JP5504091B2 - Film forming method and film forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、成膜方法及び成膜装置に関する。 The present invention relates to a film forming method and a film forming apparatus.

現在、携帯端末などの各種端末では、人体が直接パネル表面に接触して操作するタッチパネルが多く用いられている。このタッチパネルの表面は、人体が直接パネル表面に接触することから、傷や汚れがつきやすいので防汚層(有機層)が設けられている。   At present, in various terminals such as portable terminals, a touch panel in which a human body operates by directly contacting the panel surface is used. The surface of the touch panel is provided with an antifouling layer (organic layer) because the human body is in direct contact with the panel surface and is easily damaged and dirty.

防汚層としては、フッ素系樹脂が用いられていることが多い。このようなフッ素系樹脂からなる膜の形成方法としては、真空蒸着法が知られている(例えば特許文献1)。   As the antifouling layer, a fluorine-based resin is often used. A vacuum deposition method is known as a method for forming a film made of such a fluororesin (for example, Patent Document 1).

特開2010−106344号公報JP 2010-106344 A

特許文献1によれば、真空蒸着法により、効率的に膜質の優れた膜を形成することが可能である。しかしながら、防汚層とその下層との間の密着性が使用状態により低下する場合がある。   According to Patent Document 1, it is possible to efficiently form a film having excellent film quality by a vacuum deposition method. However, the adhesion between the antifouling layer and the lower layer may be lowered depending on the state of use.

そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題を解決することにあり、その下層との密着性の優れた防汚層を形成するための成膜方法及び成膜装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to provide a film forming method and a film forming apparatus for forming an antifouling layer having excellent adhesion to the lower layer. .

本発明の成膜方法は、被処理基板上にフッ素含有樹脂からなる有機層を形成する成膜方法であって、酸素原子(O)及び水素原子(H)を含有するプラズマ生成ガス雰囲気中で生成したプラズマに被処理基板を曝し、被処理基板の表面に酸素原子(O)及び水素原子(H)を結合させ、次いで前記有機層を形成することを特徴とする。 The film forming method of the present invention is a film forming method for forming an organic layer made of a fluorine-containing resin on a substrate to be processed, in a plasma generation gas atmosphere containing oxygen atoms (O) and hydrogen atoms (H). The substrate to be processed is exposed to the generated plasma, oxygen atoms (O) and hydrogen atoms (H) are bonded to the surface of the substrate to be processed, and then the organic layer is formed.

本発明の成膜方法では、フッ素含有樹脂からなる防汚層を形成前にプラズマに被処理基板を曝すことで、被処理基板の表面がクリーニングされ、かつ、被処理基板がエッチングされるので密着性を向上することができる。さらに、OとHとを含むガス雰囲気中でプラズマ処理することで、よりフッ素含有樹脂からなる防汚層と基板との密着性を向上させることができる。 In the film forming method of the present invention, the surface of the substrate to be processed is cleaned by exposing the substrate to be processed to plasma before forming the antifouling layer made of a fluorine-containing resin, and the substrate to be processed is etched, so that the substrate is etched. Can be improved. Furthermore, by performing plasma treatment in a gas atmosphere containing O and H, the adhesion between the antifouling layer made of a fluorine-containing resin and the substrate can be improved.

前記被処理基板は、透明基板に密着層が形成されたものであることが好ましい。より防汚層との密着性を向上させることができるからである。   The substrate to be processed is preferably a substrate in which an adhesion layer is formed on a transparent substrate. This is because the adhesion to the antifouling layer can be further improved.

前記密着層が、有機層との密着性の観点から、Si、Al、Ta、Nb、Ti、Zr、Sn、Zn、Mg及びInから選ばれた少なくとも1種の金属の酸化物、酸化窒化物、窒化物からなる膜であることが好ましい。特に、密着層として特にSiO膜を用いると透明性が高いので、例えば得られた被処理基板をタッチパネルに用いることができる。 The adhesion layer is an oxide or oxynitride of at least one metal selected from Si, Al, Ta, Nb, Ti, Zr, Sn, Zn, Mg, and In from the viewpoint of adhesion with the organic layer. A film made of nitride is preferable. In particular, when a SiO 2 film is used as the adhesion layer, since the transparency is high, for example, the obtained substrate can be used for a touch panel.

前記プラズマ生成ガスが、水蒸気であることが好ましい。水蒸気であれば、簡易にガスを発生させることができる。   The plasma generation gas is preferably water vapor. If it is water vapor, gas can be easily generated.

本発明の成膜方法を実施することができる成膜装置は、被処理基板上にフッ素含有樹脂からなる有機層を形成する有機層形成手段を備えた成膜装置であって、プラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と電圧印加手段とを備え、プラズマ生成ガス導入手段により成膜装置内に酸素原子及び水素原子を含有するプラズマ生成ガスを導入し、該プラズマ生成ガス雰囲気中で前記電圧印加手段により電圧を印加してプラズマを生成して被処理基板を曝し、前記被処理基板の表面に前記酸素原子及び前記水素原子を結合させ、その後、前記有機層形成手段により被処理基板上に前記有機層を形成することを特徴とする。 A film forming apparatus capable of carrying out the film forming method of the present invention is a film forming apparatus provided with an organic layer forming means for forming an organic layer made of a fluorine-containing resin on a substrate to be processed, wherein a plasma generating gas is supplied. A plasma generation gas introduction unit and a voltage application unit to be introduced; a plasma generation gas containing oxygen atoms and hydrogen atoms is introduced into the film forming apparatus by the plasma generation gas introduction unit; and the voltage is generated in the plasma generation gas atmosphere. A voltage is applied by an applying means to generate plasma to expose the substrate to be processed, to bond the oxygen atoms and the hydrogen atoms to the surface of the substrate to be processed, and then to the substrate to be processed by the organic layer forming means. The organic layer is formed.

また、本発明の成膜方法を実施することができる成膜装置は、被処理基板上にフッ素含有樹脂からなる有機層を形成する有機層形成手段を備えた成膜装置であって、プラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と電圧印加手段とを備えたプラズマ処理室と、 前記有機層形成手段を備えた成膜室とを備え、前記プラズマ処理室では、前記プラズマ生成ガス導入手段により前記プラズマ処理室内に酸素原子及び水素原子を含有するプラズマ生成ガスを導入し、該プラズマ生成ガス雰囲気中で前記電圧印加手段から電圧を印加してプラズマを生成して被処理基板を曝し、前記被処理基板の表面に前記酸素原子及び前記水素原子を結合させ、前記成膜室では、前記有機層形成手段により前記有機層を被処理基板上に形成することを特徴とする。 Further, a film forming apparatus capable of performing the film forming method of the present invention is a film forming apparatus provided with an organic layer forming means for forming an organic layer made of a fluorine-containing resin on a substrate to be processed, which generates plasma. A plasma processing chamber having a plasma generating gas introducing means and a voltage applying means for introducing a gas; and a film forming chamber having the organic layer forming means. In the plasma processing chamber, the plasma generating gas introducing means the plasma processing introducing a plasma generating gas containing oxygen and hydrogen atoms in the chamber, by applying a voltage from said voltage applying means in the plasma generation gas atmosphere to generate plasma exposing the substrate to be processed, the object to be The oxygen atom and the hydrogen atom are bonded to the surface of a processing substrate, and the organic layer is formed on the substrate to be processed by the organic layer forming means in the film formation chamber. The

本発明の成膜装置の好ましい実施形態としては、前記プラズマ処理室と前記成膜室とは、それぞれ真空排気手段を備えると共に、この順で直列に配されており、前記被処理基板を搬送する搬送手段が前記プラズマ処理室と前記成膜室とに亘って設けられていることか、前記成膜装置の中央には、被処理基板がその表面に設置される回転ドラムが設けられると共に、その回転ドラムの周囲には、前記プラズマ処理室と前記成膜室とが区画されて設けられていることが挙げられる。   As a preferred embodiment of the film forming apparatus of the present invention, the plasma processing chamber and the film forming chamber are each provided with a vacuum evacuation unit and are arranged in series in this order, and convey the substrate to be processed. A transfer means is provided across the plasma processing chamber and the film forming chamber, or a rotating drum on the surface of which a substrate to be processed is provided at the center of the film forming apparatus. It can be mentioned that the plasma processing chamber and the film forming chamber are separated from each other around the rotating drum.

本発明の成膜方法及び成膜装置によれば、成膜したフッ素含有樹脂からなる防汚層の密着性が高いという優れた効果を奏する。   According to the film forming method and the film forming apparatus of the present invention, there is an excellent effect that the adhesion of the antifouling layer made of the fluorine-containing resin is high.

実施形態1の成膜方法で得られた積層構造の模式的断面図である。3 is a schematic cross-sectional view of a laminated structure obtained by the film forming method of Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る成膜装置の概略構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a film forming apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施形態2の成膜方法で得られた積層構造の模式的断面図である。6 is a schematic cross-sectional view of a laminated structure obtained by the film forming method of Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係る成膜装置の概略構成を示す模式図である。6 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a film forming apparatus according to Embodiment 2. FIG.

(実施形態1)
以下、本発明について図1を用いて説明する。図1は、積層構造1の模式的断面図である。積層構造1は、透明基板2と、透明基板2上に成膜された密着層3と、密着層3上に積層された防汚層4とからなる。
(Embodiment 1)
The present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the laminated structure 1. The laminated structure 1 includes a transparent substrate 2, an adhesion layer 3 formed on the transparent substrate 2, and an antifouling layer 4 laminated on the adhesion layer 3.

透明基板2は、一方面側(密着層3とは逆側)に収容された素子を保護してタッチパネルを構成するものである。このような透明基板2の材料としては、例えば、透明樹脂フィルム又はガラス等が挙げられる。本実施形態ではガラスからなる。なお、本実施形態における透明基板2は、透過率が100%のものに限定されず、いわゆる半透明も含むものである。   The transparent substrate 2 constitutes a touch panel by protecting elements housed on one side (the side opposite to the adhesion layer 3). Examples of the material of the transparent substrate 2 include a transparent resin film or glass. In this embodiment, it consists of glass. In addition, the transparent substrate 2 in this embodiment is not limited to a thing with 100% of transmittance | permeability, What is called translucent is also included.

密着層3は、防汚層4と透明基板2との密着性を向上するためのものである。詳しくは後述するが、この密着層3の表面は、プラズマ処理工程によりクリーニングされて、ややエッチングされた状態となっている。このため、防汚層4との密着性を従来よりも高めることができる。   The adhesion layer 3 is for improving the adhesion between the antifouling layer 4 and the transparent substrate 2. As will be described in detail later, the surface of the adhesion layer 3 is cleaned and slightly etched by the plasma treatment process. For this reason, adhesiveness with the antifouling layer 4 can be improved more than before.

密着層3は、無機材料から形成される。無機材料としては、Si、Al、Ta、Nb、Ti、Zr、Sn、Zn、Mg及びInから選ばれた少なくとも1種の金属の酸化物、酸化窒化物、窒化物が挙げられる。これらのうち、酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム等が好ましく、これらの1種を単独で、或いは、これらを任意に混合して使用することができる。なお、本実施形態では、密着層3は、特に好ましい透過率を有するSiO膜からなる。 The adhesion layer 3 is formed from an inorganic material. Examples of the inorganic material include oxides, oxynitrides, and nitrides of at least one metal selected from Si, Al, Ta, Nb, Ti, Zr, Sn, Zn, Mg, and In. Of these, silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum nitride oxide, titanium oxide, magnesium oxide, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, tantalum oxide, niobium oxide, zirconium oxide and the like are preferable. These can be used alone or in any combination. In the present embodiment, the adhesion layer 3 is made of a SiO 2 film having a particularly preferable transmittance.

密着層3の厚みは1〜1000nm、好ましくは5〜150nmの範囲で適宜設定することができる。密着層3の厚みが上記の範囲未満であると、密着性を発現することができず、また、密着層3の厚みが上記の範囲を超えると、逆に応力等によるクラックが生じ易くなるとともに、成膜に要する時間が長くなり好ましくない。   The thickness of the adhesion layer 3 can be appropriately set in the range of 1 to 1000 nm, preferably 5 to 150 nm. If the thickness of the adhesion layer 3 is less than the above range, adhesion cannot be expressed, and if the thickness of the adhesion layer 3 exceeds the above range, conversely, cracks due to stress or the like are likely to occur. The time required for film formation is undesirably long.

防汚層4は、フッ素を含む有機層であり、この防汚層4が形成されていることで、例えば人体が接触したことでできる傷や指紋などからタッチパネルの表面を保護するものである。防汚層4を構成するフッ素系樹脂とは、高分子主鎖が、例えば、CF=,−CF−,−CFH−等の繰り返し単位を有するものが挙げられ、本実施形態では、直鎖構造のパーフルオロポリエーテル基を有するものを用いている。また、本実施形態における防汚層4を構成するフッ素系樹脂は、この高分子主鎖の末端にケイ素原子を有するものであり、高分子主鎖末端に位置するケイ素原子には、アルコキシ基が酸素−ケイ素結合により付加されている。 The antifouling layer 4 is an organic layer containing fluorine. By forming the antifouling layer 4, for example, the surface of the touch panel is protected from scratches, fingerprints, and the like that can be caused by contact with the human body. Examples of the fluororesin constituting the antifouling layer 4 include those in which the polymer main chain has a repeating unit such as CF 2 =, —CF 2 —, —CFH—, etc. Those having a perfluoropolyether group having a chain structure are used. The fluororesin constituting the antifouling layer 4 in this embodiment has a silicon atom at the end of the polymer main chain, and the silicon atom located at the end of the polymer main chain has an alkoxy group. It is added by an oxygen-silicon bond.

防汚層4の膜厚としては、特に制限するものではないが、0.0005〜5μmの範囲で適宜設定することができる。0.0005μm未満であると、充分な汚れ付着防止機能を発現することが困難となり、また、5μmを超えると、光透過率の低下等が生じるからである。   Although it does not restrict | limit especially as a film thickness of the pollution protection layer 4, It can set suitably in the range of 0.0005-5 micrometers. This is because if it is less than 0.0005 μm, it will be difficult to exhibit a sufficient dirt adhesion preventing function, and if it exceeds 5 μm, the light transmittance will be lowered.

かかる積層構造1は、以下のようにして形成される。   Such a laminated structure 1 is formed as follows.

初めに、ガラス基板である透明基板2上に、密着層3を形成する。このような密着層3の成膜方法としては、例えば、CVD法、プラズマCVD法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などが挙げられる。密着層3としてのSiO膜をスパッタリング法により形成する場合には、形成条件としては、例えば、スパッタリングターゲット:Siターゲット、スパッタリングガス:Ar+O、Arガス流量:50sccm、Oガス流量:15sccm、投入パワー:2500Wである。 First, the adhesion layer 3 is formed on the transparent substrate 2 that is a glass substrate. Examples of the method for forming the adhesion layer 3 include a CVD method, a plasma CVD method, a sputtering method, and an ion plating method. When the SiO 2 film as the adhesion layer 3 is formed by sputtering, the formation conditions are, for example, sputtering target: Si target, sputtering gas: Ar + O 2 , Ar gas flow rate: 50 sccm, O 2 gas flow rate: 15 sccm, Input power: 2500 W.

次いで、この密着層3が形成された透明基板2に対してプラズマ処理を行う(プラズマ処理工程)。このプラズマ処理により、密着層3表面がエッチングされて、防汚層4との密着性が向上すると共に、密着層3表面に存在する不純物が除去されるので、防汚層4との密着性をさらに向上させることができる。   Next, plasma processing is performed on the transparent substrate 2 on which the adhesion layer 3 is formed (plasma processing step). By this plasma treatment, the surface of the adhesion layer 3 is etched to improve the adhesion to the antifouling layer 4 and the impurities present on the surface of the adhesion layer 3 are removed, so that the adhesion to the antifouling layer 4 is improved. Further improvement can be achieved.

プラズマ処理におけるプラズマ生成ガスは、酸素原子(O)を含むガスである。このような酸素原子を含むガスとしては、O等の酸素原子を含むガス、また、HOなどのOH基含有ガス等のOと水素原子(H)とを含むガスが挙げられる。なお、これらのうちの1種もしくは2種以上を混合させて用いてもよく、また、これらのガスにAr、He等の不活性ガスを混合させて用いてもよい。さらにまた、OとHとを別々のガスに含有させてそれぞれを供給して、成膜室内で混合させてもよい。 The plasma generation gas in the plasma treatment is a gas containing oxygen atoms (O). Examples of such a gas containing oxygen atoms include a gas containing oxygen atoms such as O 2 and a gas containing O and hydrogen atoms (H) such as an OH group-containing gas such as H 2 O. One or two or more of these may be mixed and used, or an inert gas such as Ar or He may be mixed with these gases. Furthermore, O and H may be contained in separate gases and supplied to mix in the film formation chamber.

プラズマ生成ガスとしては、好ましくは、OとHとを含むガス、特にOH基を含有するガスを用いることであり、最も好ましくは、OH基を有するHOのみからなるガス、即ち水蒸気を用いることが挙げられる。OとHとを含むガスを用いてプラズマ処理を行うと、密着層3の表面にO、Hがそれぞれ結合する。そして、その後密着層3上に防汚層4を形成した場合に、防汚層4のフッ素樹脂を構成する高分子主鎖末端に位置するケイ素原子には、アルコキシ基が酸素−ケイ素結合により付加されているが、このアルコキシ基が加水分解されることによりヒドロキシル基となる。そして、このヒドロキシル基と、この密着層3表面のO、Hとが脱水縮合反応してシロキサン結合を作る。このようにシロキサン結合を作ることで、より密着層3と防汚層4とが強固に結びつき、密着性を向上させることができる。なお、OとHとを含むガスとしては、上述のように、OH基を含むガスを用いてもよく、また、Oを含有するガスとHを含有するガスとを別々にプラズマ処理室内に導入して用いてもよいが、OH基を含有するガスを導入する方が、効率よく上述した反応を生じさせることができるため、好ましい。 As the plasma generation gas, it is preferable to use a gas containing O and H, particularly a gas containing OH groups, and most preferably, a gas consisting only of H 2 O having OH groups, that is, water vapor is used. Can be mentioned. When plasma treatment is performed using a gas containing O and H, O and H are bonded to the surface of the adhesion layer 3, respectively. Then, when the antifouling layer 4 is formed on the adhesion layer 3, an alkoxy group is added to the silicon atom located at the end of the polymer main chain constituting the fluororesin of the antifouling layer 4 through an oxygen-silicon bond. However, when this alkoxy group is hydrolyzed, it becomes a hydroxyl group. Then, this hydroxyl group and O, H on the surface of the adhesion layer 3 undergo a dehydration condensation reaction to form a siloxane bond. By making a siloxane bond in this way, the adhesion layer 3 and the antifouling layer 4 are more firmly connected, and the adhesion can be improved. As described above, a gas containing an OH group may be used as the gas containing O and H, and a gas containing O and a gas containing H are separately introduced into the plasma processing chamber. However, it is preferable to introduce a gas containing an OH group because the above-described reaction can be efficiently generated.

さらにこの場合、OとHとを含むガスの中でも特に水蒸気を用いれば、簡易に、かつ、安価に処理を行うことができて好ましい。さらに、OとHとを含むガスの中でも特に水蒸気を用いることで、密着性が向上する。   Further, in this case, it is preferable to use water vapor among gases containing O and H because the treatment can be performed easily and inexpensively. Furthermore, adhesion is improved by using water vapor among gases containing O and H.

かかるプラズマ処理工程では、プラズマ生成ガスとしてOH基を有するガスを導入する場合には、ガス流量:5〜50sccm、投入パワー:100〜3000Wである。本実施形態では、水蒸気を用いて、ガス流量:20sccm、投入パワー:1000Wで60秒間プラズマ処理を行った。   In such a plasma treatment step, when a gas having an OH group is introduced as a plasma generation gas, the gas flow rate is 5 to 50 sccm, and the input power is 100 to 3000 W. In this embodiment, plasma treatment was performed using water vapor at a gas flow rate of 20 sccm and an input power of 1000 W for 60 seconds.

その後、この密着層3上に防汚層4を形成する。防汚層4の形成方法としては、塗布法、蒸着法等が挙げられるが、本実施形態では蒸着法を用いている。   Thereafter, the antifouling layer 4 is formed on the adhesion layer 3. Examples of the method for forming the antifouling layer 4 include a coating method and a vapor deposition method. In this embodiment, the vapor deposition method is used.

蒸着法としては、真空蒸着法、イオンビーム蒸着法、抵抗加熱蒸着法が挙げられるが、本実施形態では所定の圧力状態で蒸着源を加熱して蒸着を行う抵抗加熱蒸着法を用いている。所定の圧力状態とは、1×10―4〜1×10―2Paである。本実施形態では、2×10―3〜4×10―4Paとなるように保持しながら、加熱手段により220℃まで蒸着源としての商品名オプツールDSX(ダイキン工業株式会社製)を加熱して、厚さ2nmの蒸着膜を形成している。 Examples of the vapor deposition method include a vacuum vapor deposition method, an ion beam vapor deposition method, and a resistance heating vapor deposition method. In this embodiment, a resistance heating vapor deposition method in which vapor deposition is performed by heating a vapor deposition source in a predetermined pressure state is used. The predetermined pressure state is 1 × 10 −4 to 1 × 10 −2 Pa. In this embodiment, the product name OPTOOL DSX (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) as a vapor deposition source is heated up to 220 ° C. by heating means while being held at 2 × 10 −3 to 4 × 10 −4 Pa. A vapor deposition film having a thickness of 2 nm is formed.

本実施形態にかかる成膜装置について、以下図2を用いて説明する。成膜装置10は、いわゆるインライン式の成膜装置であり、基板に対して所定の処理を行う処理室が直列に接続されているものである。成膜装置10は、ロードロック室11と、密着層形成室12と、プラズマ処理室13と、防汚層形成室14とをこの順で備える。なお、成膜装置10内において、透明基板2は、搬送手段としての搬送トレイにより支持されて搬送される。なお、本実施形態において搬送手段とは、透明基板2を載置する搬送トレイと、搬送トレイを移動させる移動手段とからなるものである。   The film forming apparatus according to this embodiment will be described below with reference to FIG. The film forming apparatus 10 is a so-called in-line film forming apparatus, in which processing chambers for performing predetermined processing on a substrate are connected in series. The film forming apparatus 10 includes a load lock chamber 11, an adhesion layer forming chamber 12, a plasma processing chamber 13, and an antifouling layer forming chamber 14 in this order. In addition, in the film-forming apparatus 10, the transparent substrate 2 is supported and conveyed by the conveyance tray as a conveyance means. In the present embodiment, the transport means includes a transport tray on which the transparent substrate 2 is placed and a moving means for moving the transport tray.

ロードロック室11には、大気中から透明基板2が搬入される。ロードロック室11には、図示しない真空ポンプが設けられ、ロードロック室11内を所定の真空度になるまで真空排気し、その真空度を保持することができるように構成されている。なお、図示しないが各処理室には真空ポンプが設けられて処理室毎に所望の真空度とすることができる。   The transparent substrate 2 is carried into the load lock chamber 11 from the atmosphere. The load lock chamber 11 is provided with a vacuum pump (not shown) so that the inside of the load lock chamber 11 is evacuated to a predetermined vacuum level and the vacuum level can be maintained. Although not shown, each processing chamber is provided with a vacuum pump so that each processing chamber can have a desired degree of vacuum.

密着層形成室12は、透明基板2に対してスパッタリング法により密着層3(図1参照)を形成するためのものである。密着層形成室12に搬送された透明基板2は、図示しない搬送手段で基板設置位置121に設置される。密着層形成室12には、この基板設置位置121に設置された透明基板2に対向するように、スパッタリングターゲット122がターゲット支持部123により支持されて設置される。ターゲット支持部123には、高周波電源124が接続されていて、スパッタリングターゲット122に電圧を印加できるように構成されている。   The adhesion layer forming chamber 12 is for forming the adhesion layer 3 (see FIG. 1) on the transparent substrate 2 by a sputtering method. The transparent substrate 2 transferred to the adhesion layer forming chamber 12 is set at the substrate setting position 121 by a transfer means (not shown). In the adhesion layer forming chamber 12, a sputtering target 122 is supported and installed by the target support portion 123 so as to face the transparent substrate 2 installed at the substrate installation position 121. A high frequency power supply 124 is connected to the target support portion 123 so that a voltage can be applied to the sputtering target 122.

スパッタリングターゲット122は、密着層に応じて材料を適宜設定する。本実施形態では、密着層としてSiO膜を形成するために、スパッタリングターゲット122として金属シリコンターゲットが設置されている。 The material of the sputtering target 122 is appropriately set according to the adhesion layer. In the present embodiment, a metal silicon target is installed as the sputtering target 122 in order to form the SiO 2 film as the adhesion layer.

また、密着層形成室12には、スパッタリングガスが封入された2つの第1ガス封入部125がそれぞれ第1バルブ126を介して設置されている。各第1バルブ126の開度を調整することで、第1ガス封入部125から所望量のスパッタリングガスを密着層形成室12内に導入することができる。本実施形態においては、一方の第1ガス封入部125にArガスが、他方の第1ガス封入部125にOガスが、それぞれ封入されている。 Further, in the adhesion layer forming chamber 12, two first gas sealing portions 125 in which a sputtering gas is sealed are respectively installed via first valves 126. By adjusting the opening degree of each first valve 126, a desired amount of sputtering gas can be introduced from the first gas sealing portion 125 into the adhesion layer forming chamber 12. In the present embodiment, Ar gas is sealed in one first gas sealing portion 125, and O 2 gas is sealed in the other first gas sealing portion 125.

プラズマ処理室13は、本発明におけるプラズマ処理を行うためのものである。プラズマ処理室13は、搬送トレイに載置された透明基板2に高周波電圧を印加するための電圧導入部131が設けられている。電圧導入部131には、電圧印加手段132が接続されて、搬送トレイに載置された透明基板2に電圧が印加できるように構成されている。なお、これらの電圧導入部131及び電圧印加手段132は、プラズマを形成することができるものであれば、限定されない。   The plasma processing chamber 13 is for performing plasma processing in the present invention. The plasma processing chamber 13 is provided with a voltage introduction part 131 for applying a high frequency voltage to the transparent substrate 2 placed on the transfer tray. A voltage applying unit 132 is connected to the voltage introducing unit 131 so that a voltage can be applied to the transparent substrate 2 placed on the transport tray. The voltage introducing unit 131 and the voltage applying unit 132 are not limited as long as they can form plasma.

また、プラズマ処理室13には、プラズマ生成ガス(本実施形態ではHO)を封入した第2ガス封入部133が、第2バルブ134を介して接続されている。第2バルブ134の開度を調整することで、第2ガス封入部133から所望量のプラズマ生成ガスをプラズマ処理室13内に導入することができる。 The plasma processing chamber 13 is connected to a second gas sealing portion 133 in which a plasma generation gas (H 2 O in this embodiment) is sealed through a second valve 134. By adjusting the opening degree of the second valve 134, a desired amount of plasma generation gas can be introduced into the plasma processing chamber 13 from the second gas enclosure 133.

防汚層形成室14は、蒸着法により透明基板2の密着層上に防汚層4(図1参照)を形成するためのものである。防汚層形成室14に搬送された透明基板2は、図示しない搬送手段で基板設置位置141に設置される。防汚層形成室14には、設置された透明基板2に対向するように、蒸着手段142が設置されている。蒸着手段142は、蒸着方法によるが、本実施形態では、図示しない蒸着源が加熱手段を備えた坩堝中に設置されたものである。   The antifouling layer forming chamber 14 is for forming the antifouling layer 4 (see FIG. 1) on the adhesion layer of the transparent substrate 2 by vapor deposition. The transparent substrate 2 transferred to the antifouling layer forming chamber 14 is set at the substrate setting position 141 by a transfer means (not shown). In the antifouling layer forming chamber 14, vapor deposition means 142 is installed so as to face the installed transparent substrate 2. Although the vapor deposition means 142 is based on a vapor deposition method, in this embodiment, the vapor deposition source which is not illustrated is installed in the crucible provided with the heating means.

かかる成膜装置10における成膜について説明する。ロードロック室11に透明基板2が搬送されると、ロードロック室11では排気が行われ、真空状態となる。所望の真空状態となった後に、透明基板2は密着層形成室12に搬送される。密着層形成室12では、透明基板2に対して密着層が形成される。具体的には、各第1バルブ126の開度を調整して各第1ガス封入部125からスパッタリングガス(例えばOガス及びArガス)を導入すると共に、高周波電源124からスパッタリングターゲット122に電圧を印加してスパッタリングを開始して、密着層3を形成する。 The film formation in the film forming apparatus 10 will be described. When the transparent substrate 2 is transported to the load lock chamber 11, the load lock chamber 11 is evacuated and is in a vacuum state. After the desired vacuum state is reached, the transparent substrate 2 is transferred to the adhesion layer forming chamber 12. In the adhesion layer forming chamber 12, an adhesion layer is formed on the transparent substrate 2. Specifically, the opening of each first valve 126 is adjusted to introduce a sputtering gas (for example, O 2 gas and Ar gas) from each first gas sealing portion 125, and a voltage is applied from the high frequency power supply 124 to the sputtering target 122. Is applied to start sputtering, and the adhesion layer 3 is formed.

次いで、透明基板2が密着層形成室12からプラズマ処理室13へ搬送される。プラズマ処理室13では、透明基板2上の密着層に対してプラズマ処理が行われる。具体的には、プラズマ処理室13では、第2バルブ134の開度を調整して第2ガス封入部133からプラズマ生成ガスが導入されると共に電圧印加手段132から電圧導入部131に電圧が印加されて、密着層3表面が若干エッチングされて密着層3表面のクリーニングが行われる。   Next, the transparent substrate 2 is transferred from the adhesion layer forming chamber 12 to the plasma processing chamber 13. In the plasma processing chamber 13, plasma processing is performed on the adhesion layer on the transparent substrate 2. Specifically, in the plasma processing chamber 13, the opening of the second valve 134 is adjusted to introduce the plasma generation gas from the second gas sealing part 133 and to apply a voltage from the voltage application unit 132 to the voltage introduction part 131. Then, the surface of the adhesion layer 3 is slightly etched, and the surface of the adhesion layer 3 is cleaned.

次いで、透明基板2は、プラズマ処理室13から防汚層形成室14へ搬送される。防汚層形成室14では、プラズマ処理された密着層3上に防汚層4が形成される。具体的には、坩堝を加熱手段により加熱して、搬送された透明基板2の密着層3に対して加熱された蒸着源を付着して防汚層4を形成する。   Next, the transparent substrate 2 is transferred from the plasma processing chamber 13 to the antifouling layer forming chamber 14. In the antifouling layer forming chamber 14, the antifouling layer 4 is formed on the plasma-treated adhesion layer 3. Specifically, the crucible is heated by a heating means, and a heated vapor deposition source is attached to the adhesion layer 3 of the conveyed transparent substrate 2 to form the antifouling layer 4.

防汚層4が形成されたのち、透明基板2は、ロードロック室11に搬送され、ロードロック室11において大気開放された後に成膜装置10から搬出される。   After the antifouling layer 4 is formed, the transparent substrate 2 is transferred to the load lock chamber 11, released from the atmosphere in the load lock chamber 11, and then unloaded from the film forming apparatus 10.

このようにして、本実施形態の成膜装置10では、密着層形成室12と防汚層形成室14との間にプラズマ処理室13を設けることで、所望のプラズマ処理を行うことができ、これにより、密着層3と防汚層4との密着性を向上させることができる。   Thus, in the film forming apparatus 10 of the present embodiment, a desired plasma treatment can be performed by providing the plasma treatment chamber 13 between the adhesion layer forming chamber 12 and the antifouling layer forming chamber 14. Thereby, the adhesiveness of the adhesion layer 3 and the antifouling layer 4 can be improved.

(実施形態2)
本実施形態にかかる積層構造について、図3を用いて説明する。図3に示すように、本実施形態にかかる積層構造1Aでは、密着層3Aが複数層からなる点が実施形態1に示す密着層3(図1参照)とは異なる。
(Embodiment 2)
The laminated structure according to this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the laminated structure 1A according to this embodiment is different from the adhesion layer 3 (see FIG. 1) shown in the embodiment 1 in that the adhesion layer 3A is composed of a plurality of layers.

本実施形態における密着層3Aは、酸化タンタル(Ta)からなる第1層31と、SiO膜からなる第2層32とが、この順で複数層形成されてなるものである。この本実施形態における密着層3Aは、密着層として機能すると共に、反射防止層としても機能するものである。この密着層3Aの表面も、本発明におけるプラズマ処理がなされていることで密着性が高い。 The adhesion layer 3A in the present embodiment is formed by forming a first layer 31 made of tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) and a second layer 32 made of an SiO 2 film in this order. The adhesion layer 3A in this embodiment functions as an adhesion layer and also functions as an antireflection layer. The surface of the adhesion layer 3A also has high adhesion due to the plasma treatment in the present invention.

密着層3Aとして用いることができる膜としては、上述した密着層3Aと同一の材料を用いることができ、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム等を挙げることができ、これらのうちの1種又は2種以上を混合した第1層31と、第1層31とは異なる材料であり、かつ、これらのうちの1種又は2種以上を混合した第2層32とすることができる。   As a film that can be used as the adhesion layer 3A, the same material as that of the adhesion layer 3A described above can be used. For example, silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum nitride oxide, oxidation Examples thereof include titanium, magnesium oxide, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, tantalum oxide, niobium oxide, zirconium oxide, and the like. The first layer 31 in which one or more of these are mixed, and the first The second layer 32 may be a material different from the layer 31 and a mixture of one or more of them.

本実施形態における第1層31と第2層32の組み合わせとしては、第1層31のTa膜と第2層32のSiO膜との組み合わせ、第1層31のNb膜と第2層32のSiO膜との組み合わせ、第1層31のTiO膜と第2層32のSiO膜との組合わせ等が挙げられ、特に第1層31がTa膜、第2層32がSiO膜であることが好ましい。 As a combination of the first layer 31 and the second layer 32 in the present embodiment, a combination of the Ta 2 O 5 film of the first layer 31 and the SiO 2 film of the second layer 32, Nb 2 O 5 of the first layer 31 is used. combination of film and SiO 2 film of the second layer 32, the combination or the like of the SiO 2 film can be cited of the TiO 2 film and a second layer 32 of the first layer 31, in particular the first layer 31 is Ta 2 O 5 The film and the second layer 32 are preferably SiO 2 films.

なお、本実施形態では、2種の膜を順次重ねて密着層3Aとしているが、これに限定されず、3種以上の膜を順次重ねてもよい。   In the present embodiment, two types of films are sequentially stacked to form the adhesion layer 3A. However, the present invention is not limited to this, and three or more types of films may be sequentially stacked.

また、このように複数層からなる密着層3Aを用いる場合であっても、防汚層4に接触する層(本実施形態では第2層32)は、防汚層4との密着性がより高いSiO膜であることが好ましい。 In addition, even when the adhesive layer 3A composed of a plurality of layers is used as described above, the layer in contact with the antifouling layer 4 (the second layer 32 in this embodiment) is more adhesive with the antifouling layer 4. A high SiO 2 film is preferred.

このような密着層3Aを形成する場合には、例えば、第1層31の形成条件は、スパッタリングターゲット:Taターゲット、スパッタリングガス:Ar、Arガス流量:50〜500sccm、Oガス流量:50〜500sccm、投入パワー:1〜10kWである。第2層32の形成条件は、スパッタリングターゲット:Siターゲット、スパッタリングガス:Ar、Arガス流量:50〜500sccm、Oガス流量:50〜500sccm、投入パワー:1〜10kWである。本実施形態では、第1層31の形成条件は、スパッタリングターゲット:Taターゲット、スパッタリングガス:Ar、Arガス流量:100sccm、Oガス流量:310sccm、投入パワー:7kWである。第2層32の形成条件は、スパッタリングターゲット:Siターゲット、スパッタリングガス:Ar、Arガス流量:50sccm、Oガス流量:200sccm、投入パワー:7kWである。 In the case of forming such an adhesion layer 3A, for example, the formation conditions of the first layer 31 are sputtering target: Ta target, sputtering gas: Ar, Ar gas flow rate: 50 to 500 sccm, and O 2 gas flow rate: 50 to. 500 sccm, input power: 1 to 10 kW. The formation conditions of the second layer 32 are sputtering target: Si target, sputtering gas: Ar, Ar gas flow rate: 50 to 500 sccm, O 2 gas flow rate: 50 to 500 sccm, and input power: 1 to 10 kW. In the present embodiment, the formation conditions of the first layer 31 are sputtering target: Ta target, sputtering gas: Ar, Ar gas flow rate: 100 sccm, O 2 gas flow rate: 310 sccm, and input power: 7 kW. The formation conditions of the second layer 32 are sputtering target: Si target, sputtering gas: Ar, Ar gas flow rate: 50 sccm, O 2 gas flow rate: 200 sccm, and input power: 7 kW.

また、本実施形態における積層構造1Aを形成する場合の密着層表面のプラズマ処理の条件は、実施形態1と同一である。そして、密着層表面のプラズマ処理後、防汚層4を実施形態1と同様に形成する。   Further, the conditions for the plasma treatment of the adhesion layer surface when forming the laminated structure 1A in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. Then, after the plasma treatment of the adhesion layer surface, the antifouling layer 4 is formed in the same manner as in the first embodiment.

このような積層構造1Aを形成する成膜装置について、図4を用いて説明する。   A film forming apparatus for forming such a laminated structure 1A will be described with reference to FIG.

本実施形態にかかる成膜装置20は、中央部に回転ドラム21が設けられている。この回転ドラム21には、複数枚の透明基板2が設けられる。即ち、本実施形態における成膜装置20では、回転ドラム21が基板設置部として機能するように構成されている。回転ドラム21は、回転可能であり、回転ドラム21の表面に設置された複数の透明基板2に対して、各処理が行われる。成膜装置20は、図示しない真空ポンプが設けられており、これにより成膜装置20内を所望の真空度とすることができる。   The film forming apparatus 20 according to the present embodiment is provided with a rotating drum 21 at the center. The rotary drum 21 is provided with a plurality of transparent substrates 2. That is, in the film forming apparatus 20 in the present embodiment, the rotating drum 21 is configured to function as a substrate installation unit. The rotating drum 21 is rotatable, and each process is performed on the plurality of transparent substrates 2 installed on the surface of the rotating drum 21. The film forming apparatus 20 is provided with a vacuum pump (not shown), whereby the inside of the film forming apparatus 20 can be set to a desired degree of vacuum.

成膜装置20は、さらに内部が複数の処理室に区切られている。本実施形態では、成膜装置20は、その周方向に、第1層形成室22と、第2層形成室23と、プラズマ処理室24と、防汚層形成室25とに区切られている。第1層形成室22と第2層形成室23とは互いに対向する位置にあり、プラズマ処理室24と防汚層形成室25とが互いに対向する位置にある。   The film forming apparatus 20 is further divided into a plurality of processing chambers. In the present embodiment, the film forming apparatus 20 is partitioned in the circumferential direction into a first layer forming chamber 22, a second layer forming chamber 23, a plasma processing chamber 24, and an antifouling layer forming chamber 25. . The first layer forming chamber 22 and the second layer forming chamber 23 are at positions facing each other, and the plasma processing chamber 24 and the antifouling layer forming chamber 25 are at positions facing each other.

第1層形成室22と、第2層形成室23は、共にスパッタリング法により第1層31及び第2層32(図3参照)を形成することができるように構成されている。即ち、第1層形成室22ではスパッタリング法により第1層を形成し、第2層形成室23では、スパッタリング法により第2層を形成する。   Both the first layer forming chamber 22 and the second layer forming chamber 23 are configured such that the first layer 31 and the second layer 32 (see FIG. 3) can be formed by a sputtering method. That is, the first layer is formed in the first layer forming chamber 22 by a sputtering method, and the second layer is formed in the second layer forming chamber 23 by a sputtering method.

第1層形成室22には、一対の第1層用スパッタリングターゲット221が、それぞれターゲット支持部222に支持されて設置されている。各ターゲット支持部222には、高周波電源223が接続されている。これにより、一対の第1層用スパッタリングターゲット221には、それぞれ互いに正負反対の電圧が印加される。また、第1層形成室22には、スパッタリングガスが封入された第3ガス封入部224が第3バルブ225を介して接続されている。   In the first layer forming chamber 22, a pair of first layer sputtering targets 221 are respectively supported by target support portions 222. A high frequency power source 223 is connected to each target support portion 222. Thereby, a voltage opposite to each other is applied to the pair of first layer sputtering targets 221. In addition, a third gas sealing part 224 in which a sputtering gas is sealed is connected to the first layer forming chamber 22 via a third valve 225.

第2層形成室23は、スパッタリングターゲット以外は第1層形成室22と同様の構成となっている。即ち、第2層形成室23には、一対の第2層用スパッタリングターゲット231が、それぞれターゲット支持部232に支持されて設置されている。ターゲット支持部232には、高周波電源233が接続されている。また、第2層形成室23には、スパッタリングガスが封入された第4ガス封入部234が第4バルブ235を介して接続されている。   The second layer forming chamber 23 has the same configuration as the first layer forming chamber 22 except for the sputtering target. That is, in the second layer formation chamber 23, a pair of second layer sputtering targets 231 are respectively supported by the target support portions 232. A high frequency power source 233 is connected to the target support portion 232. In addition, a fourth gas sealing portion 234 in which a sputtering gas is sealed is connected to the second layer forming chamber 23 via a fourth valve 235.

プラズマ処理室24には、プラズマ生成ガスとしてのHOガスが封入された第5ガス封入部241が第5バルブ242を介して接続されている。また、プラズマ処理室24には、図示しないがプラズマを形成するための電圧印加手段を備えている。 A fifth gas sealing part 241 in which H 2 O gas as a plasma generation gas is sealed is connected to the plasma processing chamber 24 via a fifth valve 242. In addition, the plasma processing chamber 24 is provided with voltage application means for forming plasma, not shown.

また、プラズマ処理室24には、Oガスが封入された第6ガス封入部243が第6バルブ244を介して接続されている。このOガスは、密着層3A(図3参照)の金属酸化膜を形成する場合にプラズマ処理室24内に導入されるものである。即ち、本実施形態では、実施形態1とは異なり、透明基板上に金属膜を成膜しただけでは酸化しないので、金属膜を第1層形成室22又は第2層形成室23で形成した後に、金属酸化物膜とするために、このプラズマ処理室24内でOガス雰囲気中でのプラズマに曝すのである。
なお、密着層3A表面のプラズマ処理においてOガスを用いる場合には、第5ガス封入部241のみを設けることで足りる。
In addition, a sixth gas sealing portion 243 in which O 2 gas is sealed is connected to the plasma processing chamber 24 via a sixth valve 244. This O 2 gas is introduced into the plasma processing chamber 24 when the metal oxide film of the adhesion layer 3A (see FIG. 3) is formed. That is, in this embodiment, unlike Embodiment 1, since the metal film is not oxidized only by forming the metal film on the transparent substrate, the metal film is formed in the first layer forming chamber 22 or the second layer forming chamber 23. In order to obtain a metal oxide film, the plasma treatment chamber 24 is exposed to plasma in an O 2 gas atmosphere.
Note that when the O 2 gas is used in the plasma treatment of the surface of the adhesion layer 3A, it is sufficient to provide only the fifth gas sealing portion 241.

防汚層形成室25には、蒸着手段251が設置されている。蒸着手段251は、蒸着方法によるが、本実施形態では、図示しない蒸着源が加熱手段を備えた坩堝に設置されたものである。   A vapor deposition means 251 is installed in the antifouling layer forming chamber 25. Although the vapor deposition means 251 is based on a vapor deposition method, in this embodiment, the vapor deposition source which is not illustrated is installed in the crucible provided with the heating means.

かかる成膜装置20における成膜について説明する。成膜装置20に複数の透明基板2が搬送され、搬送された透明基板2は、回転ドラム21にそれぞれ所定の間隔をあけて設置される。その後、成膜装置20内は排気が行われ、所望の真空状態となる。真空状態となった後に、回転ドラム21の回転が開始される。回転ドラム21は、全ての透明基板2に対して全ての膜の成膜が完了するまで一方向に回転し続ける。   The film formation in the film forming apparatus 20 will be described. A plurality of transparent substrates 2 are transported to the film forming apparatus 20, and the transported transparent substrates 2 are respectively installed on the rotary drum 21 with predetermined intervals. Thereafter, the film forming apparatus 20 is evacuated to obtain a desired vacuum state. After the vacuum state is reached, the rotation of the rotary drum 21 is started. The rotating drum 21 continues to rotate in one direction until all the films are formed on all the transparent substrates 2.

初めに、第1層形成室22でのスパッタリング法が実施されて透明基板2にTa膜である第1層31を形成する。具体的には、第3バルブ225の開度を調整して第3ガス封入部224からスパッタリングガス(Arガス)を導入すると共に、高周波電源223から一対のスパッタリングターゲット221に電圧を印加してスパッタリングを開始して、単原子層のTa膜を成膜する。成膜されたTa膜は、プラズマ処理室24でOガス雰囲気中でのプラズマに曝されてTa膜である第1層31(図3参照)が形成される。 First, a sputtering method is performed in the first layer forming chamber 22 to form a first layer 31 that is a Ta 2 O 5 film on the transparent substrate 2. Specifically, the opening degree of the third valve 225 is adjusted to introduce a sputtering gas (Ar gas) from the third gas sealing part 224, and a voltage is applied from the high frequency power source 223 to the pair of sputtering targets 221 to perform sputtering. Then, a monoatomic Ta film is formed. The formed Ta film is exposed to plasma in an O 2 gas atmosphere in the plasma processing chamber 24 to form a first layer 31 (see FIG. 3) which is a Ta 2 O 5 film.

このようにして順次回転ドラム21上に設置された透明基板2上に第1層を形成し、全ての回転ドラム21上の透明基板2に成膜が終了すると、次いで第2層32(図3参照)の形成が始まる。即ち、第2層形成室23でスパッタリング法が実施されて透明基板2にSiO膜である第2層32を形成する。具体的には、第4バルブ235の開度を調整して第3ガス封入部234からスパッタリングガス(Arガス)を導入すると共に、高周波電源233から一対のスパッタリングターゲット231に電圧を印加してスパッタリングを開始して、単原子層のSi膜を成膜する。成膜されたSi膜は、プラズマ処理室24でOガス雰囲気中でのプラズマに曝されて第2層32(図3参照)が形成される。 In this way, the first layer is sequentially formed on the transparent substrate 2 placed on the rotating drum 21, and when the film formation is completed on the transparent substrate 2 on all the rotating drums 21, the second layer 32 (FIG. 3) is then formed. Formation) begins. That is, a sputtering method is performed in the second layer forming chamber 23 to form the second layer 32 that is a SiO 2 film on the transparent substrate 2. Specifically, the opening degree of the fourth valve 235 is adjusted to introduce a sputtering gas (Ar gas) from the third gas sealing part 234, and a voltage is applied from the high frequency power source 233 to the pair of sputtering targets 231 to perform sputtering. Then, a monolayer Si film is formed. The formed Si film is exposed to plasma in an O 2 gas atmosphere in the plasma processing chamber 24 to form a second layer 32 (see FIG. 3).

このようにして各透明基板2の第1層上に第2層を形成すると、再度第1層形成室22においてスパッタリングが開始されて、第2層上に第1層が形成される。そして、第1層及び第2層をこの順で順次積層していくことで、密着層3A(図3参照)が形成される。   When the second layer is formed on the first layer of each transparent substrate 2 in this way, sputtering is started again in the first layer forming chamber 22, and the first layer is formed on the second layer. Then, the adhesion layer 3A (see FIG. 3) is formed by sequentially laminating the first layer and the second layer in this order.

全ての各透明基板2に密着層3Aを形成した後に、各透明基板2に対してプラズマ処理室24でプラズマ処理が行われる。具体的には、プラズマ処理室24で、第5バルブ242の開度を調整して第2ガス封入部241からプラズマ生成ガス(HOガス)が導入されると共に電圧が印加されて、密着層3A表面が若干エッチングされ密着層3表面のクリーニングが行われる。 After forming the adhesion layer 3 </ b> A on all the transparent substrates 2, plasma processing is performed on the transparent substrates 2 in the plasma processing chamber 24. Specifically, in the plasma processing chamber 24, the opening of the fifth valve 242 is adjusted to introduce a plasma generation gas (H 2 O gas) from the second gas enclosing portion 241 and a voltage is applied so that the contact is made. The surface of the layer 3A is slightly etched, and the surface of the adhesion layer 3 is cleaned.

全ての透明基板2の密着層3Aに対してプラズマ処理が行われると、プラズマ処理された密着層3A上に防汚層4(図3参照)が形成される。具体的には、防汚層形成室25において蒸着手段251の蒸着源の加熱を開始して、透明基板2の密着層3A上に、加熱された蒸着源が付着して防汚層を形成する。   When the plasma treatment is performed on the adhesive layer 3A of all the transparent substrates 2, the antifouling layer 4 (see FIG. 3) is formed on the plasma-treated adhesive layer 3A. Specifically, heating of the vapor deposition source of the vapor deposition means 251 is started in the antifouling layer forming chamber 25, and the heated vapor deposition source adheres to the antifouling layer on the adhesion layer 3A of the transparent substrate 2. .

防汚層が形成されたのち、成膜装置20は大気開放されて、防汚層が成膜された透明基板2は、成膜装置20から搬出される。   After the antifouling layer is formed, the film forming apparatus 20 is opened to the atmosphere, and the transparent substrate 2 on which the antifouling layer is formed is unloaded from the film forming apparatus 20.

このようにして、本実施形態の成膜装置20では、プラズマ処理室24を設けることで、所望のプラズマ処理を行うことができ、これにより、密着層3Aと防汚層4との密着性を向上させることができる。   In this manner, in the film forming apparatus 20 of the present embodiment, the plasma processing chamber 24 is provided, so that a desired plasma processing can be performed, thereby improving the adhesion between the adhesion layer 3A and the antifouling layer 4. Can be improved.

以下、実施例により本発明の実施形態についてより詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail by way of examples.

(実施例1及び参考例2)
実施形態1にかかる成膜装置により表1に示す各条件で積層構造1を形成した。なお、記載のない条件については実施形態1に記載したものと同一である。
(Example 1 and Reference Example 2)
The laminated structure 1 was formed by the film forming apparatus according to the first embodiment under the conditions shown in Table 1. The conditions not described are the same as those described in the first embodiment.

(比較例1)
実施例1とは、プラズマ処理工程においてO含有ガスを用いなかった点以外は全て同一の条件で積層構造を形成した。
(Comparative Example 1)
The laminated structure was formed under the same conditions as in Example 1 except that no O-containing gas was used in the plasma treatment step.

(実施例3及び参考例4)
実施形態2にかかる成膜装置により表1に示す各条件で積層構造1Aを形成した。なお、記載のない条件については実施形態2に記載したものと同一である。
(Example 3 and Reference Example 4)
A laminated structure 1A was formed under the conditions shown in Table 1 by the film forming apparatus according to the second embodiment. The conditions not described are the same as those described in the second embodiment.

(比較例2)
参考例2とは、プラズマ処理工程においてO含有ガスを用いなかった点以外は全て同一の条件で積層構造を形成した。
(Comparative Example 2)
In Reference Example 2, the laminated structure was formed under the same conditions except that the O-containing gas was not used in the plasma treatment process.

(比較例3)
プラズマ処理工程を行わなかった点以外は全て実施例1と同一の条件で積層構造を形成した。
(Comparative Example 3)
A laminated structure was formed under the same conditions as in Example 1 except that the plasma treatment process was not performed.

実施例1及び3、参考例2及び4、並びに比較例1〜3の積層構造に対して、それぞれ耐久試験を行い、密着性を確認した。耐久試験は、各積層構造の防汚層表面を、荷重(1000g/cm)をかけたスチールウールで摺動し、摩耗した後に防汚層表面に水滴を落とし、この水滴の接触角が105度以下になった場合の摺動回数を測定したものである。即ち、摺動回数が多いほど、防汚層が剥がれにくく、密着性が高いことを示す。結果を表1に合わせて示す。 Durability tests were performed on the laminated structures of Examples 1 and 3, Reference Examples 2 and 4, and Comparative Examples 1 to 3, respectively, to confirm adhesion. In the durability test, the surface of the antifouling layer of each laminated structure was slid with steel wool applied with a load (1000 g / cm 2 ), and after being worn, water droplets were dropped on the surface of the antifouling layer. This is a measurement of the number of sliding times when the temperature is less than or equal to 1 degree. That is, as the number of sliding times increases, the antifouling layer is less likely to be peeled off and the adhesion is higher. The results are shown in Table 1.

Figure 0005504091
Figure 0005504091

表1に示すように、全ての実施例で比較例に対して摺動回数が多く、密着性が向上したことが分かった。また、プラズマ生成ガスとして水蒸気を用いたプラズマ処理を行った場合には、特に密着性が高いことが分かった。   As shown in Table 1, it was found that in all the examples, the number of sliding was larger than that of the comparative example, and the adhesion was improved. In addition, it was found that the adhesion was particularly high when plasma treatment using water vapor as the plasma generation gas was performed.

(他の実施形態)
本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、成膜装置は実施形態1及び2に挙げたものに限定されず、各実施形態にかかる成膜方法を実施することができるものであればよい。例えば、一つの成膜装置内に、本実施形態におけるプラズマ処理室に設けられたプラズマ処理手段、蒸着手段を設け、基板をこれらに対向するようにして設置することができるように構成してもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the film forming apparatus is not limited to those described in the first and second embodiments, and may be any apparatus that can perform the film forming method according to each embodiment. For example, the plasma processing means and the vapor deposition means provided in the plasma processing chamber in the present embodiment may be provided in one film forming apparatus, and the substrate may be installed so as to face these. Good.

また、実施形態2にかかる成膜装置20では、第1層成膜室22と第2層成膜室23とが互いに対向するように設けたが、これに限定されず、例えば隣接するように設けてもよい。   In the film forming apparatus 20 according to the second embodiment, the first layer film forming chamber 22 and the second layer film forming chamber 23 are provided so as to face each other. However, the present invention is not limited to this. It may be provided.

また、上述した各実施形態では密着層3、3Aを形成したが、これに限定されず、密着層が予め形成してある基板に対してプラズマ処理を行うことも可能である。また、密着層3、3Aを設けなくてもよい。   In each of the above-described embodiments, the adhesion layers 3 and 3A are formed. However, the present invention is not limited to this, and it is also possible to perform plasma treatment on a substrate on which the adhesion layer is formed in advance. Further, the adhesion layers 3 and 3A may not be provided.

本実施形態では密着層3Aを全て金属酸化物膜としているため、プラズマ処理室24内にOガスを導入するように構成しているが、これに限定されない。例えば、窒化物膜を形成する場合には、プラズマ処理室24内に窒素含有ガスを導入するようにしてもよい。 In the present embodiment, since all of the adhesion layer 3A is made of a metal oxide film, the O 2 gas is introduced into the plasma processing chamber 24. However, the present invention is not limited to this. For example, when forming a nitride film, a nitrogen-containing gas may be introduced into the plasma processing chamber 24.

本実施形態では、スパッタリング法として高周波スパッタリング法を用いたが、これに限定されず、例えば、磁石をスパッタリングターゲットの背後に設置して磁場と電場の直交するマグネトロン放電を利用するマグネトロンスパッタ法や、ECRプラズマを用いて真空中でスパッタリングを行うECRスパッタリング法などを用いてもよい。また、本実施形態では、二つのスパッタリングターゲット間に高周波電圧を印加したが、このようないわゆるデュアル式のスパッタリング方法に限られない。例えば、単一のスパッタリングターゲットに対して高周波電源を接続し、接地された基板とスパッタリングターゲットとの間で高周波電圧を印加してもよい。   In the present embodiment, the high-frequency sputtering method is used as the sputtering method, but is not limited thereto, for example, a magnetron sputtering method using a magnetron discharge in which a magnetic field and an electric field are orthogonally set by placing a magnet behind the sputtering target, An ECR sputtering method in which sputtering is performed in a vacuum using ECR plasma may be used. Moreover, in this embodiment, although the high frequency voltage was applied between two sputtering targets, it is not restricted to such a so-called dual type sputtering method. For example, a high frequency power source may be connected to a single sputtering target, and a high frequency voltage may be applied between the grounded substrate and the sputtering target.

実施形態2では、密着層3Aとして反射防止層としても機能する膜を挙げたがこれに限定されず、他の光学機能膜であってもよい。   In Embodiment 2, although the film | membrane which functions also as an antireflection layer was mentioned as contact | adherence layer 3A, it is not limited to this, Other optical function films | membranes may be sufficient.

1、1A 積層構造
2 透明基板
3、3A 密着層
4 防汚層
10 成膜装置
11 ロードロック室
12 密着層形成室
13 プラズマ処理室
14 防汚層形成室
20 成膜装置
21 ローラー
22 第1層形成室
23 第2層形成室
24 プラズマ処理室
25 防汚層形成室
31 第1層
32 第2層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A Laminated structure 2 Transparent substrate 3, 3A Adhesion layer 4 Antifouling layer 10 Film formation apparatus 11 Load lock chamber 12 Adhesion layer formation chamber 13 Plasma processing chamber 14 Antifouling layer formation chamber 20 Film formation apparatus 21 Roller 22 1st layer Formation chamber 23 Second layer formation chamber 24 Plasma treatment chamber 25 Antifouling layer formation chamber 31 First layer 32 Second layer

Claims (9)

被処理基板上にフッ素含有樹脂からなる有機層を形成する成膜方法であって、
酸素原子(O)及び水素原子(H)を含有するプラズマ生成ガス雰囲気中で生成したプラズマに被処理基板を曝し、前記被処理基板の表面に前記酸素原子(O)及び前記水素原子(H)を結合させ、次いで前記有機層を形成することを特徴とする成膜方法。
A film forming method for forming an organic layer made of a fluorine-containing resin on a substrate to be processed,
The substrate to be processed is exposed to plasma generated in a plasma generating gas atmosphere containing oxygen atoms (O) and hydrogen atoms (H) , and the oxygen atoms (O) and hydrogen atoms (H) are exposed on the surface of the substrate to be processed. And then forming the organic layer.
前記被処理基板は、透明基板に密着層が形成されたものであることを特徴とする請求項1記載の成膜方法。   The film forming method according to claim 1, wherein the substrate to be processed is a transparent substrate in which an adhesion layer is formed. 前記密着層が、Si、Al、Ta、Nb、Ti、Zr、Sn、Zn、Mg及びInから選ばれた少なくとも1種の金属の酸化物、酸化窒化物、窒化物からなる膜であることを特徴とする請求項2に記載の成膜方法。   The adhesion layer is a film made of an oxide, oxynitride, or nitride of at least one metal selected from Si, Al, Ta, Nb, Ti, Zr, Sn, Zn, Mg, and In. The film forming method according to claim 2, characterized in that: 前記密着層の少なくとも表面がSiO膜であることを特徴とする請求項2記載の成膜方法。 The film forming method according to claim 2, wherein at least a surface of the adhesion layer is a SiO 2 film. 前記前記プラズマ生成ガスが、水蒸気であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の成膜方法。 Wherein the plasma generating gas, film forming method according to any one of claims 1 to 3, wherein the water vapor. 被処理基板上にフッ素含有樹脂からなる有機層を形成する有機層形成手段を備えた成膜装置であって、
プラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と電圧印加手段とを備え、
プラズマ生成ガス導入手段により成膜装置内に酸素原子及び水素原子を含有するプラズマ生成ガスを導入し、該プラズマ生成ガス雰囲気中で前記電圧印加手段により電圧を印加してプラズマを生成して被処理基板を曝し、前記被処理基板の表面に前記酸素原子及び前記水素原子を結合させ、その後、前記有機層形成手段により被処理基板上に前記有機層を形成することを特徴とする成膜装置。
A film forming apparatus provided with an organic layer forming means for forming an organic layer made of a fluorine-containing resin on a substrate to be processed,
A plasma generation gas introduction means for introducing the plasma generation gas and a voltage application means;
A plasma generation gas containing oxygen atoms and hydrogen atoms is introduced into the film forming apparatus by the plasma generation gas introduction means, and plasma is generated by applying a voltage by the voltage application means in the plasma generation gas atmosphere to be processed. A film forming apparatus, wherein the substrate is exposed, the oxygen atoms and the hydrogen atoms are bonded to the surface of the substrate to be processed, and then the organic layer is formed on the substrate to be processed by the organic layer forming unit.
被処理基板上にフッ素含有樹脂からなる有機層を形成する有機層形成手段を備えた成膜装置であって、
プラズマ生成ガスを導入するプラズマ生成ガス導入手段と電圧印加手段とを備えたプラズマ処理室と、
前記有機層形成手段を備えた成膜室とを備え、
前記プラズマ処理室では、前記プラズマ生成ガス導入手段により前記プラズマ処理室内に酸素原子及び水素原子を含有するプラズマ生成ガスを導入し、該プラズマ生成ガス雰囲気中で前記電圧印加手段から電圧を印加してプラズマを生成して被処理基板を曝し、前記被処理基板の表面に前記酸素原子及び前記水素原子を結合させ、
前記成膜室では、前記有機層形成手段により前記有機層を被処理基板上に形成することを特徴とする成膜装置。
A film forming apparatus provided with an organic layer forming means for forming an organic layer made of a fluorine-containing resin on a substrate to be processed,
A plasma processing chamber having a plasma generation gas introduction means for introducing a plasma generation gas and a voltage application means;
A film forming chamber provided with the organic layer forming means,
In the plasma processing chamber, a plasma generating gas containing oxygen atoms and hydrogen atoms is introduced into the plasma processing chamber by the plasma generating gas introducing means, and a voltage is applied from the voltage applying means in the plasma generating gas atmosphere. Generating a plasma to expose the substrate to be processed, and bonding the oxygen atoms and the hydrogen atoms to the surface of the substrate to be processed;
In the film formation chamber, the organic layer is formed on a substrate to be processed by the organic layer forming unit.
前記プラズマ処理室と前記成膜室とは、それぞれ真空排気手段を備えると共に、この順で直列に配されており、
前記被処理基板を搬送する搬送手段が前記プラズマ処理室と前記成膜室とに亘って設けられていることを特徴とする請求項7に記載の成膜装置。
The plasma processing chamber and the film forming chamber are each provided with a vacuum evacuation unit, and are arranged in series in this order,
8. The film forming apparatus according to claim 7, wherein a transfer means for transferring the substrate to be processed is provided across the plasma processing chamber and the film forming chamber.
前記成膜装置の中央には、被処理基板がその表面に設置される回転ドラムが設けられると共に、その回転ドラムの周囲には、前記プラズマ処理室と前記成膜室とが区画されて設けられていることを特徴とする請求項7に記載の成膜装置。 At the center of the film forming apparatus, a rotating drum on which a substrate to be processed is installed is provided, and around the rotating drum, the plasma processing chamber and the film forming chamber are provided separately. The film forming apparatus according to claim 7, wherein:
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