JP5206411B2 - Thin film forming apparatus and thin film forming method - Google Patents

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Description

本発明は、薄膜形成装置、及び、薄膜形成方法に関する。   The present invention relates to a thin film forming apparatus and a thin film forming method.

近年、LSI、半導体、表示デバイス、磁気記録デバイス、光電変換デバイス等の各種製品には、基材上に電極膜、誘電体保護膜、半導体膜などの高機能性の薄膜を設けた材料が多数用いられている。   In recent years, various products such as LSIs, semiconductors, display devices, magnetic recording devices, photoelectric conversion devices, etc. have many materials in which high-functional thin films such as electrode films, dielectric protective films, and semiconductor films are provided on a substrate. It is used.

従来、このような高機能性の薄膜は、塗布法に代表される湿式製膜法か、あるいは、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の真空を用いた乾式製膜法によって、形成されている。   Conventionally, such a high-functional thin film is formed by a wet film formation method represented by a coating method, or a dry film formation method using a vacuum such as a sputtering method, a vacuum evaporation method, or an ion plating method. Has been.

しかし最近では例えば、大気圧プラズマ放電処理薄膜形成法が、上記湿式製膜法に比べてより高性能な薄膜が得られること、且つ、真空を用いた乾式製膜法に比べて生産性が高いこと等から、考案され実用化されつつある(例えば、特許文献1参照。)。大気圧プラズマ放電処理方法の最大のメリットは、真空にする必要がないので、塗布法と同様に連続製膜が可能であることである。   However, recently, for example, the atmospheric pressure plasma discharge processing thin film forming method can provide a higher performance thin film than the above-mentioned wet film forming method, and the productivity is higher than the dry film forming method using vacuum. Therefore, it has been devised and put into practical use (for example, see Patent Document 1). The greatest merit of the atmospheric pressure plasma discharge processing method is that it is not necessary to make a vacuum, so that continuous film formation is possible as in the coating method.

そして、大気圧プラズマ放電による薄膜形成法に関しては特に、連続して成膜を形成し、さらに薄膜を均一に形成させることに関する処理装置に関するものが特許文献に多く見られる。   And especially regarding the thin film formation method by atmospheric pressure plasma discharge, many things regarding the processing apparatus regarding forming a film continuously and forming a thin film uniformly are seen in patent documents.

例えば特許文献2では、第1の電極と第2の電極を有する一対の対向電極と、この対向電極の間に形成される放電部を有し、放電部において対向電極の一方の電極に近い側を通過しながら処理された基材が、折り返し移送手段により再び対向電極のもう一方の電極に近い側を通過しながら放電部に搬送される。放電部において往復して通過する基材の間に大気圧またはその近傍の圧力の反応ガスを供給する手段を有し、かつ第1の電極と第2の電極にそれぞれ異なる高周波電圧成分を印加させるプラズマ放電処理装置に関することが記載されている。   For example, Patent Document 2 includes a pair of counter electrodes having a first electrode and a second electrode, and a discharge portion formed between the counter electrodes, and a side close to one of the counter electrodes in the discharge portion The base material processed while passing through is conveyed to the discharge part while passing again through the side near the other electrode of the counter electrode by the folding transfer means. Means for supplying a reaction gas at atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof between substrates that reciprocate and pass in the discharge part, and applying different high-frequency voltage components to the first electrode and the second electrode, respectively The description relates to a plasma discharge treatment apparatus.

さらに、反応ガスの流れを制御することにより薄膜の均一化を行う手段に関する文献が見受けられる。   Further, there can be found literature relating to means for homogenizing a thin film by controlling the flow of reaction gas.

例えば、特許文献3では、一方が回転するロール電極で他方が固定したロール電極からなる対向ロール電極を備え、膜を形成させる基材がロール電極間を通る構造となっている。反応ガスが流れる流路が、対向ロール電極の間隙の上流側部分および下流側部分とが対称な形状にすることにより、ガス流路のガイド機構を兼ねることが記載されている。   For example, in patent document 3, it has the structure which is equipped with the opposing roll electrode which consists of a roll electrode which one side rotated and the other fixed, and the base material which forms a film | membrane passes between roll electrodes. It is described that the flow path through which the reaction gas flows serves as a guide mechanism for the gas flow path by making the upstream portion and the downstream portion of the gap between the opposed roll electrodes symmetrical.

特許文献4では、特許文献2および3と同様に、一定放電空間を隔てて対向して設けられた電極が互いにロール状である放電プラズマ処理電極間に混合ガスを供給し、放電プラズマ処理する装置である。そして反応ガスの導入口と吸引口を基材とロール電極が接する位置付近までの間、電極表面にできるだけ接近させて被覆するガス漏れ防止スカートが記載されている。
特開平2−48626号公報 特開2004−189958号公報 特開2003−93870号公報 特開2001−279457号公報
In Patent Document 4, as in Patent Documents 2 and 3, an apparatus for supplying a mixed gas between discharge plasma processing electrodes in which electrodes provided opposite to each other with a constant discharge space in a roll shape are supplied to perform discharge plasma processing. It is. In addition, a gas leakage prevention skirt is described in which the reaction gas introduction port and the suction port are covered as close as possible to the electrode surface until the vicinity of the position where the substrate and the roll electrode are in contact with each other.
JP-A-2-48626 JP 2004-189958 A JP 2003-93870 A JP 2001-279457 A

しかし上記何れの特許文献においても、処理ガス吐出手段より製膜空間に供給された原料を含むガスのうち、一部は製膜には寄与せずに、微粒子(パーティクル)としてその製膜空間内を浮遊することによる問題については記載されていない。即ち、このパーティクルは処理時間とともに次第に進行して、電極表面、被処理基材の表面に降り積もり、さらに基材の製膜中に混入することによって、薄膜の膜質(ヘイズ)が劣化するとともに、パーティクルが電極表面を含む反応容器内に飛散することにより放電状態が変化する。その結果連続的に安定した処理や製膜は困難となる。   However, in any of the above-mentioned patent documents, a part of the gas containing the raw material supplied from the processing gas discharge means to the film forming space does not contribute to the film forming, but as fine particles (particles) in the film forming space. There is no mention of problems caused by floating. That is, this particle gradually progresses with the treatment time, and accumulates on the electrode surface and the surface of the substrate to be treated, and further mixed into the film formation of the substrate, whereby the film quality (haze) of the thin film deteriorates and the particles The state of discharge changes as a result of scattering in the reaction vessel including the electrode surface. As a result, continuous and stable treatment and film formation become difficult.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、大気圧プラズマ放電による薄膜形成方法において、ガスの流れ抵抗及び、供給と排気の流量を調整して、浮遊した微粒子が基材の製膜中に混入することがない薄膜形成装置、及び、薄膜形成方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to adjust the flow resistance of gas and the flow rate of supply and exhaust in a thin film formation method by atmospheric pressure plasma discharge, and suspended fine particles It is providing the thin film formation apparatus and thin film formation method which are not mixed in the film formation of this.

本発明の上記目的は、下記構成により達成された。
1.連続的に移送する基材の表面に、大気圧もしくはその近傍の圧力下でプラズマ放電処理して薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
所定の間隙を有して対向し、回転する一対のロール電極と、
前記一対のロール電極に電圧を印加してプラズマ放電を発生させるプラズマ放電手段と、
前記プラズマ放電手段に前記基材を移送する移送手段と、
前記プラズマ放電手段を通過する前記基材に処理ガスを前記所定の間隙の方向に吐出させる処理ガス吐出手段と、
前記処理ガスが前記プラズマ放電手段を通過した後のガスを排出するガス排出手段と、
前記処理ガス吐出手段と前記一対のロール電極の表面との間に、ロール電極の表面に沿って軸方向に一定の空間を有する被覆空間部と、
を有し、
前記処理ガスが、前記被覆空間部を通過する時に受ける流れ抵抗Paと、前記一対のロール電極の、前記所定の間隙を通過する時に受ける流れ抵抗Pbと、の比が、
1<Pa/Pb
であり、
かつ前記ガス排出手段が取り込む排ガスのガス排気流量Qoutと、前記処理ガス吐出手段が前記処理ガスを吐出するガスのガス吐出流量Qinと、の比が、
1<Qout/Qin
であることを特徴とする薄膜形成装置。
2.前記処理ガスが、前記流れ抵抗Paと、前記流れ抵抗Pbと、の比が、
10≦Pa/Pb≦1000
であることを特徴とする1に記載の薄膜形成装置。
3.前記ガス排気流量Qoutと、前記ガス吐出流量Qinとの比が、
2≦Qout/Qin≦10
であることを特徴とする1に記載の薄膜形成装置。
4.前記一対のロール電極の、前記所定の間隙の距離bが、
0.1≦b≦2.0(mm)
であるか、又は、
前記被覆空間部の軸方向から見た円弧は、前記ロール電極の中心から角度θが、
π/18≦θ
であること、
の少なくとも一方が成立していることを特徴とする1に記載の薄膜形成装置。
5.前記処理ガス吐出手段の前記被覆空間部に面する表面は、凹凸した粗面を有し、前記ロール電極の表面RHから凸部までの距離Hb1と、前記表面RHから凹部までの距離Hb2と、の比が
Hb1/Hb2≦0.5
であることを特徴とする1に記載の薄膜形成装置。
6.前記被覆空間部に熱を与える機構を有し、前記処理ガスが前記被覆空間部を通過するときの処理ガスの温度Taと、前記一対のロール電極が放電する前記所定の間隙を通過するときの処理ガス温度Tbと、の比が
1≦Ta/Tb
であることを特徴とする1に記載の薄膜形成装置。
7.連続的に移送する基材の表面に、大気圧もしくはその近傍の圧力下でプラズマ放電処理して薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
所定の間隙を有して対向し、回転する一対のロール電極と、
前記一対のロール電極に電圧を印加してプラズマ放電を発生させるプラズマ放電工程と、
前記プラズマ放電工程に前記基材を移送する移送工程と、
前記プラズマ放電工程を通過する前記基材に処理ガスを前記所定の間隙の方向に吐出させる処理ガス吐出工程と、
前記処理ガスが前記プラズマ放電工程を通過した後のガスを排出するガス排出工程と、
前記処理ガス吐出工程と前記一対のロール電極の表面との間に、ロール電極の表面に沿って軸方向に一定の空間を有する被覆空間部と、
を有し、
前記処理ガスが、前記被覆空間部を通過する時に受ける流れ抵抗Paと、前記一対のロール電極の、前記所定の間隙を通過する時に受ける流れ抵抗Pbと、の比が、
1<Pa/Pb
であり、
かつ前記ガス排出工程が取り込む排ガスのガス排気流量Qoutと、前記処理ガス吐出工程が前記処理ガスを吐出するガスのガス吐出流量Qinと、の比が、
1<Qout/Qin
であることを特徴とする薄膜形成方法。
8.前記処理ガスが、前記流れ抵抗Paと、前記流れ抵抗Pbと、の比が、
10≦Pa/Pb≦1000
であることを特徴とする7に記載の薄膜形成方法。
9.前記ガス排気流量Qoutと、前記ガス吐出流量Qinとの比が、
2≦Qout/Qin≦10
であることを特徴とする7に記載の薄膜形成方法。
10.前記前記一対のロール電極の、前記所定の間隙の距離bが、
0.1≦b≦2.0(mm)
であるか、又は、
前記被覆空間部の軸方向から見た円弧は、前記ロール電極の中心からの角度θが、
π/18≦θ
であること、
の少なくとも一方が成立していることを特徴とする7に記載の薄膜形成方法。
11.前記処理ガス吐出工程の前記被覆空間部に面する表面は、凹凸した粗面を有し、前記ロール電極の表面RHから凸部までの距離Hb1と、前記表面RHから凹部までの距離Hb2と、の比が
Hb1/Hb2≦0.5
であることを特徴とする7に記載の薄膜形成方法。
12.前記被覆空間部に熱を与える機構を有し、前記処理ガスが前記被覆空間部を通過するときの処理ガスの温度Taと、一対の前記ロール電極が放電する前記所定の間隙を通過するときの処理ガス温度Tbと、の比が
1≦Ta/Tb
であることを特徴とする7に記載の薄膜形成方法。
The above object of the present invention has been achieved by the following constitution.
1. A thin film forming apparatus for forming a thin film by performing plasma discharge treatment on the surface of a substrate to be continuously transferred under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof,
A pair of roll electrodes facing and rotating with a predetermined gap;
Plasma discharge means for generating a plasma discharge by applying a voltage to the pair of roll electrodes;
Transfer means for transferring the substrate to the plasma discharge means;
A processing gas discharge means for discharging a processing gas in the direction of the predetermined gap to the base material passing through the plasma discharge means;
Gas discharge means for discharging the gas after the processing gas has passed through the plasma discharge means;
Between the processing gas discharge means and the surface of the pair of roll electrodes, a coating space portion having a certain space in the axial direction along the surface of the roll electrode;
Have
The process gas comprises a flow resistance Pa experienced when passing in front Symbol covering space, said pair of rolls electrodes, and the flow resistance Pb experienced when passing through the predetermined gap, the ratio of,
1 <Pa / Pb
And
And the ratio of the gas exhaust flow rate Qout of the exhaust gas taken in by the gas discharge means and the gas discharge flow rate Qin of the gas from which the processing gas discharge means discharges the processing gas is:
1 <Qout / Qin
A thin film forming apparatus characterized by the above.
2. The process gas comprises a Re before Symbol flow resistance Pa, said the flow resistance Pb, the ratio of,
10 ≦ Pa / Pb ≦ 1000
2. The thin film forming apparatus according to 1, wherein
3. And the gas exhaust flow rate Qout, is the ratio between the front Kiga scan discharge flow rate Qin,
2 ≦ Qout / Qin ≦ 10
2. The thin film forming apparatus according to 1, wherein
4). Before Symbol pair of rolls electrodes, the distance b of the predetermined gap,
0.1 ≦ b ≦ 2.0 (mm)
Or
The arc viewed from the axial direction of the covering space portion has an angle θ from the center of the roll electrode,
π / 18 ≦ θ
Being
2. The thin film forming apparatus according to 1, wherein at least one of the following holds:
5. Surface facing the coating space portion of the process gas discharging means has a rough surface that is concave convex, the distance Hb1 from the surface RH of the roll electrode to the convex portion, the distance Hb2 from the surface RH until recess The ratio of Hb1 / Hb2 ≦ 0.5
2. The thin film forming apparatus according to 1, wherein
6). A mechanism for applying heat to pre-Symbol the covering space, and the temperature Ta of the process gas when the process gas passes through the coating space, the pair of rolls electrodes passes through the predetermined gap to be discharged The ratio of the processing gas temperature Tb to 1 ≦ Ta / Tb
2. The thin film forming apparatus according to 1, wherein
7). A thin film forming method for forming a thin film by performing plasma discharge treatment under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof on the surface of a substrate to be continuously transferred,
A pair of roll electrodes facing and rotating with a predetermined gap;
A plasma discharge step of generating a plasma discharge by applying a voltage to the pair of roll electrodes;
A transfer step of transferring the substrate to the plasma discharge step;
A processing gas discharge step of discharging a processing gas in the direction of the predetermined gap to the base material passing through the plasma discharge step;
A gas discharge step of discharging the gas after the processing gas has passed through the plasma discharge step;
Between the process gas discharge step and the surfaces of the pair of roll electrodes, a covering space portion having a constant space in the axial direction along the surface of the roll electrodes;
Have
The ratio between the flow resistance Pa received when the processing gas passes through the coating space and the flow resistance Pb received when the processing gas passes through the predetermined gap between the pair of roll electrodes is:
1 <Pa / Pb
And
And the ratio of the gas exhaust flow rate Qout of the exhaust gas taken in by the gas discharge step and the gas discharge flow rate Qin of the gas from which the processing gas discharge step discharges the processing gas is:
1 <Qout / Qin
A method for forming a thin film, characterized in that
8). The process gas has a ratio of the flow resistance Pa to the flow resistance Pb.
10 ≦ Pa / Pb ≦ 1000
8. The thin film forming method according to 7, wherein
9. The ratio of the gas exhaust flow rate Qout and the gas discharge flow rate Qin is:
2 ≦ Qout / Qin ≦ 10
8. The thin film forming method according to 7, wherein
10. The distance b between the predetermined gaps of the pair of roll electrodes is
0.1 ≦ b ≦ 2.0 (mm)
Or
The arc viewed from the axial direction of the covering space portion has an angle θ from the center of the roll electrode,
π / 18 ≦ θ
Being
8. The thin film forming method according to 7, wherein at least one of the above holds.
11. The surface facing the coating space portion of the process gas discharge step has a rough surface that is uneven, a distance Hb1 from the surface RH to the convex portion of the roll electrode, and a distance Hb2 from the surface RH to the concave portion, The ratio of Hb1 / Hb2 ≦ 0.5
8. The method for forming a thin film according to 7, wherein
12 A mechanism for applying heat to the coating space, and a temperature Ta of the processing gas when the processing gas passes through the coating space, and a time when the pair of roll electrodes pass through the predetermined gap The ratio of the processing gas temperature Tb is 1 ≦ Ta / Tb
8. The thin film forming method according to 7, wherein

本発明によれば、処理ガスが、処理ガス吐出手段と一対のロール電極の表面との間の被覆空間部を通過する時に受ける流れ抵抗値が、一対のロール電極の間隙を通過する時に受ける流れ抵抗値よりも大きく、かつ排ガス排出手段でのガス排気流量が処理ガス吐出手段でのガス供給流量より大きい場合、微粒子(パーティクル)が製膜中に混入することがなく薄膜の膜質(ヘイズ)の劣化を抑制できる。   According to the present invention, the flow resistance value received when the processing gas passes through the coating space between the processing gas discharge means and the surfaces of the pair of roll electrodes receives the flow received when passing through the gap between the pair of roll electrodes. If the gas exhaust flow rate at the exhaust gas discharge means is larger than the resistance value and larger than the gas supply flow rate at the process gas discharge means, fine particles (particles) are not mixed in the film formation and the film quality (haze) of the thin film is reduced. Deterioration can be suppressed.

本発明の製造方法に用いられるプラズマ放電処理装置を示す図である。It is a figure which shows the plasma discharge processing apparatus used for the manufacturing method of this invention. 処理ガス吐出手段を示す図である。It is a figure which shows a process gas discharge means. 被覆空間部を模式的に示した図である。It is the figure which showed the covering space part typically. 処理ガス吐出部の被覆空間部に面した表面の凹凸を、ロール電極の表面RHから凸部までの距離Hb1と、表面RHから凹部までの距離Hb2として表す図。The figure showing the unevenness | corrugation of the surface which faces the coating | coated space part of the process gas discharge part as the distance Hb1 from the surface RH of a roll electrode to a convex part, and the distance Hb2 from the surface RH to a recessed part.

符号の説明Explanation of symbols

10A、10B ロール電極
11A、11B、11C、11D Uターンロール
20 ガイドロール
30 処理ガス吐出手段
40 ガス排出手段
100 放電間隙部(放電部)
302A、302B 被覆空間部
80 電源
F 基材
G 処理ガス
10A, 10B Roll electrode 11A, 11B, 11C, 11D U turn roll 20 Guide roll 30 Process gas discharge means 40 Gas discharge means 100 Discharge gap (discharge part)
302A, 302B Covering space 80 Power supply F Base material G Processing gas

本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。   An embodiment of the present invention will be described. In addition, although this invention is demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not restricted to this embodiment. In addition, the following assertive description in the embodiment of the present invention shows the best mode, and does not limit the meaning or technical scope of the terms of the present invention.

〔プラズマ放電処理装置〕
図1は、本発明の製造方法に用いられるプラズマ放電処理装置の一例で、二つのロール電極を用いて基材を往復させて処理するプラズマ放電処理装置を模式的に示した図である。この装置は一対のロール電極10A(第1電極)とロール電極10B(第2電極)を有する。これらのロール電極10Aと10Bにはプラズマ放電のための電圧を印加できる電源80が電圧供給手段81と82を介して接続されている。
[Plasma discharge treatment equipment]
FIG. 1 is an example of a plasma discharge processing apparatus used in the manufacturing method of the present invention, and is a diagram schematically showing a plasma discharge processing apparatus that performs processing by reciprocating a substrate using two roll electrodes. This apparatus has a pair of roll electrodes 10A (first electrode) and a roll electrode 10B (second electrode). A power supply 80 capable of applying a voltage for plasma discharge is connected to these roll electrodes 10A and 10B via voltage supply means 81 and 82.

ロール電極10Aと10Bは基材Fを巻き回しながら回転することができる回転電極である。放電間隙部100(放電部100)は大気圧もしくはその近傍の圧力下に維持され、処理ガス供給部30から処理ガスGが供給され、放電部100においてプラズマ放電が行われる。前工程または元巻きロールから供給される基材Fは、ガイドロール20によりロール電極10Aに密着され、同期して回転移送され、放電部100で大気圧もしくはその近傍の圧力下で処理ガスによりプラズマ放電処理が施される。処理ガス供給部30は基材Fの幅と同等か、あるいはそれよりやや幅が広いスリット状であることが好ましく、あるいはパイプ状の吹き出し口を横に並べて基材Fの幅と同等となるように配置したものでもよい。幅手方向全体で均一な流量または流速で処理ガスGが放電部100に導入されるようにするのがよい。一旦処理された基材Fは折り返しロール(Uターンロールともいう)11A、11B、11C及び11Dを経て、逆方向に移送されロール電極10Bに抱かれて再び放電部100でプラズマ放電処理が施されガイドロール21を介して巻き取りまたは次工程(何れも図示していない)に移送される。処理後のガスG′はガス排気手段40に収容され外部に排出されるようになっている。   The roll electrodes 10 </ b> A and 10 </ b> B are rotating electrodes that can be rotated while winding the base material F. The discharge gap portion 100 (discharge portion 100) is maintained at atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof, the processing gas G is supplied from the processing gas supply portion 30, and plasma discharge is performed in the discharge portion 100. The substrate F supplied from the previous process or the former winding roll is brought into close contact with the roll electrode 10A by the guide roll 20 and is rotated and transferred in synchronism, and is plasma by the processing gas at atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof at the discharge unit 100. Discharge treatment is performed. It is preferable that the processing gas supply unit 30 has a slit shape that is the same as or slightly wider than the width of the base material F. Alternatively, pipe-shaped air outlets are arranged side by side to be equal to the width of the base material F. It may be arranged in. It is preferable that the processing gas G is introduced into the discharge unit 100 at a uniform flow rate or flow rate throughout the width direction. The substrate F once processed passes through folding rolls (also referred to as U-turn rolls) 11A, 11B, 11C and 11D, is transferred in the reverse direction, is held by the roll electrode 10B, and is again subjected to plasma discharge treatment in the discharge unit 100. It is taken up via the guide roll 21 or transferred to the next step (none is shown). The treated gas G ′ is accommodated in the gas exhaust means 40 and discharged to the outside.

〔ロール電極〕
次に本実施の形態に使用されるロール電極10A、10Bについて説明する。ロール電極10A、10Bは、金属等の導電性母材でできており、その表面が固体誘電体で被覆されていることが望ましい。固体誘電体としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック、ガラス、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の金属酸化物あるいはチタン酸バリウム等の複合金属酸化物等を挙げることができる。特に好ましいものは、セラミックスを溶射後に無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体である。また、電極の金属等の導電性母材としては、銀、白金、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属等を挙げることができるが、加工の観点からステンレスが好ましい。また、ライニング材としては、珪酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等が好ましく、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易いという点でより好ましく用いられる。
[Roll electrode]
Next, roll electrodes 10A and 10B used in the present embodiment will be described. The roll electrodes 10A and 10B are made of a conductive base material such as metal, and it is desirable that the surface thereof be covered with a solid dielectric. Examples of the solid dielectric include plastics such as polytetrafluoroethylene and polyethylene terephthalate, glass, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconium oxide, metal oxides such as titanium oxide, and composite metal oxides such as barium titanate. it can. Particularly preferred is a ceramic-coated dielectric that has been ceramic-sprayed and then sealed with an inorganic material. In addition, examples of the conductive base material such as a metal of the electrode include metals such as silver, platinum, stainless steel, aluminum, and iron. Stainless steel is preferable from the viewpoint of processing. As the lining material, silicate glass, borate glass, phosphate glass, germanate glass, tellurite glass, aluminate glass, vanadate glass, etc. are preferable. Of these, borate glass is more preferably used because it is easy to process.

本実施の形態に使用される電極は必要に応じて加熱あるいは冷却等の温度調整することが望ましい。例えばロールの内部に液体を供給して、電極表面の温度及び基材Fの温度を制御する。温度を与える液体としては、蒸留水、油等の絶縁性材料が好ましい。基材Fの温度は処理条件によって異なるが、通常、室温〜200℃とすることが好ましく、より好ましくは室温〜120℃とすることである。   It is desirable to adjust the temperature of the electrode used in this embodiment, such as heating or cooling, as necessary. For example, a liquid is supplied into the roll to control the temperature of the electrode surface and the temperature of the substrate F. As the liquid that gives temperature, an insulating material such as distilled water or oil is preferable. Although the temperature of the base material F changes with process conditions, it is usually preferable to set it as room temperature-200 degreeC, More preferably, it is set as room temperature-120 degreeC.

ロール電極の表面は、基材Fが密着して基材Fと電極とが同期して移送及び回転するので高い平滑性が求められる。平滑性はJIS B 0601で規定される表面粗さの最大高さ(Rmax)及び中心線平均表面粗さ(Ra)として表される。本実施の形態に使用するベルト電極及びロール電極の表面粗さのRmaxは10μm以下であることが好ましく、より好ましくは8μm以下であり、特に好ましくは7μm以下である。またRaは0.5μm以下が好ましく、より好ましくは0.1μm以下である。   The surface of the roll electrode is required to have high smoothness because the base material F adheres and the base material F and the electrode are transferred and rotated in synchronization. The smoothness is expressed as the maximum surface roughness height (Rmax) and centerline average surface roughness (Ra) defined in JIS B 0601. Rmax of the surface roughness of the belt electrode and roll electrode used in the present embodiment is preferably 10 μm or less, more preferably 8 μm or less, and particularly preferably 7 μm or less. Further, Ra is preferably 0.5 μm or less, and more preferably 0.1 μm or less.

本実施の形態において、放電部100の距離bは、固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラズマを利用する目的、電極の形状等を考慮して決定される。電極表面同士の距離は、プラズマ放電を均一に発生させるという観点から0.1〜20mmが好ましく、より好ましくは0.1〜5mmであり、特に好ましくは0.1mm〜2mmである。本実施の形態における放電部100とは対向する電極表面が互いに最も接近している間隔をいう。また、ロール電極の場合には、間隙がロール電極の回転によっても一定であることが望ましい。具体的には、ロールが1回転した時の、ロール間の間隙の変動が±30%未満であることが好ましく、好ましくは±10%未満で、より好ましくは±5%未満であり、最も好ましくは±0である。放電部100の、基材の幅方向の変動も上記と同様である。ロール電極10A、10Bの直径は10〜1000mmが好ましく、20〜500mmがより好ましい。またロール電極の周速は1〜100m/minであり、さらに好ましくは5〜50m/minである。   In the present embodiment, the distance b of the discharge unit 100 is determined in consideration of the thickness of the solid dielectric, the magnitude of the applied voltage, the purpose of using plasma, the shape of the electrode, and the like. The distance between the electrode surfaces is preferably from 0.1 to 20 mm, more preferably from 0.1 to 5 mm, and particularly preferably from 0.1 mm to 2 mm, from the viewpoint of uniformly generating plasma discharge. The discharge part 100 in this Embodiment means the space | interval which the electrode surface which opposes mutually approaches most. In the case of a roll electrode, it is desirable that the gap be constant with the rotation of the roll electrode. Specifically, the fluctuation of the gap between the rolls when the roll rotates once is preferably less than ± 30%, preferably less than ± 10%, more preferably less than ± 5%, and most preferably. Is ± 0. The variation in the width direction of the base material of the discharge unit 100 is the same as described above. 10-1000 mm is preferable and, as for the diameter of roll electrode 10A, 10B, 20-500 mm is more preferable. Moreover, the peripheral speed of a roll electrode is 1-100 m / min, More preferably, it is 5-50 m / min.

本実施の形態において、プラズマ放電を行う処理室は、電極と絶縁性の材質のフレームや容器で囲むことが好ましく、電極との絶縁がとれれば金属製のものを用いてもよい。例えば、金属製のものとしては、アルミまたは、ステンレスのフレームの内面にポリイミド樹脂等を張り付けたものでもよく、該金属フレームにセラミックス溶射を行い、絶縁性を持たせたものでもよい。またパイレックス(登録商標)ガラス製の処理容器で装置全体を囲うのも好ましい。この様な外側の囲いではなく、放電部、電極、基材搬送手段等の側面を局部的に囲むことも、処理ガスを適切に放電部に供給したり、排ガスを排気したりすることが出来るため、ガス濃度や組成を一定にでき、プラズマ放電処理を安定して行うことができ好ましい。
本発明におけるプラズマ放電を発生させるための電圧を加える手段は、特に限定されないが、ひとつの方法としては、対向電極の一方の電極に電源を接続し、もう一方の電極にアースを接地して、電圧を印加する。本発明における電源は、高周波電源が好ましく用いられる。またはパルス電源も使用出来る。電圧を印加して電源より電極に印加する電圧の値は適宜決定されるが、例えば、電圧は0.5〜10kV程度が好ましく、また電源周波数としては1kHz〜150MHzに調整するが、特に100kHzを超え13.56MHz以下であると、安定した放電により均一な薄膜が得られ好ましい。その波形はパルス波であってもサイン波であってもよい。
また別な態様として、特開2004−189958号に示されるように、対向するロール電極それぞれに高周波電圧を印加してプラズマ放電を発生させてもよい。
In this embodiment mode, the treatment chamber for performing plasma discharge is preferably surrounded by an electrode and a frame or container made of an insulating material, and a metal chamber may be used as long as insulation from the electrode can be obtained. For example, as a metal thing, the thing which stuck polyimide resin etc. on the inner surface of the frame of aluminum or stainless steel may be used, and the metal frame may be subjected to ceramic spraying to give insulation. It is also preferable to surround the entire apparatus with a processing container made of Pyrex (registered trademark) glass. Instead of such an outer enclosure, it is also possible to locally surround the side surfaces of the discharge part, the electrode, the substrate conveying means, etc., so that the processing gas can be appropriately supplied to the discharge part and the exhaust gas can be exhausted. Therefore, the gas concentration and composition can be made constant, and the plasma discharge treatment can be performed stably, which is preferable.
Means for applying a voltage for generating plasma discharge in the present invention is not particularly limited, but as one method, a power source is connected to one electrode of the counter electrode, and a ground is grounded to the other electrode, Apply voltage. As the power source in the present invention, a high frequency power source is preferably used. Or a pulsed power supply can be used. The value of the voltage applied to the electrode from the power source by applying a voltage is appropriately determined. For example, the voltage is preferably about 0.5 to 10 kV, and the power frequency is adjusted to 1 kHz to 150 MHz. If it is more than 13.56 MHz, a uniform thin film can be obtained by stable discharge. The waveform may be a pulse wave or a sine wave.
As another aspect, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-189958, a plasma discharge may be generated by applying a high-frequency voltage to each of the facing roll electrodes.

〔処理ガス〕
本実施の形態のプラズマ放電処理装置に使用する処理ガスについて説明する。
[Processing gas]
A processing gas used in the plasma discharge processing apparatus of this embodiment will be described.

本実施の形態において、処理ガスは主に不活性ガスと反応性ガスの混合ガスを用いるのが特に好ましい。   In the present embodiment, it is particularly preferable to use a mixed gas of an inert gas and a reactive gas as the processing gas.

本実施の形態に有用な不活性ガスの元素としては、窒素及び周期表の第18属元素、具体的には、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等を挙げることができるが、本実施の形態においては、窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく、特に窒素が好ましい。処理ガス中の不活性ガスの濃度は、90体積%以上あることが安定したプラズマを発生させるために好ましい。特に90〜99.99体積%が好ましい。不活性ガスはプラズマ放電を発生するために必要であり、該プラズマ放電中の反応性ガスをイオン化またはラジカル化し、表面処理に寄与する。   Examples of inert gas elements useful in this embodiment include nitrogen and Group 18 elements of the periodic table, specifically nitrogen, helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, and the like. In the present embodiment, nitrogen, helium and argon are preferable, and nitrogen is particularly preferable. The concentration of the inert gas in the processing gas is preferably 90% by volume or more in order to generate stable plasma. 90-99.99 volume% is especially preferable. The inert gas is necessary for generating plasma discharge, and the reactive gas in the plasma discharge is ionized or radicalized to contribute to the surface treatment.

本実施の形態において、反応性ガスは基材上に作製される機能性薄膜の種類によって様々な物質が用いられる。例えば、反応性ガスとして、有機フッ素化合物を用いることにより反射防止層等に有用な低屈折率層や防汚層を形成することができ、珪素化合物を用いることにより、反射防止層等に有用な低屈折率層やガスバリア層を形成することもできる。また、Ti、Zr、Sn、SiあるいはZnのような金属を含有する有機金属化合物を用いることにより、金属酸化物層または金属窒化物層等を形成することができる。これらは反射防止層等に有用な中屈折率層や高屈折率層を形成することができ、更には導電層や帯電防止層を形成することもできる。   In the present embodiment, various substances are used as the reactive gas depending on the type of functional thin film produced on the substrate. For example, it is possible to form a low refractive index layer or an antifouling layer useful for an antireflection layer or the like by using an organic fluorine compound as a reactive gas, and it is useful for an antireflection layer or the like by using a silicon compound. A low refractive index layer or a gas barrier layer can also be formed. Further, by using an organometallic compound containing a metal such as Ti, Zr, Sn, Si, or Zn, a metal oxide layer, a metal nitride layer, or the like can be formed. These can form a medium refractive index layer or a high refractive index layer useful for an antireflection layer or the like, and can further form a conductive layer or an antistatic layer.

このように、本実施の形態に有用な反応性ガスの物質として、有機フッ素化合物及び金属化合物を好ましく挙げることができる。   Thus, organic fluorine compounds and metal compounds can be preferably cited as reactive gas substances useful in the present embodiment.

本実施の形態に好ましく使用する反応性ガスの有機フッ素化合物としては、フッ化炭素やフッ化炭化水素等のガスが好ましい。例えば、テトラフルオロメタン、ヘキサフルオロエタン、1,1,2,2−テトラフルオロエチレン、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、ヘキサフルオロプロペン等のフッ化炭素化合物等を挙げることができるが、これらに限定されない。有機フッ素化合物がプラズマ放電処理によって、腐食性ガスあるいは有害ガスが発生しないような化合物を選ぶのが好ましいが、それらが発生しない条件を選ぶこともできる。有機フッ素化合物を本実施の形態に有用な反応性ガスとして使用する場合、常温常圧で有機フッ素化合物が気体であることが目的を遂行するのに最も適切な反応性ガス成分としてそのまま使用でき好ましい。これに対して常温常圧で液体または固体の有機フッ素化合物の場合には、加熱や減圧等の気化装置などの手段により気化して使用すればよく、また適切な有機溶媒に溶解して噴霧あるいは蒸発させて用いてもよい。   As the organic fluorine compound of the reactive gas that is preferably used in the present embodiment, a gas such as fluorocarbon or fluorohydrocarbon is preferable. For example, fluorocarbon compounds such as tetrafluoromethane, hexafluoroethane, 1,1,2,2-tetrafluoroethylene, 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane, hexafluoropropene, etc. Can be, but is not limited to. It is preferable to select a compound that does not generate corrosive gas or harmful gas by plasma discharge treatment as the organic fluorine compound, but it is also possible to select a condition in which they are not generated. When an organic fluorine compound is used as a reactive gas useful in the present embodiment, it is preferable that the organic fluorine compound is a gas at normal temperature and normal pressure as it can be used as it is as the most suitable reactive gas component for achieving the purpose. . On the other hand, in the case of a liquid or solid organic fluorine compound at room temperature and normal pressure, it may be used after being vaporized by means of a vaporizer such as heating or decompression, or dissolved or sprayed in an appropriate organic solvent. You may evaporate and use.

処理ガス中に上記の有機フッ素化合物を用いる場合、プラズマ放電処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、処理ガス中の有機フッ素化合物の含有率は、0.01〜10体積%であることが好ましいが、更に好ましくは、0.1〜5体積%である。これらは単独でも混合して用いてもよい。   When using the above organic fluorine compound in the processing gas, the content of the organic fluorine compound in the processing gas is 0.01 to 10% by volume from the viewpoint of forming a uniform thin film on the substrate by plasma discharge treatment. Although it is preferable, it is 0.1 to 5 volume% more preferably. These may be used alone or in combination.

また、本実施の形態に好ましく用いられる反応性ガスの金属化合物としては、Al、As、Au、B、Bi、Ca、Cd、Cr、Co、Cu、Fe、Ga、Ge、Hg、In、Li、Mg、Mn、Mo、Na、Ni、Pb、Pt、Rh、Sb、Se、Si、Sn、V、W、Y、ZnまたはZr等の金属化合物または有機金属化合物を挙げることができ、Al、Ge、In、Sb、Si、Sn、Ti、W、ZnまたはZrが有機金属化合物として好ましく用いられる。   The reactive gas metal compounds preferably used in the present embodiment include Al, As, Au, B, Bi, Ca, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, Ga, Ge, Hg, In, and Li. , Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Pt, Rh, Sb, Se, Si, Sn, V, W, Y, Zn, Zr, and other metal compounds or organometallic compounds, Al, Ge, In, Sb, Si, Sn, Ti, W, Zn or Zr is preferably used as the organometallic compound.

上記有機金属化合物を放電部に導入するには、何れも、常温常圧で、気体、液体または固体、の何れの状態のものであっても構わないが、それが液体または固体の場合は、加熱、減圧または超音波照射等の気化装置などの手段により気化させて使用すればよい。本実施の形態においては、気化または、蒸発させてガス状として使用することが好ましい。常温常圧で液体の有機金属化合物の沸点が200℃以下のもであれば気化を容易にできるので、本実施の形態に係る薄膜の製造に好適である。また有機金属化合物が金属アルコキシド、例えばテトラエトキシシランやテトライソプロポキシチタンのような場合、有機溶媒に易溶であるため有機溶媒、例えばメタノール、エタノール、n−ヘキサン等に希釈して使用してもよい。有機溶媒は、混合溶媒として使用してもよい。   In order to introduce the organometallic compound into the discharge part, any of gas, liquid or solid may be used at normal temperature and pressure, but when it is liquid or solid, What is necessary is just to vaporize and use by means, such as vaporization apparatuses, such as heating, pressure reduction, or ultrasonic irradiation. In the present embodiment, it is preferable to use it as a gas after vaporization or evaporation. If the boiling point of the liquid organometallic compound at room temperature and normal pressure is 200 ° C. or less, vaporization can be facilitated, which is suitable for manufacturing the thin film according to this embodiment. Further, when the organometallic compound is a metal alkoxide such as tetraethoxysilane or tetraisopropoxytitanium, it is easily soluble in an organic solvent, so that it may be diluted with an organic solvent such as methanol, ethanol, or n-hexane. Good. An organic solvent may be used as a mixed solvent.

本実施の形態において、有機金属化合物を反応性ガスとして処理ガスに使用する場合、処理ガス中の含有率は、0.01〜10体積%であることが好ましいが、更に好ましくは、0.1〜5体積%である。上記金属化合物は同種あるいは異種の金属化合物を数種類混合して使用してもよい。   In the present embodiment, when an organometallic compound is used as a reactive gas in a processing gas, the content in the processing gas is preferably 0.01 to 10% by volume, more preferably 0.1%. ~ 5% by volume. The above metal compounds may be used by mixing several kinds of the same or different metal compounds.

なお、上記のような有機フッ素化合物及び有機金属化合物あるいは何れかの化合物の反応性ガスに水素、酸素、窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、二酸化炭素、オゾン、過酸化水素を不活性ガスに対して0.1〜10体積%混合させて使用してもよく、このように補助的に使用することにより薄膜の硬度を著しく向上させることができる。   Note that hydrogen, oxygen, nitrogen, nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, carbon dioxide, ozone, and hydrogen peroxide are added to the inert gas as the reactive gas of the organic fluorine compound and organometallic compound as described above. 0.1-10 volume% may be mixed and used, and the hardness of a thin film can be remarkably improved by using in this way auxiliary.

本実施の形態の基体が、反射防止層を有するフィルムの場合、例えば、有機珪素化合物は低屈折率層を形成するのに適しており、また、チタン系有機金属化合物は高屈折率層を形成するのに適しており、何れも好ましく用いられる。また、これらを混合したガスを用いて、その混合比率を調整することにより屈折率を制御して中屈折率層とすることもできる。   When the substrate of the present embodiment is a film having an antireflection layer, for example, an organosilicon compound is suitable for forming a low refractive index layer, and a titanium-based organometallic compound forms a high refractive index layer. Any of them is preferably used. Moreover, the refractive index can be controlled by adjusting the mixing ratio using a gas in which these are mixed, so that a medium refractive index layer can be obtained.

上記処理ガスを用いてプラズマ放電処理で形成された低屈折率層や高屈折率層は、全てではないが主に金属の酸化物からなっていると考えられている。例えば、有機珪素化合物による低屈折率層と有機チタン化合物による高屈折率層の積層体には、低屈折率層が酸化珪素、また高屈折率層が酸化チタンをそれぞれ主成分として有していることが好ましい。この際、酸化チタンを主成分とする高屈折率層に微量の酸化珪素が混入してもよいし、また反対に酸化珪素を主成分とする低屈折率層に微量の酸化チタンが混入してもよい。このような混合が起こることにより、各層の密着性(接着性)を改善することもできる。もちろん、合目的の屈折率に調整するために、あるいは、その他の目的で処理ガス中に主成分以外の有機金属化合物あるいはフッ素含有化合物を混合添加することもでき、処理ガスを処理ガス供給部から供給する前の段階で適宜混合しておくことが好ましい。前述のように、放電部には処理ガスで満たされており、例え同伴空気が若干処理室に入り込んだとしても実際には、微量の空気(酸素や窒素)あるいは水分の影響は無視できる。なお、処理条件によっては、意図的に処理ガスに空気(酸素あるいは窒素)や水分を添加して処理する場合もある。   The low refractive index layer and the high refractive index layer formed by plasma discharge treatment using the above processing gas are thought to be mainly composed of metal oxides, if not all. For example, in a laminate of a low refractive index layer made of an organic silicon compound and a high refractive index layer made of an organic titanium compound, the low refractive index layer has silicon oxide and the high refractive index layer has titanium oxide as a main component. It is preferable. At this time, a small amount of silicon oxide may be mixed in the high refractive index layer mainly composed of titanium oxide, and conversely, a small amount of titanium oxide may be mixed in the low refractive index layer mainly composed of silicon oxide. Also good. By such mixing, the adhesion (adhesiveness) of each layer can be improved. Of course, an organic metal compound or fluorine-containing compound other than the main component can be mixed and added to the processing gas for adjusting the refractive index to the desired purpose or for other purposes, and the processing gas is supplied from the processing gas supply unit. It is preferable to mix appropriately at the stage before supply. As described above, the discharge portion is filled with the processing gas, and even if the entrained air slightly enters the processing chamber, the influence of a minute amount of air (oxygen or nitrogen) or moisture can be ignored in practice. Depending on the processing conditions, there may be a case where the processing gas is intentionally added with air (oxygen or nitrogen) or moisture.

〔基材〕
次に、本実施の形態に係る基材について説明する。
〔Base material〕
Next, the base material according to the present embodiment will be described.

本実施の形態に係わる基材としては、セルロースエステルフィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリビニルアルコール系フィルム、セルロース系フィルム、その他の樹脂フィルム等を挙げることができる。   Examples of the substrate according to this embodiment include a cellulose ester film, a polyester film, a polycarbonate film, a polystyrene film, a polyolefin film, a polyvinyl alcohol film, a cellulose film, and other resin films.

これらのフィルムの素材を適宜混合して得られたフィルムも好ましく用いることができる。例えば、ゼオネックス(日本ゼオン(株)製)、ARTON(日本合成ゴム(株)製)などの市販品の樹脂を混合したフィルムを用いることもできる。また、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルフォンあるいはポリエーテルスルフォン等の固有の複屈折率が高い素材であっても、溶液流延あるいは溶融押し出し等の条件、更には縦、横方向に延伸する条件等を適宜設定することにより、本実施の形態に適した基材を得ることができる。本実施の形態においては、上記の記載のフィルムに限定されない。   A film obtained by appropriately mixing these film materials can also be preferably used. For example, a film obtained by mixing a commercially available resin such as ZEONEX (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) or ARTON (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) can also be used. In addition, even for materials having a high intrinsic birefringence such as polycarbonate, polyarylate, polysulfone or polyether sulfone, the conditions such as solution casting or melt extrusion, and further the conditions for stretching in the vertical and horizontal directions, etc. By appropriately setting, a substrate suitable for the present embodiment can be obtained. In this Embodiment, it is not limited to the film of said description.

本実施の形態のプラズマ放電処理に適した基材の厚さとしては、10〜1000μm程度のフィルムを好ましく用いることができ、より好ましくは10〜200μmであり、特に10〜60μmの薄手の基材を好ましく用いることができる。   As the thickness of the substrate suitable for the plasma discharge treatment of the present embodiment, a film of about 10 to 1000 μm can be preferably used, more preferably 10 to 200 μm, and particularly a thin substrate of 10 to 60 μm. Can be preferably used.

〔薄膜、積層体及びフィルム〕
本実施の形態において、薄膜の形成は、対向電極の間隙の放電部で、基材を大気圧もしくはその近傍の圧力下で上記処理ガスによりプラズマ放電処理することによって行われる。本実施の形態における大気圧もしくはその近傍の圧力下でのプラズマ放電処理は、基材の幅が、例えば2000mmもの非常に幅広いものを行うことができ、また、処理速度を100m/分の速度で行うこともできる。本実施の形態において、プラズマ放電を開始する際、まず処理室の空気を真空ポンプで引きながら、処理ガスまたは不活性ガスを処理室に導入して、空気と置換してから放電部に処理ガスを供給し、放電部を満たすのが好ましい。その後基材を移送させて処理を行う。
[Thin films, laminates and films]
In the present embodiment, the thin film is formed by performing plasma discharge treatment with the above processing gas at a discharge portion in the gap between the counter electrodes under atmospheric pressure or in the vicinity thereof. In the plasma discharge treatment under the atmospheric pressure or the pressure in the vicinity thereof in the present embodiment, a substrate having a very wide width of, for example, 2000 mm can be performed, and the treatment speed is 100 m / min. It can also be done. In this embodiment, when plasma discharge is started, first, a processing gas or an inert gas is introduced into the processing chamber while drawing the air in the processing chamber with a vacuum pump, and after replacing the air, the processing gas is discharged into the discharge section. Is preferably supplied to fill the discharge part. Thereafter, the substrate is transferred to carry out processing.

膜厚は放電部や処理ガス濃度、基材の搬送速度によって適宜調整することができる。   The film thickness can be appropriately adjusted according to the discharge part, the processing gas concentration, and the conveyance speed of the substrate.

本実施の形態のプラズマ放電処理により、基材上に形成した薄膜は片面のみにあるが、巻き取り後、その反対側をプラズマ放電処理するために装置内に通してもよい。帯電防止層を金属酸化物で形成する場合に、帯電防止層または導電性層は、金属酸化物微粒子や架橋カチオンポリマー粒子等の塗布液を膜厚0.1〜2μm程度の層に基材に塗布して形成することができるが、本実施の形態のプラズマ放電処理によっても薄膜の導電性層を形成することができる。例えば、酸化スズ、酸化インジウムあるいは酸化亜鉛等の金属酸化物の導電性層を形成してもよい。また、特願2000−273066記載の易接着加工、特願2000−80043記載の帯電防止加工等も本実施の形態のプラズマ放電処理を用いて実施することができる。   Although the thin film formed on the substrate is only on one side by the plasma discharge treatment of the present embodiment, after winding, the opposite side may be passed through the apparatus for plasma discharge treatment. When the antistatic layer is formed of a metal oxide, the antistatic layer or the conductive layer is formed by applying a coating liquid such as metal oxide fine particles or crosslinked cationic polymer particles into a layer having a thickness of about 0.1 to 2 μm. Although it can be formed by coating, a thin conductive layer can also be formed by the plasma discharge treatment of this embodiment mode. For example, a conductive layer of metal oxide such as tin oxide, indium oxide, or zinc oxide may be formed. Further, easy adhesion processing described in Japanese Patent Application No. 2000-273066, antistatic processing described in Japanese Patent Application No. 2000-80043, and the like can be performed using the plasma discharge processing of the present embodiment.

本実施の形態の薄膜を形成する際、あらかじめ基材を50〜120℃に熱処理してからプラズマ放電処理することにより均一な薄膜を形成し易く、予加熱するのは好ましい方法である。熱処理することにより、吸湿していた基材を乾燥させることができ、低湿度に維持したままプラズマ放電処理することが好ましい。60%RH未満、より好ましくは40%RHで調湿した基材を吸湿させることなくプラズマ放電処理することが好ましい。含水率は3%以下であることが好ましく、2%以下であることがより好ましく、1%以下であることが更に好ましい。   When forming the thin film of the present embodiment, it is easy to form a uniform thin film by performing a plasma discharge treatment after previously heat-treating the substrate at 50 to 120 ° C., and preheating is a preferable method. By performing the heat treatment, the substrate that has absorbed moisture can be dried, and it is preferable to perform a plasma discharge treatment while maintaining a low humidity. It is preferable to perform plasma discharge treatment without absorbing moisture on a substrate conditioned at less than 60% RH, more preferably 40% RH. The moisture content is preferably 3% or less, more preferably 2% or less, and still more preferably 1% or less.

また、プラズマ放電処理後の基材を50〜130℃の熱処理ゾーンで1〜30分熱処理することにより薄膜を安定化させることができ、有効な手段である。   Moreover, the thin film can be stabilized by heat-treating the substrate after the plasma discharge treatment in a heat treatment zone at 50 to 130 ° C. for 1 to 30 minutes, which is an effective means.

更に、本実施の形態に係る多段のプラズマ放電処理により積層体を作製する際、それぞれのプラズマ放電処理前後に処理面に紫外線を照射してもよく、形成した薄膜の基材への密着性(接着性)や安定性を改善することができる。紫外線照射光量としては50〜2000mJ/cm2であることが好ましく、50mJ/cm2未満では効果が十分ではなく、2000mJ/cm2を越えると基材の変形等が生じる恐れがある。Furthermore, when producing a laminated body by the multistage plasma discharge process which concerns on this Embodiment, you may irradiate an ultraviolet-ray to a process surface before and after each plasma discharge process, and the adhesiveness to the base material of the formed thin film ( Adhesiveness) and stability can be improved. Preferably as the ultraviolet irradiation amount is 50~2000mJ / cm 2, the effect is not sufficient at less than 50 mJ / cm 2, there is a fear that deformation occurs in exceeds 2000 mJ / cm 2 substrate.

本実施の形態で形成される薄膜の膜厚としては、1〜1000nmの範囲が好ましい。   The thickness of the thin film formed in this embodiment is preferably in the range of 1 to 1000 nm.

本実施の形態のプラズマ放電処理により形成する薄膜の平均膜厚に対する膜厚偏差は小さく、均一な薄膜を形成することができ、優れた薄膜形成方法である。薄膜の膜厚偏差は±10%のものを容易に得ることができ、好ましくは±5%以内、特に±1%以内の均一な薄膜を得ることができる。   The film thickness deviation with respect to the average film thickness of the thin film formed by the plasma discharge treatment of this embodiment is small, and a uniform thin film can be formed, which is an excellent thin film forming method. A film thickness deviation of ± 10% can be easily obtained, and a uniform thin film preferably within ± 5%, particularly within ± 1% can be obtained.

上述の、無機または有機微粒子を含有する組成物塗布液を基材に塗布乾燥し、表面をRaが0.1〜0.5μm程度凹凸表面を有する機能層、例えば防眩層の上に、プラズマ放電処理により均一な膜厚の薄膜を形成することもできる。例えば、その薄膜が低屈折率層あるいは高屈折率層等の場合、光学干渉層として設けることができる。   The composition coating solution containing inorganic or organic fine particles described above is applied to a substrate and dried, and the surface is formed on a functional layer having an uneven surface with an Ra of about 0.1 to 0.5 μm, such as an antiglare layer. A thin film having a uniform thickness can also be formed by the discharge treatment. For example, when the thin film is a low refractive index layer or a high refractive index layer, it can be provided as an optical interference layer.

本実施の形態のフィルムは本実施の形態のプラズマ放電処理により形成する薄膜及びその積層体により構成される。   The film of this embodiment is composed of a thin film formed by the plasma discharge treatment of this embodiment and a laminate thereof.

本実施の形態のフィルムとしては、反射防止フィルム、防眩性反射防止フィルム、電磁波遮蔽フィルム、導電性フィルム、帯電防止フィルム、位相差フィルム、光学補償フィルム、視野角拡大フィルム、輝度向上フィルム等があるが、これらに限定されない。   Examples of the film of the present embodiment include an antireflection film, an antiglare antireflection film, an electromagnetic wave shielding film, a conductive film, an antistatic film, a retardation film, an optical compensation film, a viewing angle widening film, a brightness enhancement film, and the like. Although there is, it is not limited to these.

〔ガス供給手段〕
次に本発明の処理ガス吐出手段について図1及び、図2を参照しながら説明する。
[Gas supply means]
Next, the processing gas discharge means of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.

図2は、処理ガス吐出手段30のノズル部301から供給される処理ガスGが、ロール電極10A、10Bと処理ガス吐出手段30との間隙部である被覆空間部302A、302Bを通過するときの流れと、放電間隙100(放電部100)を通過するときの流れを模式的に示したものである。   FIG. 2 shows a case where the processing gas G supplied from the nozzle portion 301 of the processing gas discharge means 30 passes through the covering space portions 302A and 302B that are the gap portions between the roll electrodes 10A and 10B and the processing gas discharge means 30. The flow and the flow when passing through the discharge gap 100 (discharge unit 100) are schematically shown.

図2において、ノズル部301から供給された処理ガスGは、放電部100を通過する際、放電部100の最狭部がボトルネックとなり全量が放電部100を通過できず、一部は逆流してロール電極10A、10Bと処理ガス吐出手段30との被覆空間部302A、302Bに向かう。被覆空間部302A、302Bに入った処理ガスGは、処理ガスGに含んでいる物質の一部は気化されず、パーティクル(微粉体)として浮遊する。このパーティクルは処理時間とともに次第に電極表面、被処理基材の表面に降り積もり、さらに基材の製膜中に混入することによって、薄膜の膜質(ヘイズ)が劣化する。さらに、パーティクルが電極表面を含む反応容器内に飛散することにより放電状態が変化し、その結果連続的に安定した処理や製膜は困難となるので、処理ガスGの全量が放電部100を通過することが必要になる。そのためには、処理ガスGが通過する経路中に障害となる(抵抗となる)ものができるだけ少ないことが望ましい。   In FIG. 2, when the processing gas G supplied from the nozzle unit 301 passes through the discharge unit 100, the narrowest part of the discharge unit 100 becomes a bottleneck and the entire amount cannot pass through the discharge unit 100, and a part of it flows backward. To the covering space portions 302A and 302B between the roll electrodes 10A and 10B and the processing gas discharge means 30. The processing gas G that has entered the covering space portions 302A and 302B is not vaporized, but floats as particles (fine powder). The particles gradually accumulate on the electrode surface and the surface of the substrate to be treated with the treatment time, and further mixed into the film formation of the substrate, thereby deteriorating the film quality (haze) of the thin film. Furthermore, since the discharge state changes when particles are scattered in the reaction vessel including the electrode surface, and as a result, it becomes difficult to perform stable treatment and film formation, the entire amount of the processing gas G passes through the discharge unit 100. It becomes necessary to do. For that purpose, it is desirable that there are as few obstacles (resistance) as possible in the path through which the processing gas G passes.

処理ガスGが、被覆空間部302A、302Bを通過するときに受けるガスの流れ抵抗値をPaとし、放電部100を通過するときに受けるガスの流れ抵抗値をPbとしたとき、処理ガスGが、被覆空間部302A、302Bに回り込まないためにはPaを大きくすることが必要である。   When the flow resistance value of the gas received when the processing gas G passes through the coating space portions 302A and 302B is Pa and the flow resistance value of the gas received when passing the discharge portion 100 is Pb, the processing gas G is In order not to go into the covering space portions 302A and 302B, it is necessary to increase Pa.

ここで、一般的に流れ抵抗値Paは式(1)で表される。
P=(3×Q×μ×L)/(2×B3×W)=K×L/B3・・式(1)
Q:流体の流量
μ:流体の粘度
L:スリット長さ(本実施の形態ではr2×θ)
B:スリット厚さ(本実施の形態ではr2−r1)
W:スリット幅 (ロール電極の長さ)
K:Q、μ、Wが一定のときの係数
ここでr1はロール電極の半径、r2はロール電極の回転中心から処理ガス供給手段までの距離、θは被覆空間部302(スリット長さL)とロール電極の回転中心とのなす角であり、図3にて模式的に示す。
Here, the flow resistance value Pa is generally expressed by the equation (1).
P = (3 × Q × μ × L) / (2 × B 3 × W) = K × L / B 3 ... (1)
Q: Fluid flow rate μ: Fluid viscosity L: Slit length (r2 × θ in this embodiment)
B: Slit thickness (r2-r1 in this embodiment)
W: Slit width (length of roll electrode)
K: coefficient when Q, μ, and W are constant, where r1 is the radius of the roll electrode, r2 is the distance from the center of rotation of the roll electrode to the processing gas supply means, and θ is the coating space 302 (slit length L) And the rotation center of the roll electrode, schematically shown in FIG.

式(1)では流れ抵抗値Pはスリット長さLに比例し、スリット厚さBの3乗に反比例することを示している。   Equation (1) indicates that the flow resistance value P is proportional to the slit length L and inversely proportional to the cube of the slit thickness B.

Paを大きくするためには
1)Bを小さくするか、またはLを長くする。
2)流体が通過する流路の抵抗を上げる(流量Qを下げる)。
3)流体の粘度μを増加させる(流体の温度を上昇させる)。
ことである。
〈実施例〉
上記1)に関して、スリット幅Bとスリット長さLの関係について実験的に調べた結果を表1に示す。
To increase Pa, 1) decrease B or increase L.
2) Increase the resistance of the flow path through which the fluid passes (lower the flow rate Q).
3) Increase fluid viscosity μ (increase fluid temperature).
That is.
<Example>
Table 1 shows the results of an experimental investigation on the relationship between the slit width B and the slit length L with respect to 1) above.

Figure 0005206411
Figure 0005206411

すなわち、放電部100の距離bが
0.1≦b≦2.0であり、θが
π/18≦θ
という条件の時、膜面粉が発生しないことが解った。
また、パーティクル発生と膜ヘイズ発生に関し、ガスが受ける抵抗値PaとPbとの比Pa/Pbと、ガスの排気流量との関係を調べその結果を表2に示す。
That is, the distance b of the discharge part 100 is 0.1 ≦ b ≦ 2.0, and θ is
π / 18 ≦ θ
It was found that no film surface powder was generated under the above conditions.
Further, regarding particle generation and film haze generation, the relationship between the ratio Pa / Pb of the resistance values Pa and Pb received by the gas and the exhaust flow rate of the gas was examined, and the results are shown in Table 2.

Figure 0005206411
Figure 0005206411

なお、表1、2において、○印は問題がないレベルを表し、×印は不良であることを表す。
ここでBは、図3に示す間隙幅であり、bは放電部100の寸法である。
表1において、処理ガスGが受ける流れの抵抗値Paが、放電部100を通過する時に生じるときの抵抗値Pbよりも大きく、かつガス排出手段に流れ込むガスのガス排気流量が処理ガス吐出手段でのガス供給流量より大きい場合、微粒子(パーティクル)が製膜中に混入することがなく、薄膜の膜質(ヘイズ)の劣化も問題のないレベルであった。
すなわち 1<Pa/Pb
がパーティクル付着、膜ヘイズに対して望ましい。
比較例1は排気流量をガス供給量よりも少ない場合、膜ヘイズの劣化に対して不良であった。また、比較例2に示すようにPa/Pb=0.5で排気流量が少ない場合パーティクル不着が発生し、膜ヘイズの劣化に対しても不良であった。
流路の抵抗値を上げるという点に関し
処理ガス供給部から供給されたガスの流量をQin、排ガス排気手段において排気されたガスの流量をQoutとしたときの排気流量比(Qout/Qin)により、パーティクル発生と、膜ヘイズの劣化を目視にて判定した。このとき、実験によれば
1<Qout/Qin
であれば、パーティクル付着、膜ヘイズに対して問題がなかった。しかしさらに、
2≦Qout/Qin≦10
がより望ましい排気流量比であった。
次に、ガスが排気する流路抵抗値を上げる手段として、ガスが通過する流路の表面粗さを増やす方法を用いた。本実施の形態では、処理ガス吐出手段30の被覆空間部302A、302Bに面した表面の凹凸を、ロール電極の表面RHから凸部までの距離Hb1と、表面RHから凹部までの距離Hb2として表す(図4参照)。このときの比Hb1/Hb2と膜面に付着する膜面粉(パーティクル)の関係を表3に示す。
In Tables 1 and 2, ◯ indicates that there is no problem, and X indicates that the level is defective.
Here, B is the gap width shown in FIG. 3, and b is the dimension of the discharge part 100.
In Table 1, the resistance value Pa of the flow received by the processing gas G is larger than the resistance value Pb when it occurs when passing through the discharge part 100, and the gas exhaust flow rate of the gas flowing into the gas discharging means is the processing gas discharging means. When the gas supply flow rate is larger than this, fine particles (particles) are not mixed in the film formation, and the film quality (haze) of the thin film is at a level that causes no problem.
That is, 1 <Pa / Pb
Is desirable for particle adhesion and film haze.
In Comparative Example 1, when the exhaust flow rate was smaller than the gas supply amount, the film haze was poor with respect to the deterioration of the film haze. Further, as shown in Comparative Example 2, when Pa / Pb = 0.5 and the exhaust gas flow rate is small, particle non-adherence occurs, and the film haze is not good.
With respect to increasing the resistance value of the flow path, the flow rate of the gas supplied from the processing gas supply unit is Qin, and the exhaust gas flow rate ratio (Qout / Qin) when the flow rate of the gas exhausted in the exhaust gas exhaust means is Qout, Particle generation and film haze deterioration were visually determined. At this time, according to the experiment, 1 <Qout / Qin
Then, there was no problem with respect to particle adhesion and film haze. But further
2 ≦ Qout / Qin ≦ 10
Was a more desirable exhaust flow rate ratio.
Next, as a means for increasing the resistance value of the flow path through which the gas is exhausted, a method of increasing the surface roughness of the flow path through which the gas passes is used. In the present embodiment, the unevenness of the surface facing the coating space portions 302A and 302B of the processing gas discharge means 30 is expressed as a distance Hb1 from the surface RH to the convex portion of the roll electrode and a distance Hb2 from the surface RH to the concave portion. (See FIG. 4). Table 3 shows the relationship between the ratio Hb1 / Hb2 and the film surface powder (particles) adhering to the film surface.

Figure 0005206411
Figure 0005206411

表3より
Hb1/Hb2≦0.5
であれば膜面に粉(パーティクル)が付着しにくいことが実験により求められた。表において○印は問題ないレベル、△印は多少問題があるが不良としないレベルであることを表す。
3) 気体の温度による抵抗の制御
気体は温度が上昇するに伴い気体の粘性が増え、気体の流れ抵抗値が変化する。すなわち処理ガスの温度をTa℃、一対のロール電極が放電する間隙の処理ガス温度をTb℃とすると、表4のようになる。
From Table 3, Hb1 / Hb2 ≦ 0.5
Then, it was experimentally determined that powder (particles) hardly adhere to the film surface. In the table, ◯ indicates a level where there is no problem, and Δ indicates a level where there is a slight problem but it is not defective.
3) Resistance control by gas temperature As the temperature rises, the gas viscosity increases and the gas flow resistance changes. That is, when the temperature of the processing gas is Ta ° C. and the processing gas temperature in the gap where the pair of roll electrodes discharge is Tb ° C., Table 4 is obtained.

Figure 0005206411
Figure 0005206411

表4より
1<Ta/Tb
すなわち処理ガスの温度の方が対向電極ロール間を通過するガスの温度より高いとき膜面に粉(パーティクル)が付着しにくい。表において×印は不良であることを表す。
From Table 4, 1 <Ta / Tb
That is, when the temperature of the processing gas is higher than the temperature of the gas passing between the counter electrode rolls, powder (particles) is less likely to adhere to the film surface. In the table, x indicates that it is defective.

なお実施例として共通の条件は以下の通り。
〈パーティクル付着の評価〉
パーティクル付着の評価は、裸眼にて目視判定、または顕微鏡にて目視判定した。
〈ヘイズ〉
ヘイズはASTM−D1003−52に従って測定した。
《基材フィルム》
基材厚128μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)を使用した。
《成膜条件》
〈処理ガス1〉
放電ガス:窒素 94.9体積%
薄膜形成ガス:原料ガス:テトラエトキシシラン
(リンテック社製気化器にて窒素ガスに混合して気化) 0.1体積%
反応ガス:酸素ガス 5.0体積%
〈処理ガス2〉
放電ガス:窒素ガス 97.9体積%
薄膜形成ガス:テトライソプロポキシチタン 0.1体積%
添加ガス:水素 2.0体積%
〈補助ガス〉
窒素 100体積%
〈電源条件〉
第1電極側
周波数 80kHz
出力密度 5W/cm2
第2電極側
周波数 13.56MHz
出力密度 5W/cm2
〈ロール電極〉
ロール直径:φ300mm
以上から、大気圧プラズマ放電による薄膜形成方法において、ガスの流れ抵抗及び、供給と排気の流量を調整して、浮遊した微粒子が基材の製膜中に混入することがない薄膜形成装置、及び、薄膜形成方法を提供することができた。
The conditions common to the examples are as follows.
<Evaluation of particle adhesion>
The particle adhesion was evaluated visually with the naked eye or visually with a microscope.
<Haze>
Haze was measured according to ASTM-D1003-52.
<Base film>
A polyethylene terephthalate film (PET) having a substrate thickness of 128 μm was used.
<Film formation conditions>
<Processing gas 1>
Discharge gas: 94.9% by volume of nitrogen
Thin film forming gas: Raw material gas: Tetraethoxysilane (mixed with nitrogen gas and vaporized by a vaporizer manufactured by Lintec Corporation) 0.1% by volume
Reaction gas: Oxygen gas 5.0% by volume
<Processing gas 2>
Discharge gas: Nitrogen gas 97.9% by volume
Thin film forming gas: tetraisopropoxy titanium 0.1% by volume
Additive gas: 2.0% by volume of hydrogen
<Auxiliary gas>
Nitrogen 100% by volume
<Power supply conditions>
1st electrode side frequency 80kHz
Output density 5W / cm 2
Second electrode side frequency 13.56MHz
Output density 5W / cm 2
<Roll electrode>
Roll diameter: φ300mm
From the above, in the thin film forming method by atmospheric pressure plasma discharge, the thin film forming apparatus in which the gas flow resistance and the flow rate of supply and exhaust are adjusted so that suspended fine particles are not mixed in the film formation of the substrate, and A thin film forming method could be provided.

すなわち、
処理ガスGが被覆空間部302A、302Bを通過する時に生じる流れ抵抗Paと、放電部100を通過する時に生じる流れ抵抗Pbとの比が、
1<Pa/Pb
であり、
かつ排ガス排出手段でのガス排気流量Qoutと、処理ガス吐出手段30でのガス供給流量Qinとの比が、
1<Qout/Qin
であることが良く、さらに
10≦Pa/Pb≦1000、
2≦Qout/Qin≦10
であること。
前記ガス排気流量Qoutと、前記ガス吐出流量Qinとの比が、
2≦Qout/Qin≦10
であること。
放電部100の距離bが、0.1≦b≦2.0(mm)であるか、又は、図2に示すロール電極の中心からの角度θが、π/18≦θであること、
の少なくとも一方が成立していること。
処理ガス吐出手段の被覆空間部302A、302Bに面する表面は、凹凸した粗面を有し、ロール電極10A、10Bの表面RHから凸部までの距離Hb1と、表面RHから凹部までの距離Hb2と、の比が
Hb1/Hb2≦0.5であること。
被覆空間部302A、302Bに熱を与える機構を有し、処理ガスGが被覆空間部を通過するときの処理ガスGの温度Taと、放電部100を通過するときの処理ガス温度Tbと、の比が
1≦Ta/Tbであること。
を満足することである。
That is,
The ratio between the flow resistance Pa generated when the processing gas G passes through the coating space portions 302A and 302B and the flow resistance Pb generated when the processing gas G passes through the discharge portion 100 is
1 <Pa / Pb
And
And the ratio of the gas exhaust flow rate Qout in the exhaust gas discharge means and the gas supply flow rate Qin in the processing gas discharge means 30 is:
1 <Qout / Qin
It is preferable that 10 ≦ Pa / Pb ≦ 1000,
2 ≦ Qout / Qin ≦ 10
Be.
And the gas exhaust flow rate Qout, is the ratio between the front Kiga scan discharge flow rate Qin,
2 ≦ Qout / Qin ≦ 10
Be.
The distance b of the discharge part 100 is 0.1 ≦ b ≦ 2.0 (mm), or the angle θ from the center of the roll electrode shown in FIG. 2 is π / 18 ≦ θ,
That at least one of the above is true.
The surfaces facing the coating space portions 302A and 302B of the processing gas discharge means have uneven rough surfaces, the distance Hb1 from the surface RH to the convex portion of the roll electrodes 10A and 10B, and the distance Hb2 from the surface RH to the concave portion. And the ratio of Hb1 / Hb2 ≦ 0.5.
It has a mechanism for applying heat to the coating space portions 302A and 302B, and includes a temperature Ta of the processing gas G when the processing gas G passes through the coating space portion and a processing gas temperature Tb when the processing gas G passes through the discharge portion 100. The ratio is 1 ≦ Ta / Tb.
Is to satisfy.

Claims (12)

連続的に移送する基材の表面に、大気圧もしくはその近傍の圧力下でプラズマ放電処理して薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
所定の間隙を有して対向し、回転する一対のロール電極と、
前記一対のロール電極に電圧を印加してプラズマ放電を発生させるプラズマ放電手段と、
前記プラズマ放電手段に前記基材を移送する移送手段と、
前記プラズマ放電手段を通過する前記基材に処理ガスを前記所定の間隙の方向に吐出させる処理ガス吐出手段と、
前記処理ガスが前記プラズマ放電手段を通過した後のガスを排出するガス排出手段と、
前記処理ガス吐出手段と前記一対のロール電極の表面との間に、ロール電極の表面に沿って軸方向に一定の空間を有する被覆空間部と、
を有し、
前記処理ガスが、前記被覆空間部を通過する時に受ける流れ抵抗Paと、前記一対のロール電極の、前記所定の間隙を通過する時に受ける流れ抵抗Pbと、の比が、
1<Pa/Pb
であり、
かつ前記ガス排出手段が取り込む排ガスのガス排気流量Qoutと、前記処理ガス吐出手段が前記処理ガスを吐出するガスのガス吐出流量Qinと、の比が、
1<Qout/Qin
であることを特徴とする薄膜形成装置。
A thin film forming apparatus for forming a thin film by performing plasma discharge treatment on the surface of a substrate to be continuously transferred under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof,
A pair of roll electrodes facing and rotating with a predetermined gap;
Plasma discharge means for generating a plasma discharge by applying a voltage to the pair of roll electrodes;
Transfer means for transferring the substrate to the plasma discharge means;
A processing gas discharge means for discharging a processing gas in the direction of the predetermined gap to the base material passing through the plasma discharge means;
Gas discharge means for discharging the gas after the processing gas has passed through the plasma discharge means;
Between the processing gas discharge means and the surface of the pair of roll electrodes, a coating space portion having a certain space in the axial direction along the surface of the roll electrode;
Have
The process gas comprises a flow resistance Pa experienced when passing in front Symbol covering space, said pair of rolls electrodes, and the flow resistance Pb experienced when passing through the predetermined gap, the ratio of,
1 <Pa / Pb
And
And the ratio of the gas exhaust flow rate Qout of the exhaust gas taken in by the gas discharge means and the gas discharge flow rate Qin of the gas from which the processing gas discharge means discharges the processing gas is:
1 <Qout / Qin
A thin film forming apparatus characterized by the above.
前記処理ガスが、前記流れ抵抗Paと、前記流れ抵抗Pbと、の比が、
10≦Pa/Pb≦1000
であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。
The process gas comprises a Re before Symbol flow resistance Pa, said the flow resistance Pb, the ratio of,
10 ≦ Pa / Pb ≦ 1000
The thin film forming apparatus according to claim 1 , wherein:
前記ガス排気流量Qoutと、前記ガス吐出流量Qinとの比が、
2≦Qout/Qin≦10
であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。
And the gas exhaust flow rate Qout, is the ratio between the front Kiga scan discharge flow rate Qin,
2 ≦ Qout / Qin ≦ 10
The thin film forming apparatus according to claim 1 , wherein:
記一対のロール電極の、前記所定の間隙の距離bが、
0.1≦b≦2.0(mm)
であるか、又は、
前記被覆空間部の軸方向から見た円弧は、前記ロール電極の中心からの角度θが、
π/18≦θ
であること、
の少なくとも一方が成立していることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。
Before Symbol pair of rolls electrodes, the distance b of the predetermined gap,
0.1 ≦ b ≦ 2.0 (mm)
Or
The arc viewed from the axial direction of the covering space portion has an angle θ from the center of the roll electrode,
π / 18 ≦ θ
Being
The thin film forming apparatus according to claim 1 , wherein at least one of the following holds:
前記処理ガス吐出手段の前記被覆空間部に面する表面は、凹凸した粗面を有し、前記ロール電極の表面RHから凸部までの距離Hb1と、前記表面RHから凹部までの距離Hb2と、の比が
Hb1/Hb2≦0.5
であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。
Surface facing the coating space portion of the process gas discharging means has a rough surface that is concave convex, the distance Hb1 from the surface RH of the roll electrode to the convex portion, the distance Hb2 from the surface RH until recess The ratio of Hb1 / Hb2 ≦ 0.5
The thin film forming apparatus according to claim 1 , wherein:
記被覆空間部に熱を与える機構を有し、前記処理ガスが前記被覆空間部を通過するときの処理ガスの温度Taと、前記一対のロール電極が放電する前記所定の間隙を通過するときの処理ガス温度Tbと、の比が
1≦Ta/Tb
であることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成装置。
A mechanism for applying heat to pre-Symbol the covering space, and the temperature Ta of the process gas when the process gas passes through the coating space, the pair of rolls electrodes passes through the predetermined gap to be discharged The ratio of the processing gas temperature Tb to 1 ≦ Ta / Tb
The thin film forming apparatus according to claim 1 , wherein:
連続的に移送する基材の表面に、大気圧もしくはその近傍の圧力下でプラズマ放電処理して薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
所定の間隙を有して対向し、回転する一対のロール電極と、
前記一対のロール電極に電圧を印加してプラズマ放電を発生させるプラズマ放電工程と、
前記プラズマ放電工程に前記基材を移送する移送工程と、
前記プラズマ放電工程を通過する前記基材に処理ガスを前記所定の間隙の方向に吐出させる処理ガス吐出工程と、
前記処理ガスが前記プラズマ放電工程を通過した後のガスを排出するガス排出工程と、
前記処理ガス吐出工程と前記一対のロール電極の表面との間に、ロール電極の表面に沿って軸方向に一定の空間を有する被覆空間部と、
を有し、
前記処理ガスが、前記被覆空間部を通過する時に受ける流れ抵抗Paと、前記一対のロール電極の、前記所定の間隙を通過する時に受ける流れ抵抗Pbと、の比が、
1<Pa/Pb
であり、
かつ前記ガス排出工程が取り込む排ガスのガス排気流量Qoutと、前記処理ガス吐出工程が前記処理ガスを吐出するガスのガス吐出流量Qinと、の比が、
1<Qout/Qin
であることを特徴とする薄膜形成方法。
A thin film forming method for forming a thin film by performing plasma discharge treatment under atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof on the surface of a substrate to be continuously transferred,
A pair of roll electrodes facing and rotating with a predetermined gap;
A plasma discharge step of generating a plasma discharge by applying a voltage to the pair of roll electrodes;
A transfer step of transferring the substrate to the plasma discharge step;
A processing gas discharge step of discharging a processing gas in the direction of the predetermined gap to the base material passing through the plasma discharge step;
A gas discharge step of discharging the gas after the processing gas has passed through the plasma discharge step;
Between the process gas discharge step and the surfaces of the pair of roll electrodes, a covering space portion having a constant space in the axial direction along the surface of the roll electrodes;
Have
The ratio between the flow resistance Pa received when the processing gas passes through the coating space and the flow resistance Pb received when the processing gas passes through the predetermined gap between the pair of roll electrodes is:
1 <Pa / Pb
And
And the ratio of the gas exhaust flow rate Qout of the exhaust gas taken in by the gas discharge step and the gas discharge flow rate Qin of the gas from which the processing gas discharge step discharges the processing gas is:
1 <Qout / Qin
A method for forming a thin film, characterized in that
前記処理ガスが、前記流れ抵抗Paと、前記流れ抵抗Pbと、の比が、
10≦Pa/Pb≦1000
であることを特徴とする請求項7に記載の薄膜形成方法。
The process gas has a ratio of the flow resistance Pa to the flow resistance Pb.
10 ≦ Pa / Pb ≦ 1000
The thin film forming method according to claim 7 , wherein:
前記ガス排気流量Qoutと、前記ガス吐出流量Qinとの比が、
2≦Qout/Qin≦10
であることを特徴とする請求項7に記載の薄膜形成方法。
The ratio of the gas exhaust flow rate Qout and the gas discharge flow rate Qin is:
2 ≦ Qout / Qin ≦ 10
The thin film forming method according to claim 7 , wherein:
前記前記一対のロール電極の、前記所定の間隙の距離bが、
0.1≦b≦2.0(mm)
であるか、又は、
前記被覆空間部の軸方向から見た円弧は、前記ロール電極の中心からの角度θが、
π/18≦θ
であること、
の少なくとも一方が成立していることを特徴とする請求項7に記載の薄膜形成方法。
The distance b between the predetermined gaps of the pair of roll electrodes is
0.1 ≦ b ≦ 2.0 (mm)
Or
The arc viewed from the axial direction of the covering space portion has an angle θ from the center of the roll electrode,
π / 18 ≦ θ
Being
The method for forming a thin film according to claim 7 , wherein at least one of the following holds:
前記処理ガス吐出工程の前記被覆空間部に面する表面は、凹凸した粗面を有し、前記ロール電極の表面RHから凸部までの距離Hb1と、前記表面RHから凹部までの距離Hb2と、の比が
Hb1/Hb2≦0.5
であることを特徴とする請求項7に記載の薄膜形成方法。
The surface facing the coating space portion of the process gas discharge step has a rough surface that is uneven, a distance Hb1 from the surface RH to the convex portion of the roll electrode, and a distance Hb2 from the surface RH to the concave portion, The ratio of Hb1 / Hb2 ≦ 0.5
The thin film forming method according to claim 7 , wherein:
前記被覆空間部に熱を与える機構を有し、前記処理ガスが前記被覆空間部を通過するときの処理ガスの温度Taと、一対の前記ロール電極が放電する前記所定の間隙を通過するときの処理ガス温度Tbと、の比が
1≦Ta/Tb
であることを特徴とする請求項7に記載の薄膜形成方法。
A mechanism for applying heat to the coating space, and a temperature Ta of the processing gas when the processing gas passes through the coating space, and a time when the pair of roll electrodes pass through the predetermined gap The ratio of the processing gas temperature Tb is 1 ≦ Ta / Tb
The thin film forming method according to claim 7 , wherein:
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