JP5282538B2 - 容量結合型プラズマｃｖｄ装置 - Google Patents

Description

本発明は、減圧可能な容器内に所定間隔保って配設された一対の電極間のプラズマ放電によって帯状フィルムに薄膜を成膜する容量結合型プラズマＣＶＤ装置に関する。

現在、太陽電池や半導体被膜等の製造工程においては、プラズマイオンプロセスを用いてフィルムやガラス基板等に薄膜を成膜することが多く用いられている。
このプラズマイオンプロセスを用いて薄膜を成膜するには、１００ＭＨｚ以下の周波数帯域において容量結合型プラズマＣＶＤ装置が多く用いられている。
この種の容量結合型プラズマＣＶＤ装置としては、例えば図６に示すように、減圧可能な容器に所定間隔を保って配設された一対の電極のうち一方の電極に高周波電圧が印加されることで一対の電極間に発生するプラズマ放電によって薄膜を成膜する構成が知られている。

図６は、従来の容量結合型プラズマＣＶＤ装置の説明に供する一例を示す説明図であって、（ａ）は概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の図のＦ−Ｆ線矢視図である。
この容量結合型プラズマＣＶＤ装置は、図６に示すように、減圧可能な容器１００内に所定間隔を保って配置された一対の電極１０１及び１０２間のプラズマ放電によって帯状フィルム１０３に連続的に薄膜を成膜するロールツーロール方式の容量結合型プラズマＣＶＤ装置であって、この容器１００は、中央部の電極収納部１０４とその両側に連通する搬送機構収納部１０５及び１０６とで構成されている。そして、電極収納部１０４には、所定間隔を保って対向して配置された上下一対の電極１０１及び１０２が配設されている。また、搬送機構収納部１０５及び１０６には、帯状フィルム１０３を一対の電極１０１及び１０２のうち高周波電圧が印加される側とは反対側の電極１０２に接触させながら一対の電極１０１及び１０２間を通るように所定の張力を保って搬送する搬送機構１０７のフィルム送出部１０８及びフィルム巻取部１０９が配設されている。そして、高周波電圧が印加される電極１０１は、容器１００外側から内周面に絶縁材が配設された図示しない挿通孔を貫通し容器１００内に挿入された支持部１０１ａを有する。また、電極１０１は、支持部１０１ａの先端部に連設された帯状フィルム１０３の幅より狭い方形の底面を有する平板部１０１ｂを有し、支持部１０１ａと平板部１０１ｂとによって外形形状が逆Ｔ字状に形成されている。一方、高周波電圧が印加される側とは反対側の電極１０２は、容器１００の電極収納部１０４の底板部内面に固定された垂直脚部１０２ａと、この垂直脚部１０２ａの上端に形成された高周波電圧が印加される電極１０１の平板部１０１ｂと所定間隔を保って対向する平板部１０２ｂとを有して、外形形状がＴ字状に形成されている。

なお、搬送機構１０７による帯状フィルム１０３の搬送は、図６に示すように、連続的に行なう場合に限らず、ステップ状に搬送して、帯状フィルム１０３に断続的に薄膜を成膜するステッピングロール方式の搬送機構を適用することもできる。さらに、容量結合型プラズマＣＶＤ装置は、フィルム送出部１０８及びフィルム巻取部１０９を容器１００の外側に配置するステッピングロール方式も適用することもできる。
このように、平板状の一対の電極間のプラズマ放電によって帯状フィルムに薄膜を成膜する場合には、帯状フィルムの搬送方向の電界分布が変化してしまい、帯状フィルムに良好な成膜状態を施すことができない。
そこで、帯状フィルムに良好な成膜状態を施す方法として、例えば特許文献１が提案されている。

特許文献１には、所定間隔を保って配置された平板状の一対の放電電極及び接地電極間に連続的に搬送される基板に微結晶膜を成膜するプラズマＣＶＤ装置であって、放電電極及び前記基板間に配設されたマスクの略中央位置に開口部を設け、その開口部の基板の搬送方向に沿う両側の略中央位置を橋架するように電界調整部材を配置するプラズマＣＶＤ装置が記載されている。ここで、開口部のエッヂ周辺部を導電位面に沿った形状に丸めることが知られている。

しかし、平板状の一対の電極のプラズマ放電によって方形状フィルムに薄膜を成膜するインライン方式の場合には、高周波電圧が印加される電極の周縁部に電界が集中してしまい、その電界の集中によって良好な成膜状態が施されなかった成膜部を切り落として廃棄するので製造コストの上昇を招いていた。
そこで、高周波電圧が印加される電極の電界の集中を緩和する方法として、例えば特許文献２が提案されている。

特許文献２には、真空槽内に所定間隔を保って配置されたグロー放電用の一対の電極のうち一方をロゴスキー型又は近似ロゴスキー型（以下、ロゴスキ形状及び近似ロゴスキ形状と称す。）の電極とし、他方を格子状の電極とする薄膜生成装置であって、前記格子状の電極の前記ロゴスキー型の電極側とは反対側に基板支持台に支持された薄膜被着体を所定間隔を保って配置し、前記格子状の電極と前記薄膜被着体との間にバイアス用の格子状の電極を配置する薄膜生成装置が記載されている。

以下、ロゴスキ形状及び近似ロゴスキ形状をグラフに基づいて説明する。
図７は、等角写像法を用いて計算した等電位面を表す曲線群を示すグラフ、図８は図７の各等電位面上の電界強度を示す曲線群を示すグラフ、図９はロゴスキ形状と近似ロゴスキ形状との比較を示すグラフである。
ロゴスキ形状は、電気力線をＵとし、電圧をＶとすると、複素平面Ｗ（Ｗ＝Ｕ＋ｊＶ）を複素平面ｚ（ｘ―ｙ平面）に変換する等角写像法によって求められ、下記（１）で表すことができる（非特許文献１参照）。
ｚ＝Ｗ＋ｅ^W ………（１）

これによって、電圧Ｖが一定の場合の複素平面ｚにおける曲線は、等電位面で表すことができる。ここで、等電位面を表す曲線すなわち等電位線は、図７に示すように、電気力線Ｕを可変とし、電圧Ｖを０≦Ｖ≦πとして、段階的に計算することによって表すことができる。
そして、Ｖ＝πの等電位線は、図７に示すように、ｘ≦−１、ｙ＝πの位置の直線として表すことができる。この直線は、本発明で考慮している容量結合型プラズマＣＶＤ装置において、高周波電圧が印加される電極すなわち給電側電極の従来の構造とみなすことができる。
ここで、ｙ＝０の線（ｘ軸）は、数学的にＶ＝０且つ、物理的には電圧が０すなわち接地側電位面であり、容量結合型プラズマＣＶＤ装置において考えると、容器に接続された電極すなわち接地側電極とみなすことができる。

また、Ｖ＝２の等電位線の場合は、図８に示すように、電極縁部での電界強度の上昇を１０％以下とすることができるので、実用上で問題となることがない。そして、電極縁部をＶ＝２の等電位線に沿うように丸めた形状がロゴスキ形状とされている。
しかし、ロゴスキ形状は、指数関数と三角関数との積で表される超越形状であり、厳密にこの形状に加工しようとすると、その作業に多忙な時間を必要として生産性の低下を招いてしまう場合がある。
これを解決するために、ロゴスキ形状とほぼ等しい曲率を有する円弧で代用する形状もあり、これを近似ロゴスキ形状とする。

近似ロゴスキ形状は、図９に示すように、例えば電極縁部の形状を半径が２の円弧とすることで、電極縁部の電界がロゴスキ形状と同等の効果を得ることができる形状である。
この場合には、図７に示すように、ｙ軸において接地側電極（Ｖ＝０）から給電側電極（Ｖ＝２）までの距離も２であるので、給電側電極及び接地側電極間の距離と略等しい半径を有する円弧が近似ロゴスキ形状を与えることになる。ここで、円弧の半径は、電極縁部の電界強度が大きくならないようにするために円弧の半径を大きくすることが有効であるので、給電側電極及び接地側電極間の距離と略等しくなる値を最小値として与えている。

したがって、給電側電極縁部は、給電側電極及び接地側電極間の距離と略等しい半径を有する円弧とすることで、電極縁部における電極の集中を避けることができる。
つまり、近似ロゴスキ形状を与える円弧の半径の条件は、給電側電極及び接地側電極間の距離をｄとし、近似ロゴスキ形状を与える円弧の半径をｒとすると、下記（２）で表すことができる。
ｒ≧ｄ ………（２）
特開昭６４−７５６８０号公報 特開昭５８−１２２０３８号公報 竹山説三「電気磁気学現象理論」丸善株式会社、昭和１９年

しかしながら、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、給電側電極の底面が正方形状に形成されている場合には、給電側電極の底面に電界の集中が発生することはないが、効率的に帯状フィルムに薄膜を成膜するために給電側電極の底面を帯状フィルムの搬送方向に長い矩形状とした場合には、給電側電極の底面の全ての側縁のエッジ部をロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状としても四隅の角部にエッジ部が形成され、この角部のエッジ部で強い電界を発生することになり、この強い電界が発生する領域がエッジ部を投影した長さとなり、比較的長くなって搬送方向に沿う端縁での成膜状態に影響を与えるといった未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、帯状フィルムに給電側電極及び接地側電極間のプラズマ放電によって薄膜を成膜する場合に、給電側電極の帯状フィルムの搬送方向に沿う端縁での強い電界領域を狭めて帯状フィルムに良好な成膜状態を施すことができる容量結合型プラズマＣＶＤ装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係る容量結合型プラズマＣＶＤ装置は、減圧可能な容器内に所定間隔を保って配設された一対の給電側電極及び接地側電極間のプラズマ放電によって帯状フィルムに薄膜を成膜する容量結合型プラズマＣＶＤ装置であって、前記帯状フィルムを巻装した送出ロールから引き出した前記帯状フィルムを前記給電側電極及び接地側電極間を通って巻取ロールに巻き取る搬送機構を備え、前記給電側電極の前記接地側電極との対向面における前記帯状フィルムの搬送方向と交差するエッジ部のみをロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状に形成したことを特徴としている。

また、請求項２に係る容量結合型プラズマＣＶＤ装置は、請求項１に係る発明において、前記近似ロゴスキ形状は、前記給電側電極及び前記接地側電極間の間隔より大きいか又は略等しい半径に丸めた形状とすることを特徴としている。
さらに、請求項３に係る容量結合型プラズマＣＶＤ装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記給電側電極及び前記接地側電極の対向面は、当該接地側電極の対向面積に対する当該給電側電極の対向面積が小さく設定されていることを特徴としている。

さらにまた、請求項４に係る容量結合型プラズマＣＶＤ装置は、請求項１乃至３の何れか１項に係る発明において、前記搬送機構は、ロールツーロール方式及びステッピングロール方式の一方で構成されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項５に係る容量結合型プラズマＣＶＤ装置は、請求項１乃至４の何れか１項に係る発明において、前記帯状フィルムは、前記給電側電極及び接地側電極間を通過する際に、前記搬送機構によって前記接地側電極に接触しながら搬送されることを特徴としている。

また、請求項６に係る容量結合型プラズマＣＶＤ装置は、請求項１乃至５の何れか１項に係る発明において、前記給電側電極の周囲に成膜処理時のプラズマの飛散を防止するアースシールドが配設されていることを特徴としている。
さらに、請求項７に係る容量結合型プラズマＣＶＤ装置は、請求項１乃至６の何れか１項に係る発明において、前記給電側電極がカソード電極とされ、前記接地側電極がアノード電極とされていることを特徴としている。

本発明によれば、帯状フィルムに一対の電極間のプラズマ放電によって薄膜を成膜する場合に、給電側電極の接地側電極との対向面における帯状フィルムの搬送方向と交差するエッジ部のみをロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状に形成し、帯状フィルムの搬送方向に沿う両端のエッジ部をロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状以外の形状とすることで、給電側電極の四隅に内側に大きく延長するエッジ部が形成されることを抑制し、電界強度の強い領域を狭めて帯状フィルムの良好な成膜領域を拡大することができるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明をロールツーロール方式の容量結合型プラズマＣＶＤ装置に適用した場合の第１の実施形態を示す説明図であって、（ａ）は概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の図のＡ−Ａ線矢視図である。
図中、１は容量結合型プラズマＣＶＤ装置であって、この容量結合型プラズマＣＶＤ装置は減圧状態に保持可能な容器２を備えている。この容器２は、中央部の電極収納部２ａとその両側に連通する搬送機構収納部２ｂ及び２ｃとを備えている。

電極収納部２ａには、所定間隔を保って対向して配設された上下一対の給電側電極となるカソード電極３及び接地側電極となるアノード電極４が配置されている。また、電極収納部２ａには、容器２外から反応ガスをカソード電極３及び帯状フィルム５間に供給する図示しない反応ガス供給部が形成されている。
また、搬送機構収納部２ｂ及び２ｃには、帯状フィルム５をカソード電極３及びアノード電極４間を通るように所定の張力を保って搬送する搬送機構６のフィルム送出部７及びフィルム巻取部８が配設されている。

そして、カソード電極３は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、電極収納部２ａの外側から内周面に絶縁材が配設された図示しない挿通孔を貫通し電極収納部２ａ内に挿入された支持部３ａを有する。また、カソード電極３は、図１（ｂ）に示すように、支持部３ａの先端部に連設された帯状フィルム５の幅より狭い幅の矩形状の底面を有する水平板部３ｂを有し、支持部３ａと水平板部３ｂとによって、外形形状が逆Ｔ字状に形成されている。この水平板部３ｂの底面と側面とのエッジ部は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、底面と帯状フィルム５の搬送方向と交差する両側面とのエッジ部のみが上述したロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状に形成され、底面と帯状フィルム５の搬送方向に沿う両側面とのエッジ部が例えば直角形状に形成されている。そして、カソード電極３には、高周波電圧を印加する図示しない高周波電源が接続されている。

一方、アノード電極４は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、容器２の電極収納部２ａの底板部内面に固定された垂直脚部４ａと、この垂直脚部４ａの上端に形成されたカソード電極３の水平板部３ｂと所定間隔を保って対向する水平板部４ｂとを有して、外形形状がＴ字状に形成されている。ここで、水平板部４ｂの上面は、帯状フィルム５の幅より広く、且つ水平板部３ｂの底面の帯状フィルム５の搬送方向に沿う長さより長い矩形状に形成されている。
搬送機構６は、前述したように、フィルム送出部７及びフィルム巻取部８で構成されている。

フィルム送出部７は、図１に示すように、帯状フィルム５を巻装した送出ロール９の下方に所定間隔を保って配置された駆動ロール１０と、この駆動ロール１０に帯状フィルム５を挟んで転接する押圧ロール１１とを備えている。
また、フィルム巻取部８は、駆動ロール１２と、この駆動ロール１２に帯状フィルム５を挟んで転接する押圧ロール１３と、これら駆動ロール１２及び押圧ロール１３によって繰り出される帯状フィルム５を巻き取る巻取ロール１４とで構成されている。
なお、帯状フィルム５は、例えば太陽電池を形成するためのもので、ポリイミドフィルムやポリエチレンフィルム等を用いることができる。

次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
帯状フィルム５に薄膜を成膜するには、先ず、フィルム送出部７の送出ロール９から帯状フィルム５を繰り出し、駆動ロール１０及び押圧ロール１１間を通り、フィルム巻取部８の駆動ロール１２及び押圧ロール１３間を通って巻取ロール１４に所定搬送速度で巻き取らせる。
そして、電極収納部２ａに形成した図示しない反応ガス供給部から反応ガスを水平板部３ｂ及び帯状フィルム５間に供給すると共に、カソード電極３に高周波電圧を印加した状態で、駆動ロール１０及び１２を回転駆動することにより、帯状フィルム５に所定の張力を与えてアノード電極４に接触させながらカソード電極３及びアノード電極４間をアノード電極４の上面に接触させながら所定搬送速度で通過させる。

このとき、カソード電極３及びアノード電極４間に発生するプラズマ放電によって、反応ガスの含有成分が帯状フィルム５に成膜される。
このように、帯状フィルム５をカソード電極３及びアノード電極４間に通過させて成膜させる際に、カソード電極３の水平板部３ｂの底面の帯状フィルム５の搬送方向と交差するエッジ部のみがロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状に形成されているので、水平板部３ｂの底面の帯状フィルム５の搬送方向のエッジ部に電界が集中することを確実に防止して良好な成膜を行うことができる。

このとき、帯状フィルム５の搬送方向に沿う両端縁すなわち帯状フィルム５の幅方向については、カソード電極３の水平板部３ｂの底面の帯状フィルム５の搬送方向に沿うエッジ部が例えば直角形状に形成され、そのエッジ部に電界が集中して成膜状態に悪影響が与えられるがこの直角形状のエッジ部による強い電界が発生する領域を後に切り落として製品として使用しない領域内の狭い範囲に収めることができ、前述した従来例のように４辺のエッジ部をロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状とする場合のように４隅のエッジ部が幅方向内側に延長して、帯状フィルム５の幅方向端縁での成膜不良領域が広くなることを抑制することができる。

また、カソード電極３の搬送方向に沿うエッジ部を例えば直角形状とすることにより、その成形が容易で製作コスト及び製作工数を、このエッジ部をロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状とする場合の製作コスト及び製作工数に比較して大幅に削減することができる。
さらにまた、カソード電極３の水平板部３ｂの底面の帯状フィルム５の搬送方向のエッジ部は、前述したようにロゴスキ形状より近似ロゴスキ形状とすることによって、製造コストを低減することができる。

次に、本発明の第２の実施形態を図２について説明する。
ここで、図２は、本発明をステッピングロール方式の容量結合型プラズマＣＶＤ装置に適用した場合の第２の実施形態を示す説明図であって、（ａ）は概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の図のＢ−Ｂ線矢視図である。
この第２の実施形態では、減圧可能な容器内に所定間隔を保って配設された一対の電極間のプラズマ放電によって帯状フィルムに断続的に薄膜を成膜するステッピングロール方式に本発明を適用したものである。
すなわち、第２の実施形態では、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、前述した第１の実施形態における図１の構成において、電極収納部２ａと搬送機構収納部２ｂ及び２ｃとを個別に形成することで、容器２内に配置した搬送機構６のフィルム送出部７及びフィルム巻取部８を容器２の外側に配置したことを除いては前述した図１と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

ここで、電極収納部２ａと搬送機構収納部２ｂ及び２ｃとは、開閉自在に連動する図示しない隔壁を有する挿通孔２ｄ〜２ｇによって連通可能にされていることを除いては前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
そして、搬送機構６は、帯状フィルム５をアノード電極４の水平板部４ｂの帯状フィルム５の搬送方向長さより所定長さ長い間隔でステップ状に搬送するように設定されていることを除いては前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

次に、上記第２の実施形態の動作を説明する。
帯状フィルム５に薄膜を成膜するには、先ず、挿通孔２ｄ〜２ｇの図示しない隔壁を開口させた状態で、フィルム送出部７の送出ロール９から帯状フィルム５をステップ状に繰り出し、駆動ロール１０及び押圧ロール１１間を通り、カソード電極３及びアノード電極４間に送り出す。このとき、駆動ロール１０及び１２が回転駆動することにより、帯状フィルム５に所定の張力を与える。
そして、帯状フィルム５をアノード電極４に接触させながらカソード電極３及びアノード電極４間に所定時間停止させる。そして、挿通孔２ｄ〜２ｇを図示しない隔壁によって閉口させ、電極収納部２ａを減圧状態に保持する。

この状態で、電極収納部２ａに形成した図示しない反応ガス供給部から反応ガスを水平板部３ｂ及び帯状フィルム５間に供給すると共に、カソード電極３に高周波電圧を印加する。
このとき、カソード電極３及びアノード電極４間に発生するプラズマ放電によって、反応ガスの含有成分が帯状フィルム５に成膜される。
このように、帯状フィルム５をカソード電極３及びアノード電極４間に停止させて成膜させる際に、水平板部３ｂの底面の帯状フィルム５の搬送方向と交差するエッジ部のみがロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状に形成されているので、水平板部３ｂの底面の帯状フィルム５の搬送方向のエッジ部に電界が集中することを防止することができる。

このように、水平板部３ｂの底面の帯状フィルム５の搬送方向のエッジ部に電界が集中することを防止することで、帯状フィルム５の搬送方向の成膜状態に悪影響を与えることを確実に防止して、帯状フィルムの搬送方向の成膜状態を均一化することができる。
このとき、帯状フィルム５の搬送方向に沿う両端縁すなわち帯状フィルム５の幅方向については、カソード電極３の水平板部３ｂの底面の帯状フィルム５の搬送方向に沿うエッジ部が例えば直角形状に形成され、そのエッジ部に電界が集中して成膜状態に悪影響が与えられるがこの直角形状のエッジ部による強い電界が発生する領域を後に切り落として製品として使用しない領域内の狭い範囲に収めることができ、前述した従来例のように４辺のエッジ部をロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状とする場合のように４隅のエッジ部が幅方向内側に延長して、帯状フィルム５の幅方向端縁での成膜不良領域が広くなることを抑制することができる。

また、カソード電極３の搬送方向に沿うエッジ部を例えば直角形状とすることにより、その成形が容易で製作コスト及び製作工数を、このエッジ部をロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状とする場合の製作コスト及び製作工数に比較して大幅に削減することができる。
さらにまた、カソード電極３の水平板部３ｂの底面の帯状フィルム５の搬送方向のエッジ部は、前述したようにロゴスキ形状より近似ロゴスキ形状とすることによって、製造コストを低減することができる。

次に、本発明の第３の実施形態を図３について説明する。
この第３の実施形態では、上述した第１の実施形態において、成膜処理時のプラズマの飛散を防止するようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態では、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、カソード電極３の水平板部３ｂの周囲に所定間隔を保って覆うアースシールド２０を設けたことを除いては前述した第１の実施形態と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

アースシールド２０は、支持部３ａに図示しない絶縁材を介して固定された固定板部２０ａと、この固定板部２０ａに連設され水平板部３ｂの周囲を所定間隔を保って覆う導電性を有する方形枠部２０ｂとを備えている。方形枠部２０ｂは、帯状フィルム５の搬送方向の両側板部２０ｃ及び２０ｄの下面がカソード電極３及びアノード電極４間の略中央位置となるように選定されている。また、方形枠部２０ｂは、両側板部２０ｃ及び２０ｄに連設する帯状フィルム５の搬送方向に沿う両側板部２０ｅ及び２０ｆの下面がカソード電極３及びアノード電極４間の略中央位置に選定されている。そして、方形枠部２０ｂは、少なくとも両側板部２０ｃ及び２０ｄ間の距離がカソード電極３及びアノード電極４間を通る帯状フィルム５の搬送方向と直交する幅より短く選定され、これら両側板部２０ｅ及び２０ｆの下面が帯状フィルム５の側縁部に接触されている。さらに、両側板部２０ｅ及び２０ｆの帯状フィルム５の搬送方向長さは、アノード電極４の水平板部４ｂの帯状フィルム５の搬送方向長さと略等しく選定されている。

この第３の実施形態によると、前述した第１の実施形態と同様に帯状フィルム５の搬送方向の電界の集中を抑制して良好な成膜を行うことができるとともに、搬送方向に沿う方向の両端縁の良好な成膜領域を拡大することができる効果を発揮することができる。これらの効果に加えて、カソード電極３の周囲に所定間隔を保って設けたアースシールド２０によって、カソード電極３及びアノード電極４間に発生するプラズマの飛散を防止することができ、帯状フィルム５に良好な成膜状態を施すことができる。ここで、アースシールド２０の帯状フィルム５の搬送方向の両側板部２０ｃ及び２０ｄについては、下面がカソード電極３及びアノード電極４間の略中央位置に選定されているので、カソード電極３及びアノード電極４間のプラズマ放電によって帯状フィルム５のカソード電極３側に成膜された薄膜がアースシールド２０の両側板部２０ｃ及び２０ｄに接触することはなく、成膜部に傷が付くことを確実に防止することができる。
なお、上記第２の実施形態についても図４に示すように、上記第３の実施形態と同様のアースシールドを設けることにより、同等の効果を得ることができる。

次に、本発明の第４の実施形態を図５について説明する。
この第４の実施形態では、上述した第２の実施形態において、カソード電極の水平板部を帯状フィルムとアースシールドとによって覆うことで成膜処理時のプラズマの飛散を防止するようにしたものである。
すなわち、第４の実施形態では、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、前述した第２の実施形態の構成において、アースシールド２０の方形枠部２０ｂの四方の側板部２０ｃ〜２０ｆの下面が面一に形成され、これら全ての両側板部２０ｃ〜２０ｆが帯状フィルム５に接触するようにしたことを除いては前述した第３の実施形態と同様の構成を有し、図４との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。

ここで、アースシールド２０は、カソード電極３を成膜処理前後の帯状フィルム５の搬送時に上方に退避させることで、帯状フィルム５の搬送方向の両側板部２０ｃ及び２０ｄを帯状フィルム５から上方に退避させることができ、成膜部に傷が付くことを確実に防止することができる。
この第４の実施形態によると、帯状フィルム５をアノード電極４の所定位置に停止させるまでの搬送状態では、カソード電極３が上方に退避しており、帯状フィルム５がアノード電極４の所定位置に停止されると、カソード電極３が下降されて、アノード電極４と所定距離を保って対向するとともに、アースシールド２０の四方の側板部２０ｃ〜２０ｆの下面が帯状フィルム５に全て接触する。

そして、電極収納部２ａに形成した図示しない反応ガス供給部から反応ガスを水平板部３ｂ及び帯状フィルム５間に供給すると共に、カソード電極３に高周波電圧を印加することにより、カソード電極３及びアノード電極４間に発生するプラズマ放電によって、反応ガスの含有成分が帯状フィルム５に成膜される。
このように、カソード電極３の周囲に所定間隔を保って設けたアースシールド２０によって、成膜領域が覆われるので、カソード電極３及びアノード電極４間に発生するプラズマの飛散を防止することができ、帯状フィルム５に良好な成膜状態を施すことができる。

この成膜が終了すると、カソード電極３を上方に退避させてから帯状フィルム５を搬送することにより、プラズマ放電によって帯状フィルム５のカソード電極３側に成膜された薄膜にアースシールド２０の両側板部２０ｃ及び２０ｄが接触することはなく、成膜部に傷が付くことを確実に防止することができる。
なお、上記第１〜第４の実施形態においては、カソード電極３の水平板部３ｂの底面における帯状フィルム５の搬送方向に沿うエッジ部を直角形状に形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、エッジ部を９０度近傍の鈍角又は鋭角のエッジ形状としたり、エッジ部の先端を比較的小さな値のＲ面取り又はＣ面取りするようにしてもよい。

また、上記第１〜第４の実施形態においては、カソード電極３の底面が矩形状に形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも帯状フィルム５の搬送方向に沿う２辺を有する平行四辺形状又は台形状に形成するようにしてもよく、要は帯状フィルム５の搬送方向と交差する方向のエッジ部のみをロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状とすればよい。
また、上記第１〜第４の実施形態においては、電極収納部２ａに図示しない反応ガス供給部を形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、カソード電極３に反応ガス供給部を形成することもできる。この場合には、カソード電極３の支持部３ａ及び水平板部３ｂを中空形状とし、水平板部３ｂの下面に所定間隔を保って多数の貫通孔を形成することで、水平板部３ｂ及び帯状フィルム５間に反応ガスを供給することができる。

本発明をロールツーロール方式の容量結合型プラズマＣＶＤ装置に適用した場合の第１の実施形態を示す説明図であって、（ａ）は概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の図のＡ−Ａ線矢視図である。 本発明をステッピングロール方式の容量結合型プラズマＣＶＤ装置に適用した場合の第２の実施形態を示す説明図であって、（ａ）は概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の図のＢ−Ｂ線矢視図である。 第３の実施形態を示す説明図であって、（ａ）は概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の図のＣ−Ｃ線矢視図である。 第２の実施形態の変形例を示す説明図であって、（ａ）は概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の図のＤ−Ｄ線矢視図である。 第４の実施形態を示す説明図であって、（ａ）は概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の図のＥ−Ｅ線矢視図である。 従来の容量結合型プラズマＣＶＤ装置の説明に供する一例を示す説明図であって、（ａ）は概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）の図のＦ−Ｆ線矢視図である。 等角写像法を用いて計算した等電位面を呈する曲線群を示すグラフである。 図７の各等電位面上の電界強度を示す曲線群を示すグラフである。 ロゴスキ形状と近似ロゴスキ形状との比較を示すグラフである。

符号の説明

１…容量結合型プラズマＣＶＤ装置、２…容器、２ａ…電極収納部、２ｂ，２ｃ…搬送機構収納部、３…アノード電極、３ａ…支持部、３ｂ…水平板部、４…カソード電極、４ａ…垂直脚部、４ｂ…水平板部、５…帯状フィルム、６…搬送機構、７…フィルム送出部、８…フィルム巻取部、９…送出ロール、１０，１２…駆動ロール、１１，１３…押圧ロール、１４…巻取ロール、２０…アースシールド、２０ａ…固定板部、２０ｂ…方形枠体、２０ｃ〜２０ｆ…両側板部

Claims (7)

1. 減圧可能な容器内に所定間隔を保って配設された一対の給電側電極及び接地側電極間のプラズマ放電によって帯状フィルムに薄膜を成膜する容量結合型プラズマＣＶＤ装置であって、
   前記帯状フィルムを巻装した送出ロールから引き出した前記帯状フィルムを前記給電側電極及び接地側電極間を通って巻取ロールに巻き取る搬送機構を備え、
   前記給電側電極の前記接地側電極との対向面における前記帯状フィルムの搬送方向と交差するエッジ部のみをロゴスキ形状又は近似ロゴスキ形状に形成したことを特徴とする容量結合型プラズマＣＶＤ装置。
2. 前記近似ロゴスキ形状は、前記給電側電極及び前記接地側電極間の間隔より大きいか又は略等しい半径に丸めた形状とすることを特徴とする請求項１に記載の容量結合型プラズマＣＶＤ装置。
3. 前記給電側電極及び前記接地側電極の対向面は、当該接地側電極の対向面積に対する当該給電側電極の対向面積が小さく設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の容量結合型プラズマＣＶＤ装置。
4. 前記搬送機構は、ロールツーロール方式及びステッピングロール方式の一方で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の容量結合型プラズマＣＶＤ装置。
5. 前記帯状フィルムは、前記給電側電極及び接地側電極間を通過する際に、前記搬送機構によって前記接地側電極に接触しながら搬送されることを特徴とした請求項１乃至４の何れか１項に記載の容量結合型プラズマＣＶＤ装置。
6. 前記給電側電極の周囲に成膜処理時のプラズマの飛散を防止するアースシールドが配設されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の容量結合型プラズマＣＶＤ装置。
7. 前記給電側電極がカソード電極とされ、前記接地側電極がアノード電極とされていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の容量結合型プラズマＣＶＤ装置。

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