロックエリア51とを完全に遮断してからロードロックエリア51を大気に開放し、巻き取りローラ42で全て巻き取られた成膜後のフレキシブル基板14を取り出す。以上のようにして、フレキシブル基板14は、搬送されながら連続して成膜される。   On the other hand, the flexible substrate 14 is unwound by rotating the unwinding roller 41, the anode electrode 6, and the winding roller 42, and is wound around the first discharge surface 24 of the anode electrode 6. It is transported between the surface 24 and the second discharge surface 25. At this time, the film formation is performed on the flexible substrate 14. Thereafter, the formed flexible substrate 14 is conveyed in a state of being wound around the first discharge surface 24, and is taken up by the take-up roller 42. Thereafter, the intermediate area 53 and the load lock area 51 are completely cut off, then the load lock area 51 is opened to the atmosphere, and the film-formed flexible substrate 14 that has been completely taken up by the take-up roller 42 is taken out. As described above, the flexible substrate 14 is continuously formed while being conveyed.

−参考例1の効果−
したがって、この参考例1によると、アノード電極6の第1放電面24と、カソード電極3の第2放電面25とをそれぞれ湾曲して形成すると共に、第2放電面25を第1放電面24に沿って形成したので、アノード電極6とカソード電極3との距離を一定に維持することができる。さらに、フレキシブル基板14を湾曲した第1放電面24に巻き付けることにより、その第1放電面24に密着させることができるため、温度上昇に伴うフレキシブル基板14のうねりや反りを防止することができる。その結果、成膜パラメータを一定に維持することが可能となるため、成膜された膜の質を高めて均一化することができる。
-Effects of Reference Example 1-
Therefore, according to the first reference example, the first discharge surface 24 of the anode electrode 6 and the second discharge surface 25 of the cathode electrode 3 are respectively curved and formed, and the second discharge surface 25 is formed as the first discharge surface 24. Therefore, the distance between the anode electrode 6 and the cathode electrode 3 can be kept constant. Furthermore, since the flexible substrate 14 is wound around the curved first discharge surface 24, the flexible substrate 14 can be brought into intimate contact with the first discharge surface 24, so that the flexible substrate 14 can be prevented from being swelled or warped as the temperature rises. As a result, the deposition parameters can be kept constant, so that the quality of the deposited film can be improved and uniformized.

さらに、フレキシブル基板14のうねりや反りが防止されるため、フレキシブル基板14が通過する仕切板55の隙間56,57を、ごく狭く形成することができる。そのため、ロードロックエリア51と中間エリア53との間の気密性を向上させることができる。また、同じ理由で、分離壁61とアノード電極6との表面との間の隙間63についても、ごく狭く形成できるため、中間エリア53と成膜エリア52との間の気密性を向上させることができる。さらに、ロードロックエリア51の内部圧力を、成膜エリア52及び中間エリア53の内部圧力よりも大きく設定したので、ホスフィンやモノシラン等の有害な反応ガスを安全に使用することが可能となる。   Further, since the undulation and warping of the flexible substrate 14 are prevented, the gaps 56 and 57 of the partition plate 55 through which the flexible substrate 14 passes can be formed very narrow. Therefore, the airtightness between the load lock area 51 and the intermediate area 53 can be improved. For the same reason, since the gap 63 between the separation wall 61 and the surface of the anode electrode 6 can be formed very narrow, the airtightness between the intermediate area 53 and the film formation area 52 can be improved. it can. Furthermore, since the internal pressure of the load lock area 51 is set larger than the internal pressures of the film formation area 52 and the intermediate area 53, it is possible to safely use harmful reaction gases such as phosphine and monosilane.

また、分離壁61に対し、アノード電極6の表面に沿って湾曲する湾曲面62を形成し、その湾曲面62とアノード電極6の表面との間に上記隙間63を形成したので、さらに気密性を高めて、成膜エリア52の有毒なガスが中間エリア53へ侵入しないようにすることが可能となる。   In addition, a curved surface 62 that is curved along the surface of the anode electrode 6 is formed on the separation wall 61, and the gap 63 is formed between the curved surface 62 and the surface of the anode electrode 6. The toxic gas in the film formation area 52 can be prevented from entering the intermediate area 53.

さらに、湾曲する第1放電面24及び第2放電面25を、互いに対向した状態で延長すれば、同時に成膜できる面積を増大させることができる。したがって、従来の平行平面型のプラズマCVD装置のように、装置全体が水平方向に長くならないため、装置の設置面積を低減させることができる。また、装置の設置面積に対し、成膜レートを従来の平行平面型のプラズマCVD装置よりも増大させることができるため、成膜の生産効率が大幅に改善され、製造コストを低減することが可能となる。   Furthermore, if the curved first discharge surface 24 and second discharge surface 25 are extended in a state of facing each other, the area where film formation can be performed simultaneously can be increased. Therefore, unlike the conventional parallel plane type plasma CVD apparatus, the entire apparatus does not become long in the horizontal direction, so that the installation area of the apparatus can be reduced. In addition, the film formation rate can be increased compared to the conventional parallel plane plasma CVD apparatus, so that the production efficiency of film formation can be greatly improved and the manufacturing cost can be reduced. It becomes.

また、フレキシブル基板14は、搬送機構19を構成するアノード電極6の第1放電面24に巻き付けられた状態で搬送されるため、フレキシブル基板14に生じる静電気や傷の発生を抑制することができる。   Further, since the flexible substrate 14 is transported while being wound around the first discharge surface 24 of the anode electrode 6 constituting the transport mechanism 19, it is possible to suppress the occurrence of static electricity and scratches generated on the flexible substrate 14.

《発明の参考例2》
図2は、本発明に係るプラズマCVD装置Sの参考例2を示している。尚、以下の各参考例及び実施形態では、図1と同じ部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
<< Reference Example 2 of the Invention >>
FIG. 2 shows Reference Example 2 of the plasma CVD apparatus S according to the present invention. In the following reference examples and embodiments, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

本参考例のプラズマCVD装置Sの反応室1には、プラズマCVD処理されるフレキシブル基板14を加熱する加熱機構5,65と、プラズマCVD処理されたフレキシブル基板14を冷却する冷却機構66とが設けられている。   The reaction chamber 1 of the plasma CVD apparatus S of this reference example is provided with heating mechanisms 5 and 65 for heating the flexible substrate 14 subjected to plasma CVD processing and a cooling mechanism 66 for cooling the flexible substrate 14 subjected to plasma CVD processing. It has been.

加熱機構5,65は、上記抵抗ヒータ5と、ロードロックエリア51に設けられ、上記搬送機構19の一部を構成する加熱ローラ65とにより構成されている。また、冷却機構66は、ロードロックエリア51に設けられ、上記搬送機構19の一部を構成する冷却ローラ66を有している。   The heating mechanisms 5 and 65 are configured by the resistance heater 5 and a heating roller 65 provided in the load lock area 51 and constituting a part of the transport mechanism 19. The cooling mechanism 66 includes a cooling roller 66 provided in the load lock area 51 and constituting a part of the transport mechanism 19.

言い換えれば、搬送機構19は、フレキシブル基板14を巻き出す巻き出しローラ41と、巻き出しローラ41から巻き出されたフレキシブル基板14を加熱して搬送する加熱ローラ65と、プラズマCVD処理が施されたフレキシブル基板14を冷却して搬送する冷却ローラ66と、冷却ローラ66により冷却されたフレキシブル基板14を巻き取る巻き取りローラ42とを備えている。   In other words, the transport mechanism 19 has been subjected to a plasma CVD process, an unwinding roller 41 for unwinding the flexible substrate 14, a heating roller 65 for heating and transporting the flexible substrate 14 unwound from the unwinding roller 41, and the like. A cooling roller 66 that cools and conveys the flexible substrate 14 and a winding roller 42 that winds the flexible substrate 14 cooled by the cooling roller 66 are provided.

上記巻き出しローラ41、加熱ローラ65、冷却ローラ66、及び巻き取りローラ42は、各回転軸が平行となるように配置されている。また、加熱ローラ65は、巻き出しローラ41よりも巻き付けローラ42側に配置されている。一方、冷却ローラ66は、巻き付けローラ42よりも巻き出しローラ41側に配置されている。冷却ローラ66は、例えば、内部に冷却水を流通させるようにすることができる。   The unwinding roller 41, the heating roller 65, the cooling roller 66, and the winding roller 42 are arranged so that their rotation axes are parallel to each other. The heating roller 65 is disposed closer to the winding roller 42 than the unwinding roller 41. On the other hand, the cooling roller 66 is disposed closer to the unwinding roller 41 than the winding roller 42. For example, the cooling roller 66 can cause cooling water to flow therethrough.

この構成により、巻き出しローラ41から巻き出されたフレキシブル基板14は、加熱ローラ65に巻き付くことにより加熱され、略成膜温度まで昇温する。その後、フレキシブル基板14は、ロードロックエリア51から中間エリア53へ移動し、アノード電極6に巻き付けられて加熱された状態で成膜エリア52を搬送される。成膜エリア52で成膜されたフレキシブル基板14は、中間エリア53を介して再びロードロックエリア51へ移動する。   With this configuration, the flexible substrate 14 that has been unwound from the unwinding roller 41 is heated by being wound around the heating roller 65, and the temperature is raised to substantially the film forming temperature. Thereafter, the flexible substrate 14 moves from the load lock area 51 to the intermediate area 53 and is transported through the film forming area 52 while being wound around the anode electrode 6 and heated. The flexible substrate 14 formed in the film formation area 52 moves to the load lock area 51 again through the intermediate area 53.

ロードロックエリア51へ移動したフレキシブル基板14は、冷却ローラ66に巻き付けられることにより素早く室温程度まで冷却され、その後に、巻き取りローラ42により巻き取られる。   The flexible substrate 14 that has moved to the load lock area 51 is quickly cooled down to about room temperature by being wound around the cooling roller 66, and is thereafter wound up by the winding roller 42.

−参考例2の効果−
したがって、この参考例2によると、フレキシブル基板14を、加熱ローラ65により素早く昇温できると共に、冷却ローラ66により素早く温度を低下させることができる。その結果、全体として成膜処理に要する時間を低減し、生産効率を高めることができる。また、成膜されたフレキシブル基板14を確実に冷却して巻き取りローラ42に巻き取ることができるため、巻き取られたフレキシブル基板14の不要な変形を防止できる。さらに、巻き出しローラ41及び巻き取りローラ42を水平方向に並べて配置したので、装置全体の高さを抑えることができる。
-Effect of Reference Example 2-
Therefore, according to the reference example 2, the temperature of the flexible substrate 14 can be quickly raised by the heating roller 65 and the temperature can be quickly lowered by the cooling roller 66. As a result, the time required for the film formation process as a whole can be reduced and the production efficiency can be increased. In addition, since the formed flexible substrate 14 can be reliably cooled and wound on the winding roller 42, unnecessary deformation of the wound flexible substrate 14 can be prevented. Furthermore, since the unwinding roller 41 and the winding roller 42 are arranged side by side in the horizontal direction, the height of the entire apparatus can be suppressed.

尚、冷却ローラ66の温度低下能力を上げる場合には、冷却ローラ66の外形を大きくするか、複数個の冷却ローラ66を設けることが好ましい。また、フレキシブル基板14と加熱ローラ65及び冷却ローラ66との接触面積を大きくするために、巻き出しローラ41及び巻き取りローラ42よりも上方に設置することが好ましい。さらに、巻き取りローラ41を反対方向に回転することにより巻き取られたフレキシブル基板14に再度成膜する場合に備えて、加熱ローラ65及び冷却ローラ66を、それぞれ加熱機構及び冷却機構の双方の機能を有するローラにより構成してもよい。   In order to increase the temperature lowering ability of the cooling roller 66, it is preferable to increase the outer shape of the cooling roller 66 or to provide a plurality of cooling rollers 66. Further, in order to increase the contact area between the flexible substrate 14 and the heating roller 65 and the cooling roller 66, it is preferable to install the flexible substrate 14 above the winding roller 41 and the winding roller 42. Furthermore, the heating roller 65 and the cooling roller 66 are both functions of the heating mechanism and the cooling mechanism, respectively, in preparation for forming a film again on the flexible substrate 14 wound by rotating the winding roller 41 in the opposite direction. You may comprise by the roller which has.

《発明の参考例3》
図3は、本発明に係るプラズマCVD装置Sの参考例3を示している。本参考例は、上記参考例2に対し、巻き取りローラ41、加熱ローラ65、冷却ローラ66及び巻き取りローラ42の配置が異なっている。
<< Reference Example 3 of the Invention >>
FIG. 3 shows Reference Example 3 of the plasma CVD apparatus S according to the present invention. This reference example is different from the reference example 2 in the arrangement of the winding roller 41, the heating roller 65, the cooling roller 66, and the winding roller 42.

すなわち、巻き出しローラ41は、加熱ローラ65よりも冷却ローラ66側に配置され、巻き取りローラ42は、冷却ローラ66よりも加熱ローラ65側に配置されている。さらに、巻き出しローラ41及び巻き取りローラ42は、図3に示すように、上下に段違いに配置されている。   That is, the unwinding roller 41 is disposed closer to the cooling roller 66 than the heating roller 65, and the winding roller 42 is disposed closer to the heating roller 65 than the cooling roller 66. Further, as shown in FIG. 3, the unwinding roller 41 and the take-up roller 42 are arranged in a stepped manner up and down.

このことにより、冷却ローラ66は、フレキシブル基板14におけるプラズマCVD処理が施されない側の裏面を支持するように構成されている。さらに、加熱ローラ65は、フレキシブル基板14におけるプラズマCVD処理が施されない側の裏面を支持するように構成されている。   Thus, the cooling roller 66 is configured to support the back surface of the flexible substrate 14 on the side where the plasma CVD process is not performed. Furthermore, the heating roller 65 is configured to support the back surface of the flexible substrate 14 on the side where the plasma CVD process is not performed.

−参考例3の効果−
したがって、本参考例によると、加熱ローラ65及び冷却ローラ66がフレキシブル基板14の裏面を支持するようにして、プラズマCVD処理が施された敏感な成膜表面を支持しないようにしたので、その成膜表面が上記各ローラ65,66によって傷ついたり静電気が生じたりするのを防止できる。
-Effect of Reference Example 3-
Therefore, according to this reference example, the heating roller 65 and the cooling roller 66 support the back surface of the flexible substrate 14 and do not support the sensitive film-formed surface subjected to the plasma CVD process. It is possible to prevent the film surface from being damaged by the rollers 65 and 66 and static electricity.

さらに、巻き出しローラ41を加熱ローラ65よりも冷却ローラ66側に配置すると共に、巻き取りローラ42を冷却ローラ66よりも加熱ローラ65側に配置し、さらに、上記巻き出しローラ41及び巻き取りローラ42を上下に段違いに配置するようにしたので、装置の水平方向の幅を小さくすることが可能となる。   Further, the unwinding roller 41 is disposed closer to the cooling roller 66 than the heating roller 65, the winding roller 42 is disposed closer to the heating roller 65 than the cooling roller 66, and further, the unwinding roller 41 and the winding roller described above. Since the 42 is arranged in a stepwise manner up and down, the horizontal width of the apparatus can be reduced.

《発明の実施形態1》
図4〜図6は、本発明に係るプラズマCVD装置Sの実施形態1を示している。
Embodiment 1 of the Invention
4 to 6 show Embodiment 1 of the plasma CVD apparatus S according to the present invention.

本実施形態のプラズマCVD装置Sは、電極間距離調節機構45と、曲率調整機構46とを備えている。   The plasma CVD apparatus S of this embodiment includes an interelectrode distance adjustment mechanism 45 and a curvature adjustment mechanism 46.

上記電極間距離調節機構45は、図4に示すように、電極ホルダ34に接続され、電極ホルダ34及びカソード電極3をアノード電極6の直径方向に移動させることにより、アノード電極6とカソード電極3との距離を調節するようになっている。電極間距離調節機構45は、カソード電極3の重心をミリレベルの精度で微小に平行移動する構造になっている。   As shown in FIG. 4, the interelectrode distance adjusting mechanism 45 is connected to the electrode holder 34, and moves the electrode holder 34 and the cathode electrode 3 in the diameter direction of the anode electrode 6. The distance between and is adjusted. The inter-electrode distance adjustment mechanism 45 has a structure in which the center of gravity of the cathode electrode 3 is minutely translated with millimeter level accuracy.

上記曲率調整機構46は、例えば圧電素子により構成され、上記電極間距離調節機構45により調節されたアノード電極6とカソード電極3との距離に基づいて、上記第2放電面25の曲率を微小調整するようになっている。   The curvature adjusting mechanism 46 is composed of, for example, a piezoelectric element, and finely adjusts the curvature of the second discharge surface 25 based on the distance between the anode electrode 6 and the cathode electrode 3 adjusted by the interelectrode distance adjusting mechanism 45. It is supposed to be.

尚、曲率調整機構46には、モーターのような機械的な力によって調整するものでもよいが、高い精度が必要であるため、電気によって力を微小変化させる圧電材料を適用することが望ましい。また、カソード電極3の電極長が大きくなる場合には、3つ以上の複数の支持点において調整することも可能である。   The curvature adjusting mechanism 46 may be adjusted by a mechanical force such as a motor. However, since high accuracy is required, it is desirable to apply a piezoelectric material that changes the force minutely by electricity. Further, when the electrode length of the cathode electrode 3 is increased, it is possible to adjust at three or more support points.

曲率調整機構46は、電極ホルダ34及びカソード電極3におけるフレキシブル基板14の搬送方向(以降、基板搬送方向と略称する)の両端部にそれぞれ設けられている。また、上記電極ホルダ34及びカソード電極3は、弾性的に湾曲された状態で、この曲率調整機構46により支持されている。そして、曲率調整機構46が上昇することにより第2放電面25の曲率が小さくなる一方、曲率調整機構46が下降することにより第2放電面25の曲率が大きくなるようになっている。   The curvature adjusting mechanisms 46 are provided at both ends of the electrode holder 34 and the cathode electrode 3 in the conveyance direction of the flexible substrate 14 (hereinafter abbreviated as the substrate conveyance direction). The electrode holder 34 and the cathode electrode 3 are supported by the curvature adjusting mechanism 46 in an elastically curved state. Then, the curvature of the second discharge surface 25 is reduced by raising the curvature adjustment mechanism 46, while the curvature of the second discharge surface 25 is increased by lowering the curvature adjustment mechanism 46.

図4では、カソード電極3の第2放電面25と、アノード電極6の第1放電面24との間の電極間距離は、基板搬送方向に亘って一定の大きさに維持されている。図5における二点鎖線は、図4に対し、電極ホルダ34及びカソード電極3を上方に(アノード電極6側に)平行移動させた状態を示している。図5で二点鎖線に示すように、電極ホルダ34及びカソード電極3を、単に上方に平行移動しただけでは、電極間距離を基板搬送方向に亘って一定に維持することができない。すなわち、電極間距離は、第2放電面25における基板搬送方向の中央部から基板搬送方向の両端部へ向かって、徐々に大きくなってしまう。   In FIG. 4, the interelectrode distance between the second discharge surface 25 of the cathode electrode 3 and the first discharge surface 24 of the anode electrode 6 is maintained at a constant size in the substrate transport direction. 5 indicates a state in which the electrode holder 34 and the cathode electrode 3 are translated upward (to the anode electrode 6 side) with respect to FIG. As indicated by a two-dot chain line in FIG. 5, the distance between the electrodes cannot be kept constant over the substrate transport direction simply by moving the electrode holder 34 and the cathode electrode 3 in parallel upward. That is, the distance between the electrodes gradually increases from the center portion in the substrate transport direction on the second discharge surface 25 toward both end portions in the substrate transport direction.

そこで、曲率調整機構46は、図5の実線に示すように、電極ホルダ34及びカソード電極3の両端部を、カソード電極の移動量に応じた高さだけそれぞれ上方に押し上げる。このことにより、第2放電面25の曲率が調整され、第2放電面25と第1放電面24との間の電極間距離を一定に維持するようにしている。   Therefore, the curvature adjustment mechanism 46 pushes up both ends of the electrode holder 34 and the cathode electrode 3 upward by a height corresponding to the amount of movement of the cathode electrode, as indicated by the solid line in FIG. As a result, the curvature of the second discharge surface 25 is adjusted, and the distance between the electrodes between the second discharge surface 25 and the first discharge surface 24 is kept constant.

一方、図6における二点鎖線は、図4に対し、電極ホルダ34及びカソード電極3を下方に平行移動させた状態を示している。図6で二点鎖線に示すように、この場合にも、電極ホルダ34及びカソード電極3を、単に下方に平行移動しただけでは、電極間距離を基板搬送方向に亘って一定に維持することができない。すなわち、電極間距離は、第2放電面25における基板搬送方向の中央部から基板搬送方向の両端部へ向かって、徐々に小さくなってしまう。   On the other hand, a two-dot chain line in FIG. 6 shows a state in which the electrode holder 34 and the cathode electrode 3 are translated downward with respect to FIG. As shown by the two-dot chain line in FIG. 6, in this case as well, the distance between the electrodes can be kept constant over the substrate transport direction simply by moving the electrode holder 34 and the cathode electrode 3 downward in parallel. Can not. That is, the distance between the electrodes gradually decreases from the central portion in the substrate transport direction on the second discharge surface 25 toward both end portions in the substrate transport direction.

そこで、曲率調整機構46は、図6の実線に示すように、カソード電極の移動量に応じた高さだけそれぞれ下降し、それに伴って電極ホルダ34及びカソード電極3の両端部を弾性的に下降させる。このことにより、第2放電面25の曲率が調整され、第2放電面25と第1放電面24との間の電極間距離を一定に維持するようにしている。   Therefore, as shown by the solid line in FIG. 6, the curvature adjusting mechanism 46 is lowered by a height corresponding to the amount of movement of the cathode electrode, and accordingly, both ends of the electrode holder 34 and the cathode electrode 3 are lowered elastically. Let As a result, the curvature of the second discharge surface 25 is adjusted, and the distance between the electrodes between the second discharge surface 25 and the first discharge surface 24 is kept constant.

−実施形態1の効果−
したがって、この実施形態1によると、電極間距離調節機構45を設けることにより、成膜する膜の特性に応じて、アノード電極6とカソード電極3との距離を調整することができる。さらにこのとき、曲率調整機構46により、カソード電極3の第2放電面25の曲率を微小調整できるため、第1放電面24と第2放電面25との間隔を一定に維持することができる。したがって、電極間距離を成膜パラメータとして利用することができ、湾曲したカソード電極3及び湾曲したアノード電極6を有するプラズマCVD装置においても、重要なパラメータである電極間距離を制御することが可能となる。その結果、カソード電極3の曲率を微小調整して、第2放電面25の全面において電極間距離を一定に維持できるため、第2放電面25の全面において、均一で良質なCVD膜を成膜することができる。
-Effect of Embodiment 1-
Therefore, according to the first embodiment, by providing the inter-electrode distance adjusting mechanism 45, the distance between the anode electrode 6 and the cathode electrode 3 can be adjusted according to the characteristics of the film to be formed. Further, at this time, since the curvature of the second discharge surface 25 of the cathode electrode 3 can be finely adjusted by the curvature adjusting mechanism 46, the distance between the first discharge surface 24 and the second discharge surface 25 can be kept constant. Therefore, the interelectrode distance can be used as a film formation parameter, and the interelectrode distance, which is an important parameter, can be controlled even in the plasma CVD apparatus having the curved cathode electrode 3 and the curved anode electrode 6. Become. As a result, the curvature of the cathode electrode 3 can be finely adjusted so that the distance between the electrodes can be kept constant over the entire surface of the second discharge surface 25. Therefore, a uniform and high-quality CVD film can be formed over the entire surface of the second discharge surface 25. can do.

《発明の参考例4
図7及び図8は、本発明に係るプラズマCVD装置Sの参考例4を示している。本実施形態は、カソード電極3の構造に特徴を有している。
<< Reference Example 4 of the Invention >>
7 and 8 show a reference example 4 of the plasma CVD apparatus S according to the present invention. This embodiment is characterized by the structure of the cathode electrode 3.

参考例のカソード電極3は、複数の単位部材48の集合体として構成されている。すなわち、単位部材48は、カソード電極3が、アノード電極6の軸心を含む平面によって複数に分割され、図8に拡大して示すように、断面台形状の板状部材により形成されている。各単位部材48は、第2放電面25を構成する第1平面部49を有している。第1平面部49には、複数のガス導入口2が単位部材48の長さ方向(アノード電極6の長さ方向)に並んで形成されている。また、第1平面部49の裏側には、第2平面部50が形成されている。第1平面部49と第2平面部50とは、互いに平行な平面に形成されている。 The cathode electrode 3 of this reference example is configured as an assembly of a plurality of unit members 48. That is, the unit member 48 is formed of a plate-like member having a trapezoidal cross section as shown in an enlarged view of FIG. 8 in which the cathode electrode 3 is divided into a plurality of planes including the axis of the anode electrode 6. Each unit member 48 has a first flat surface portion 49 that constitutes the second discharge surface 25. A plurality of gas inlets 2 are formed in the first plane portion 49 side by side in the length direction of the unit member 48 (length direction of the anode electrode 6). Further, a second flat surface portion 50 is formed on the back side of the first flat surface portion 49. The 1st plane part 49 and the 2nd plane part 50 are formed in the mutually parallel plane.

ここで、単位部材48は、例えば、高さが約10mmであり、第1平面部49の幅(つまり、上辺の幅)が約10mm程度であり、第2平面部50の幅(つまり、下辺の幅)が約11mm程度であり、長さが約200mm程度に形成されている。また、ガス導入口2の内径は0.5mm程度である。   Here, for example, the unit member 48 has a height of about 10 mm, the width of the first plane part 49 (that is, the width of the upper side) is about 10 mm, and the width of the second plane part 50 (that is, the lower side). The width is about 11 mm and the length is about 200 mm. The inner diameter of the gas inlet 2 is about 0.5 mm.

そして、上記複数の単位部材48を繋ぎ合わせた後にアルマイト処理を施すことにより、シャワープレート構造の表面を有するカソード電極3が形成されている。単位部材48の幅が約10mmであり且つ長さが約200mmであって、かなり細長い短冊状に形成したので、カソード電極3の作製後にアルゴンガスによる放電確認を行ったが放電のムラは生じなかった。また、本参考例によるカソード電極3の第2放電面25は、上記各第1平面部49が連続して接続して繋がることにより、全体として、アノード電極6の第1放電面24に沿って湾曲しているため、上記各実施形態及び参考例と同様に、良質な成膜を行うことができる。 And the cathode electrode 3 which has the surface of a shower plate structure is formed by performing the alumite process after connecting the said several unit member 48. As shown in FIG. Since the width of the unit member 48 is about 10 mm and the length is about 200 mm and it is formed in a fairly long and narrow strip shape, the discharge was confirmed by argon gas after the cathode electrode 3 was manufactured, but no discharge unevenness occurred. It was. In addition, the second discharge surface 25 of the cathode electrode 3 according to the present reference example is formed along the first discharge surface 24 of the anode electrode 6 as a whole by connecting and connecting the first flat portions 49 continuously. Since it is curved, a high-quality film can be formed as in the above embodiments and reference examples.

参考例4の効果−
したがって、この参考例4によると、カソード電極3を複数の単位部材48により構成すると共に、第2平面部50に平行な第1平面部49にガス導入口2が形成されているので、カソード電極3の表面が曲面である場合に比べて、容易且つ高精度にガス導入口2を形成することができ、製造コストを低減することが可能となる。
-Effects of Reference Example 4-
Therefore, according to the reference example 4 , the cathode electrode 3 is constituted by the plurality of unit members 48, and the gas introduction port 2 is formed in the first plane portion 49 parallel to the second plane portion 50. Compared with the case where the surface of 3 is a curved surface, the gas inlet 2 can be formed easily and with high accuracy, and the manufacturing cost can be reduced.

尚、カソード電極3の曲率は、各単位部材48の断面形状を変更することにより、種々の曲率のカソード電極3を容易に作製することができる。   In addition, the curvature of the cathode electrode 3 can produce the cathode electrode 3 of various curvature easily by changing the cross-sectional shape of each unit member 48. FIG.

《発明の実施形態2
図9及び図10は、本発明に係るプラズマCVD装置Sの実施形態2を示している。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
9 and 10 show Embodiment 2 of the plasma CVD apparatus S according to the present invention.

上記各実施形態のプラズマCVD装置Sでは、1つのカソード電極3を備えて1種類の膜を成膜していたのに対し、本実施形態のプラズマCVD装置Sは、3つのカソード電極11,12,13を備え、3層の膜を連続して成膜するように構成されている。   In the plasma CVD apparatus S of each of the embodiments described above, one cathode electrode 3 is provided and one kind of film is formed, whereas in the plasma CVD apparatus S of the present embodiment, three cathode electrodes 11 and 12 are formed. , 13, and is configured to continuously form a three-layer film.

カソード電極11,12,13は、第1カソード電極11と、第2カソード電極12と、第3カソード電極13とにより構成され、アノード電極6の表面を構成する第1放電面24に沿って基板搬送方向にこの順で配置されている。上記各カソード電極11,12,13は、それぞれ、上記実施形態で説明したカソード電極3と同様の構成を有している。すなわち、上記各カソード電極11,12,13は、アノード電極6の第1放電面24に沿って形成された第2放電面25をそれぞれ有している。   The cathode electrodes 11, 12, and 13 are constituted by the first cathode electrode 11, the second cathode electrode 12, and the third cathode electrode 13, and are arranged along the first discharge surface 24 that forms the surface of the anode electrode 6. They are arranged in this order in the transport direction. Each of the cathode electrodes 11, 12, and 13 has the same configuration as the cathode electrode 3 described in the embodiment. That is, each of the cathode electrodes 11, 12, 13 has a second discharge surface 25 formed along the first discharge surface 24 of the anode electrode 6.

第1カソード電極11は、図9に示すように、反応室1の側壁に設置されると共に電源ボックス71が接続されている。第2カソード電極12は、反応室1の底壁に設置されると共に電源ボックス72が接続されている。また、第3カソード電極13は、アノード電極6を介して上記第1カソード電極11に対向するように反応室1の側壁に設置され、電源ボックス73が接続されている。   As shown in FIG. 9, the first cathode electrode 11 is installed on the side wall of the reaction chamber 1 and is connected to a power supply box 71. The second cathode electrode 12 is installed on the bottom wall of the reaction chamber 1 and is connected to a power supply box 72. The third cathode electrode 13 is installed on the side wall of the reaction chamber 1 so as to face the first cathode electrode 11 with the anode electrode 6 interposed therebetween, and a power supply box 73 is connected thereto.

こうして、上記各カソード電極11,12,13の第2放電面と、アノード電極6の第1放電面24との間には、プラズマCVD処理が行われる処理空間75,76,77がそれぞれ形成されている。処理空間75,76,77は、アノード電極6の第1放電面24に対し所定の隙間を設けた状態で配置された仕切部材81,82,83,84により仕切られている。   Thus, processing spaces 75, 76, and 77 in which plasma CVD processing is performed are formed between the second discharge surfaces of the cathode electrodes 11, 12, and 13 and the first discharge surface 24 of the anode electrode 6, respectively. ing. The processing spaces 75, 76, 77 are partitioned by partition members 81, 82, 83, 84 that are arranged with a predetermined gap with respect to the first discharge surface 24 of the anode electrode 6.

すなわち、第1カソード電極11とアノード電極6との間の処理空間75は、第1カソード電極11と上記仕切板55との間に配置された仕切部材81と、第1カソード電極11と第2カソード電極12との間に配置された仕切部材82とにより仕切られている。また、第2カソード電極12とアノード電極6との間の処理空間76は、第2カソード電極12と第1カソード電極11との間に配置された仕切部材82と、第2カソード電極12と第3カソード電極13との間に配置された仕切部材83とにより仕切られている。また、第3カソード電極13とアノード電極6との間の処理空間77は、第3カソード電極13と第2カソード電極12との間に配置された仕切部材83と、第3カソード電極13と上記仕切板55の間に配置された仕切部材84とにより仕切られている。   That is, the processing space 75 between the first cathode electrode 11 and the anode electrode 6 includes a partition member 81 disposed between the first cathode electrode 11 and the partition plate 55, the first cathode electrode 11, and the second cathode electrode 11. It is partitioned by a partition member 82 arranged between the cathode electrode 12. Further, the processing space 76 between the second cathode electrode 12 and the anode electrode 6 includes a partition member 82 disposed between the second cathode electrode 12 and the first cathode electrode 11, the second cathode electrode 12, and the first cathode electrode 12. It is partitioned by a partition member 83 disposed between the three cathode electrodes 13. The processing space 77 between the third cathode electrode 13 and the anode electrode 6 includes a partition member 83 disposed between the third cathode electrode 13 and the second cathode electrode 12, the third cathode electrode 13, and the above-described It is partitioned by a partition member 84 disposed between the partition plates 55.

そして、上記各仕切部材81,82,83,84は、アノード電極6の第1放電面24に沿って湾曲する湾曲面85,86,87,88をそれぞれ有し、各湾曲面85,86,87,88とアノード電極6の表面との間にフレキシブル基板14が通過するための上記隙間が形成されている。   The partition members 81, 82, 83, 84 have curved surfaces 85, 86, 87, 88 that are curved along the first discharge surface 24 of the anode electrode 6, respectively. The gaps for allowing the flexible substrate 14 to pass are formed between 87 and 88 and the surface of the anode electrode 6.

仕切部材81とアノード電極6の表面との隙間は、例えば2.0mm程度に規定されている。また、仕切部材82とアノード電極6の表面との隙間は、例えば0.5mm程度に規定され、仕切部材83とアノード電極6の表面との隙間は、例えば0.2mm程度に規定されている。さらに、仕切部材84とアノード電極6の表面との隙間は、例えば1.0mm程度に規定されている。   The gap between the partition member 81 and the surface of the anode electrode 6 is defined to be about 2.0 mm, for example. In addition, the gap between the partition member 82 and the surface of the anode electrode 6 is defined as, for example, about 0.5 mm, and the gap between the partition member 83 and the surface of the anode electrode 6 is defined as, for example, about 0.2 mm. Furthermore, the gap between the partition member 84 and the surface of the anode electrode 6 is regulated to about 1.0 mm, for example.

こうして、反応室1のロードロックエリア51は、仕切板55の上方に区画される一方、中間エリア53は、上記仕切部材81,84と、仕切板55と、アノード電極6の表面とにより区画されている。また、成膜エリア52は、上記ロードロックエリア51及び中間エリア53以外の空間により構成され、上記各カソード電極11,12,13を収容するようになっている。   Thus, the load lock area 51 of the reaction chamber 1 is partitioned above the partition plate 55, while the intermediate area 53 is partitioned by the partition members 81 and 84, the partition plate 55, and the surface of the anode electrode 6. ing. The film formation area 52 is configured by a space other than the load lock area 51 and the intermediate area 53 and accommodates the cathode electrodes 11, 12, and 13.

また、反応室1の成膜エリア52には、図9に示すように、処理空間75から流出した廃ガスを排出するためのガス排出部91と、処理空間77から流出した排ガスを排出するためのガス排出部92とが設けられている。さらに、反応室1には、ガス排出部93,94が設けられている。ガス排出部93は、上記処理空間75から流出した廃ガスと、処理空間76から流出した廃ガスとを排出するように構成されている。一方、ガス排出部94は、上記処理空間77から流出した廃ガスと、処理空間76から流出した廃ガスとを排出するように構成されている。   Further, as shown in FIG. 9, a gas discharge portion 91 for discharging waste gas flowing out from the processing space 75 and an exhaust gas flowing out from the processing space 77 are discharged into the film forming area 52 of the reaction chamber 1. The gas discharge part 92 is provided. Further, the reaction chamber 1 is provided with gas discharge portions 93 and 94. The gas discharge unit 93 is configured to discharge the waste gas flowing out from the processing space 75 and the waste gas flowing out from the processing space 76. On the other hand, the gas discharge unit 94 is configured to discharge the waste gas flowing out from the processing space 77 and the waste gas flowing out from the processing space 76.

尚、図示を省略するが、反応室1の側壁には、上記中間エリア53を減圧するためのガス排出部が設けられている。また、説明を簡単にするために、冷却ローラ及び加熱ローラを省略しているが、上記参考例2と同様に、これらを設けてもよいのは勿論である。   Although not shown, a gas discharge part for reducing the pressure in the intermediate area 53 is provided on the side wall of the reaction chamber 1. For the sake of simplicity, the cooling roller and the heating roller are omitted, but it is needless to say that these may be provided as in the second embodiment.

−成膜方法−
次に、本実施形態のプラズマCVD装置Sによる成膜方法について、液晶ディスプレイ等の薄膜トランジスタに一般に用いられるSiNx膜、a−Si膜、n−Si膜(n型ドープa−Si)を3層連続して成膜する場合を例に挙げて説明する。この3層の連続成膜は、一般に各膜間の界面が薄膜トランジスタの特性に大きな影響を与えることが知られているため、真空中で行われる。
-Film formation method-
Next, regarding the film forming method using the plasma CVD apparatus S of the present embodiment, three layers of SiNx film, a-Si film, and n + -Si film (n-type doped a-Si) generally used for thin film transistors such as liquid crystal displays are used. A case where the films are continuously formed will be described as an example. The three-layer continuous film formation is generally performed in a vacuum because the interface between the films is known to have a large influence on the characteristics of the thin film transistor.

まず、巻き出しローラ41から巻き出されたフレキシブル基板14は、仕切部材81の隙間を通り、SiNx膜の成膜を行う処理空間75へ移動する。処理空間75では、第1カソード電極11のガス導入口2から反応ガスであるモノシラン、アンモニア、及び窒素ガスの混合ガスを導入すると共に、電源ボックス71から第1カソード電極11に電圧を印加してプラズマ放電を発生させる。このことにより、フレキシブル基板14にSiNx膜を3000Åの厚さで成膜する。その後、フレキシブル基板14は仕切部材82の隙間を通過して、a−Si膜を成膜するための処理空間76へ移動する。   First, the flexible substrate 14 unwound from the unwinding roller 41 passes through the gap between the partition members 81 and moves to the processing space 75 where the SiNx film is formed. In the processing space 75, a mixed gas of monosilane, ammonia, and nitrogen gas, which are reactive gases, is introduced from the gas inlet 2 of the first cathode electrode 11, and a voltage is applied from the power supply box 71 to the first cathode electrode 11. A plasma discharge is generated. As a result, a SiNx film having a thickness of 3000 mm is formed on the flexible substrate 14. Thereafter, the flexible substrate 14 passes through the gap between the partition members 82 and moves to the processing space 76 for forming the a-Si film.

処理空間76では、第2カソード電極12のガス導入口2から反応ガスであるモノシラン及び水素ガスの混合ガスを導入すると共に、電源ボックス72から第2カソード電極12に電圧を印加してプラズマ放電を発生させる。このことにより、上記SiNx膜の上にa−Si膜を1500Åの厚さで成膜する。その後、フレキシブル基板14は仕切部材83の隙間を通過して、n−Si膜を成膜するための処理空間77へ移動する。 In the processing space 76, a mixed gas of monosilane and hydrogen gas, which are reaction gases, is introduced from the gas inlet 2 of the second cathode electrode 12, and a voltage is applied from the power source box 72 to the second cathode electrode 12 to cause plasma discharge. generate. As a result, an a-Si film is formed on the SiNx film to a thickness of 1500 mm. Thereafter, the flexible substrate 14 passes through the gap between the partition members 83 and moves to the processing space 77 for forming the n + -Si film.

処理空間77では、第3カソード電極13のガス導入口2から反応ガスであるホスフィン、モノシラン、及び水素ガスの混合ガスを導入すると共に、電源ボックス73から第3カソード電極13に電圧を印加してプラズマ放電を発生させる。このことにより、上記a−Si膜の上にn−Si膜を500Åの厚さで成膜する。その後、フレキシブル基板14は仕切部材84の隙間を通過して、ロードロックエリア51へ移動し、巻き取りローラ42により巻き取られる。以上の各工程により、フレキシブル基板14に、SiNx膜、a−Si膜、n−Si膜の3層を連続して成膜することできる。 In the processing space 77, a mixed gas of phosphine, monosilane, and hydrogen gas as reaction gases is introduced from the gas inlet 2 of the third cathode electrode 13, and a voltage is applied from the power supply box 73 to the third cathode electrode 13. A plasma discharge is generated. Thus, an n + -Si film having a thickness of 500 mm is formed on the a-Si film. Thereafter, the flexible substrate 14 passes through the gap between the partition members 84, moves to the load lock area 51, and is taken up by the take-up roller 42. Through the above steps, three layers of the SiNx film, the a-Si film, and the n + -Si film can be continuously formed on the flexible substrate 14.

実施形態2の効果−
したがって、この実施形態2によると、3つのカソード電極11,12,13をアノード電極6の第1放電面24に沿って配置することにより、ローラツウローラ方式のメリットを生かして、3種類の膜を連続して成膜することができる。そのことに加え、上記各処理空間75,76,77を仕切部材81,82,83,84により仕切ると共に、上記仕切部材81,82,83,84に対し、アノード電極6の第1放電面24に沿って湾曲する湾曲面85,86,87を、その第1放電面24に対向するように形成したので、各処理空間75,76,77同士の間の気密性を向上させることができる。すなわち、隣接する処理空間75,76,77同士の間における反応ガス等の異物の移動を抑制できるため、成膜された膜の質を高めることができる。その結果、薄膜トランジスタの特性の劣化を防止して高品位のデバイスを製造することができる。
-Effect of Embodiment 2-
Therefore, according to the second embodiment , by arranging the three cathode electrodes 11, 12, and 13 along the first discharge surface 24 of the anode electrode 6, three kinds of films can be obtained by taking advantage of the roller-to-roller system. Can be continuously formed. In addition, the processing spaces 75, 76, 77 are partitioned by partition members 81, 82, 83, 84, and the first discharge surface 24 of the anode electrode 6 is separated from the partition members 81, 82, 83, 84. Since the curved surfaces 85, 86, 87 that are curved along the first discharge surface 24 are formed so as to face each other, the airtightness between the processing spaces 75, 76, 77 can be improved. That is, since the movement of foreign substances such as reaction gas between the adjacent processing spaces 75, 76, 77 can be suppressed, the quality of the formed film can be improved. As a result, deterioration of the characteristics of the thin film transistor can be prevented and a high quality device can be manufactured.

さらに、カソード電極を湾曲するアノード電極6に沿って増加させることにより、複数種類の成膜を連続して行うことができるので、従来の平行平面型プラズマCVD装置のように、直線的に複数のカソード電極を増設しなくてもよい。つまり、本実施形態によると、複数のカソード電極を設けたとしても、装置全体が水平方向に長くならないため、装置の設置面積を低減させることができる。   Further, by increasing the cathode electrode along the curved anode electrode 6, a plurality of types of film formation can be performed continuously, so that a plurality of linear films can be formed linearly as in a conventional parallel plane plasma CVD apparatus. It is not necessary to add a cathode electrode. That is, according to the present embodiment, even if a plurality of cathode electrodes are provided, the entire apparatus does not become long in the horizontal direction, so that the installation area of the apparatus can be reduced.

また、各カソード電極11,12,13の電極長さの比率を、成膜する各薄膜の必要膜厚/成膜レートの比率で構成することにより、異種薄膜を最適に連続して成膜できる。   Further, by forming the ratio of the electrode lengths of the cathode electrodes 11, 12, and 13 by the ratio of the required film thickness / deposition rate of each thin film to be formed, different kinds of thin films can be optimally and continuously formed. .

ところで、本実施形態のように、連続に繋がった基板に対して異なった種類の薄膜を連続して成膜する場合に最も問題となるのは、隣接する処理空間75,76,77からの異種ガスのコンタミネーションである。特に、本実施形態の場合には、SiNx膜の成膜に用いるアンモニアガスや窒素ガスが、処理空間75からa−Si膜の成膜を行う処理空間76へppm(1/100万)レベルでも混入すると、正常なa−Si膜を成膜することができない。   By the way, when the different types of thin films are continuously formed on the continuously connected substrates as in the present embodiment, the most serious problem is the dissimilarity from the adjacent processing spaces 75, 76, 77. This is gas contamination. In particular, in the case of the present embodiment, ammonia gas and nitrogen gas used for forming the SiNx film are transferred from the processing space 75 to the processing space 76 for forming the a-Si film even at a ppm (1 / 1,000,000) level. If mixed, a normal a-Si film cannot be formed.

このコンタミネーションを防ぐために、処理空間75,76,77の隙間を真空引きして流れを変えたり、ラビリンスシールを設ける等の方法が考えられる。ラビリンスシールは、隙間の間隔を狭くするか又はシール長さを増大させることにより、いわゆる隙間のコンダクタンスを下げて、シール性を高めるようになっている。この場合、隙間のコンダクタンスは、シール長さの一乗に逆比例して低下するが隙間の間隔の自乗に逆比例して低下する点、及び、シール長さの方向はカソード電極の長さ方向になるためにシール長さを大きく取り過ぎると成膜エリアが狭くなってしまう点から、シール長さではなく隙間の間隔をできる限り小さくすることが望ましい。   In order to prevent this contamination, methods such as evacuating the gaps between the processing spaces 75, 76, and 77 to change the flow or providing a labyrinth seal can be considered. The labyrinth seal is designed to improve the sealing performance by reducing the so-called clearance conductance by narrowing the gap interval or increasing the seal length. In this case, the conductance of the gap decreases in inverse proportion to the square of the seal length but decreases in inverse proportion to the square of the gap interval, and the direction of the seal length is in the length direction of the cathode electrode. For this reason, if the seal length is excessively large, the film forming area becomes narrow. Therefore, it is desirable to reduce not the seal length but the gap interval as much as possible.

しかし、ローラツウローラ方式を適用した従来の平行平面型プラズマCVD装置では、フレキシブル基板に反りやうねりが生じることが避けられず、上記隙間の間隔をせいぜい3.0mm程度にまで狭めることが限度であった。   However, in the conventional parallel plane plasma CVD apparatus to which the roller-to-roller system is applied, it is inevitable that the flexible substrate is warped or undulated, and it is limited to narrow the gap interval to about 3.0 mm at most. there were.

これに対し、本実施形態では、フレキシブル基板14がアノード電極6の凸状に湾曲した表面に巻き付けられているため、フレキシブル基板14の反りやうねりを防止することができる。すなわち、仕切部材82の隙間を0.5mm程度に非常に狭く形成することができる。その結果、隙間の間隔を小さくしてシール性を高めることができるため、連続につながった基板に異なった種類の薄膜を連続成膜する場合に、隣接する処理空間75,76,77からの異種反応ガスや残留ガスのコンタミネーションによる膜質の劣化を防ぐことができる。   On the other hand, in this embodiment, since the flexible substrate 14 is wound around the convex curved surface of the anode electrode 6, warping and undulation of the flexible substrate 14 can be prevented. That is, the gap between the partition members 82 can be formed very narrow to about 0.5 mm. As a result, since the gap can be reduced and the sealing performance can be improved, when different types of thin films are continuously formed on a continuous substrate, different types from adjacent processing spaces 75, 76, 77 can be obtained. Deterioration of film quality due to contamination of reaction gas and residual gas can be prevented.

尚、図10に拡大して示すように、例えば仕切部材82に対し、その隙間に連通する通路90を形成し、この通路90の内部を真空ポンプ等により減圧するようにしてもよい。   10, for example, a passage 90 communicating with the gap may be formed in the partition member 82, and the inside of the passage 90 may be decompressed by a vacuum pump or the like.

すなわち、比較的高い圧力条件下で成膜を行う処理空間75では、反応が終了して残留ガス95が発生している。一方、比較的低い圧力条件下で成膜を行う処理空間76では、反応が終了して残留ガス96が発生している。上述のように、上記通路90がなくても隣接する処理室75,76同士の間は気密状にシールすることが可能であるが、通路90を設けると共にその内部を減圧することにより、仮に、処理空間75の残留ガス95の一部が、コンタミネーションガスとして隙間を通り、処理空間76側へ移動したとしても、そのコンタミネーションガスは、通路90を通って排出される。したがって、通路90を設けて減圧することにより、コンタミネーションを確実に防止することが可能となる。   That is, in the processing space 75 where film formation is performed under relatively high pressure conditions, the reaction is completed and residual gas 95 is generated. On the other hand, in the processing space 76 where film formation is performed under relatively low pressure conditions, the reaction is completed and residual gas 96 is generated. As described above, between the adjacent processing chambers 75 and 76 can be sealed in an airtight manner without the passage 90, but by providing the passage 90 and depressurizing the interior, Even if a part of the residual gas 95 in the processing space 75 passes through the gap as the contamination gas and moves to the processing space 76 side, the contamination gas is discharged through the passage 90. Therefore, it is possible to reliably prevent contamination by providing the passage 90 to reduce the pressure.

《その他の実施形態》
上記各実施形態及び参考例では、アノード電極6の第1放電面24を凸面状に湾曲して形成する一方、カソード電極3,…の第2放電面25を凹面状に湾曲して形成したが、本発明はこれに限定されず、その逆の構成とし、アノード電極6の第1放電面24を凹面状に形成する一方、カソード電極3,…の第2放電面25を凸面状に形成するようにしてもよい。
<< Other Embodiments >>
In each of the above embodiments and reference examples, the first discharge surface 24 of the anode electrode 6 is formed to be curved in a convex shape, while the second discharge surface 25 of the cathode electrodes 3 is formed to be curved in a concave shape. The present invention is not limited to this, and the reverse configuration is adopted, in which the first discharge surface 24 of the anode electrode 6 is formed in a concave shape, while the second discharge surface 25 of the cathode electrodes 3,. You may do it.

また、この場合、上記電極間距離調節機構45により調節されたアノード電極6とカソード電極3との距離に基づいて、アノード電極6の第1放電面24の曲率を調整する曲率調整機構46とを備えるようにしてもよい。   In this case, a curvature adjusting mechanism 46 that adjusts the curvature of the first discharge surface 24 of the anode electrode 6 based on the distance between the anode electrode 6 and the cathode electrode 3 adjusted by the interelectrode distance adjusting mechanism 45 is provided. You may make it prepare.

以上説明したように、本発明は、プラスチックやメタルホイール等のフレキシブル基板にプラズマCVD法により成膜を行うプラズマCVD装置について有用である。   As described above, the present invention is useful for a plasma CVD apparatus that forms a film on a flexible substrate such as a plastic or metal wheel by a plasma CVD method.

参考例1のプラズマCVD装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the plasma CVD apparatus of the reference example 1 typically. 参考例2のプラズマCVD装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the plasma CVD apparatus of the reference example 2 typically. 参考例3のプラズマCVD装置の要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the plasma CVD apparatus of the reference example 3. 実施形態1のアノード電極及びカソード電極を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing an anode electrode and a cathode electrode of Embodiment 1. FIG. 電極間距離及びカソード電極の曲率が小さく調整された状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state by which the distance between electrodes and the curvature of the cathode electrode were adjusted small. 電極間距離及びカソード電極の曲率が大きく調整された状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state by which the distance between electrodes and the curvature of the cathode electrode were adjusted large. 参考例4のカソード電極を示す側面図である。 10 is a side view showing a cathode electrode of Reference Example 4. FIG. 単位部材を拡大して示す側面図である。It is a side view which expands and shows a unit member. 実施形態2のプラズマCVD装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the plasma CVD apparatus of Embodiment 2 typically. 仕切部材を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a partition member. 従来の平行平面型プラズマCVD装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional parallel plane type plasma CVD apparatus. 電極間距離と膜応力との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the distance between electrodes, and film | membrane stress.

S プラズマCVD装置
1 反応室
2 ガス導入口(ガス導入部)
3 カソード電極(第2電極)
5 抵抗ヒータ(加熱機構)
6 アノード電極(第1電極、搬送機構)
11 第1カソード電極
12 第2カソード電極
13 第3カソード電極
14 フレキシブル基板
19 搬送機構
24 第1放電面
25 第2放電面
41 巻き出しローラ(搬送機構)
42 巻き取りローラ(搬送機構)
45 電極間距離調節機構
46 曲率調整機構
48 単位部材
49 第1平面部
65 加熱ローラ(加熱機構、搬送機構)
66 冷却ローラ(冷却機構、搬送機構)
81,82,83,84 仕切部材
85,86,87,88 湾曲面
S Plasma CVD equipment 1 Reaction chamber
2 Gas inlet (gas inlet)
3 Cathode electrode (second electrode)
5 Resistance heater (heating mechanism)
6 Anode electrode (first electrode, transport mechanism)
11 First cathode electrode
12 Second cathode electrode
13 Third cathode electrode
14 Flexible substrate
19 Transport mechanism
24 First discharge surface
25 Second discharge surface
41 Unwinding roller (conveyance mechanism)
42 Winding roller (conveyance mechanism)
45 Electrode distance adjustment mechanism
46 Curvature adjustment mechanism
48 unit parts
49 1st plane part
65 Heating roller (heating mechanism, transport mechanism)
66 Cooling roller (cooling mechanism, transport mechanism)
81, 82, 83, 84 Partition member
85, 86, 87, 88 Curved surface

Claims (15)

反応室と、
上記反応室の内部に反応ガスを導入するガス導入部と、
上記反応室の内部に設けられ、互いの間でプラズマ放電を発生させる第1電極及び第2電極と、
上記第1電極と上記第2電極との間でフレキシブル基板を搬送する搬送機構とを備え、上記フレキシブル基板にプラズマCVD処理を施すプラズマCVD装置であって、
上記第1電極は湾曲した第1放電面を有する一方、上記第2電極は上記第1放電面に沿って湾曲した第2放電面を有し、
上記第1電極と上記第2電極との距離を調節する電極間距離調節機構と、
上記電極間距離調節機構により調節された上記第1電極と第2電極との距離に基づいて、上記第1放電面又は第2放電面の曲率を調整する曲率調整機構とを備えている
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
A reaction chamber;
A gas introduction part for introducing a reaction gas into the reaction chamber;
A first electrode and a second electrode provided inside the reaction chamber and generating a plasma discharge between each other;
A plasma CVD apparatus comprising a transport mechanism for transporting a flexible substrate between the first electrode and the second electrode, and performing plasma CVD treatment on the flexible substrate,
The first electrode has a curved first discharge surface, while the second electrode has a second discharge surface curved along the first discharge surface;
An inter-electrode distance adjusting mechanism for adjusting a distance between the first electrode and the second electrode;
A curvature adjusting mechanism that adjusts the curvature of the first discharge surface or the second discharge surface based on the distance between the first electrode and the second electrode adjusted by the inter-electrode distance adjustment mechanism. A characteristic plasma CVD apparatus.
請求項1において、
上記搬送機構は、上記第1電極を有し、上記フレキシブル基板を該第1電極の第1放電面に巻き付けた状態で搬送するように構成されている
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 1,
The plasma CVD apparatus, wherein the transport mechanism includes the first electrode, and is configured to transport the flexible substrate in a state of being wound around the first discharge surface of the first electrode.
請求項1において、
上記曲率調整機構は、圧電素子により構成されている
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 1,
The plasma CVD apparatus, wherein the curvature adjusting mechanism is constituted by a piezoelectric element.
請求項1において、
上記第1電極の第1放電面は凸面状に形成される一方、上記第2電極の第2放電面は凹面状に形成されている
ことを特徴とするプラズマCVD装置
In claim 1,
The plasma CVD apparatus, wherein the first discharge surface of the first electrode is formed in a convex shape, and the second discharge surface of the second electrode is formed in a concave shape .
請求項1において、
上記反応室には、プラズマCVD処理されたフレキシブル基板を冷却する冷却機構が設けられている
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 1,
The plasma CVD apparatus, wherein the reaction chamber is provided with a cooling mechanism for cooling the flexible substrate subjected to the plasma CVD process.
請求項において、
上記冷却機構は、上記搬送機構の一部を構成する冷却ローラを有している
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 5 ,
The plasma CVD apparatus, wherein the cooling mechanism includes a cooling roller that constitutes a part of the transport mechanism.
請求項において、
上記冷却ローラは、上記フレキシブル基板におけるプラズマCVD処理が施されない側の裏面を支持するように構成されている
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 6 ,
The plasma CVD apparatus, wherein the cooling roller is configured to support a back surface of the flexible substrate on which the plasma CVD process is not performed.
請求項1において、
上記反応室には、プラズマCVD処理されるフレキシブル基板を加熱する加熱機構が設けられている
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 1,
A plasma CVD apparatus, wherein the reaction chamber is provided with a heating mechanism for heating a flexible substrate to be plasma CVD processed.
請求項において、
上記加熱機構は、上記搬送機構の一部を構成する加熱ローラを有している
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 8 ,
The plasma CVD apparatus, wherein the heating mechanism includes a heating roller that constitutes a part of the transport mechanism.
請求項において、
上記加熱ローラは、上記フレキシブル基板におけるプラズマCVD処理が施されない側の裏面を支持する
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 9 ,
The said heating roller supports the back surface of the side in which the plasma CVD process in the said flexible substrate is not performed, The plasma CVD apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1において、
上記搬送機構は、上記フレキシブル基板を巻き出す巻き出しローラと、該巻き出しローラから巻き出されたフレキシブル基板を加熱して搬送する加熱ローラと、プラズマCVD処理が施されたフレキシブル基板を冷却して搬送する冷却ローラと、該冷却ローラにより冷却されたフレキシブル基板を巻き取る巻き取りローラとを備え、
上記巻き出しローラ、上記加熱ローラ、上記冷却ローラ、及び上記巻き取りローラは、各回転軸が平行となるように配置され、
上記巻き出しローラは、上記加熱ローラよりも上記冷却ローラ側に配置され、
上記巻き取りローラは、上記冷却ローラよりも上記加熱ローラ側に配置されている
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 1,
The transport mechanism cools the unwinding roller that unwinds the flexible substrate, the heating roller that heats and transports the flexible substrate unwound from the unwinding roller, and the flexible substrate that has been subjected to plasma CVD processing. A cooling roller that conveys, and a winding roller that winds the flexible substrate cooled by the cooling roller;
The unwinding roller, the heating roller, the cooling roller, and the winding roller are arranged so that the respective rotation axes are parallel,
The unwinding roller is disposed closer to the cooling roller than the heating roller,
The plasma CVD apparatus, wherein the winding roller is disposed closer to the heating roller than the cooling roller.
請求項11において、
上記巻き出しローラ及び上記巻き取りローラは、上下に段違いに配置されている
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 11 ,
The plasma CVD apparatus, wherein the unwinding roller and the take-up roller are arranged in a vertical difference.
請求項1において、
上記第2電極は、上記第1電極の第1放電面に沿って複数設けられている
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 1,
The plasma CVD apparatus, wherein a plurality of the second electrodes are provided along the first discharge surface of the first electrode.
請求項13において、
上記各第2電極と上記第1電極との間に形成されると共にプラズマCVD処理が行われる各処理空間は、上記第1電極の第1放電面に対し所定の隙間を設けた状態で配置された仕切部材により仕切られており、
上記仕切部材は、上記第1放電面に沿って湾曲する湾曲面を有している
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 13 ,
Each processing space that is formed between each second electrode and the first electrode and in which plasma CVD processing is performed is arranged with a predetermined gap with respect to the first discharge surface of the first electrode. Partitioned by a partition member,
The plasma CVD apparatus, wherein the partition member has a curved surface that curves along the first discharge surface.
請求項1において、
上記第1電極はアノード電極である一方、上記第2電極はカソード電極である
ことを特徴とするプラズマCVD装置。
In claim 1,
The plasma CVD apparatus, wherein the first electrode is an anode electrode, and the second electrode is a cathode electrode.
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