JP6139947B2

JP6139947B2 - Film forming apparatus and film forming method

Info

Publication number: JP6139947B2
Application number: JP2013078324A
Authority: JP
Inventors: 宮武　直正; 直正宮武; 康成森; 望服部
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-04-04
Also published as: JP2014201788A

Description

本発明は、成膜用ガスと反応性ガスを用いて原子層単位で薄膜を形成する成膜装置及び成膜方法に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method for forming a thin film in units of atomic layers using a film forming gas and a reactive gas.

今日、原子層単位で薄膜を形成するＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）による成膜方法が知られている。このＡＬＤでは、前駆体ガスとしての成膜用ガスと反応性ガスを基板に交互に供給することにより、原子層単位の膜が複数積層された構成の薄膜が形成される。このようなＡＬＤにより得られる薄膜は、０．１ｎｍ程度の非常に薄い膜厚で作製可能であるため、高精度の成膜処理として各種デバイスの作製に有効利用されている。 Today, a film forming method by ALD (Atomic Layer Deposition) for forming a thin film in atomic layer units is known. In this ALD, a film having a structure in which a plurality of atomic layer units are stacked is formed by alternately supplying a deposition gas as a precursor gas and a reactive gas to a substrate. Since a thin film obtained by such ALD can be produced with a very thin film thickness of about 0.1 nm, it is effectively used for production of various devices as a highly accurate film formation process.

例えば、ロール状に巻かれたフィルムを引き出して、２つのガスの空間内に通過させるために、複数のローラでフィルムを蛇行させながら、ＡＬＤを行う装置が知られている（特許文献１）。 For example, there is known an apparatus that performs ALD while meandering a film with a plurality of rollers in order to draw out a film wound in a roll shape and pass the film through two gas spaces (Patent Document 1).

国際公開２００８／０５７６２５号International Publication No. 2008/057625

当該成膜装置では、フレキシブルなフィルムの両側の面にＡＬＤを用いて成膜することはできるが、フィルムは複数のローラによって搬送径路をジグザク状に蛇行しながら搬送され、フィルムは曲げられた状態で成膜される。このため、フィルムに形成された薄膜には内部ストレスが作用する。したがって、このような状態で成膜された薄膜は内部ストレスによってフィルムから剥がれ易く、膜質に問題が生じ易い。 In the film forming apparatus, although it is possible to form a film on both sides of a flexible film using ALD, the film is conveyed while meandering the conveying path in a zigzag manner by a plurality of rollers, and the film is bent. Is formed. For this reason, internal stress acts on the thin film formed on the film. Therefore, the thin film formed in such a state is easily peeled off from the film due to internal stress, and a problem is likely to occur in the film quality.

そこで、本発明は、プラズマＡＬＤを用いて搬送する基板に対して成膜する成膜装置であって、膜質が良好な薄膜を効率よく形成することができる成膜装置及びこの成膜装置を用いた成膜方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is a film forming apparatus for forming a film on a substrate to be transported using plasma ALD, which can efficiently form a thin film with good film quality, and uses this film forming apparatus. An object of the present invention is to provide a film forming method.

本発明の一態様は、成膜用ガスと反応性ガスを用いて原子層単位で薄膜を形成する成膜装置である。
当該性膜装置は、
成膜容器と、
前記成膜容器内で成膜用の基板を直線状に搬送する搬送機構と、
前記成膜容器の内部空間の一部を、成膜用ガスを含む第１ガス空間と、反応性ガスあるいは前記反応性ガスのラジカルを含む第２ガス空間とに分離し、かつ、前記基板を搬送するとき、前記基板が前記第１ガス空間の一部である第１ガス部分空間と前記第２ガス空間の一部である第２ガス部分空間とを複数回交互に通過するように前記基板の通過するスリット状の隙間を複数備えた隔壁部と、を有し、
前記第１ガス部分空間は、前記第１ガス空間のうち前記基板の搬送経路に対して第１の側にある第１ガス主空間から突出して前記搬送経路を横切って、前記搬送経路の前記第１の側と反対の第２の側まで延びて空間が閉塞する領域であり、
前記第２ガス部分空間は、前記第２ガス空間のうち前記基板の搬送経路に対して前記第２の側にある第２ガス主空間から突出して前記搬送経路を横切って、前記搬送経路の前記第１の側まで延びて空間が閉塞する領域であり、
前記隔壁部は、前記第１ガス部分空間と前記第２ガス部分空間を分離するように、前記搬送経路を交差する。 One embodiment of the present invention is a film formation apparatus that forms a thin film in units of atomic layers using a film formation gas and a reactive gas.
The sex membrane device is
A deposition container;
A transport mechanism for transporting a film-forming substrate linearly in the film-forming container;
A part of the inner space of the film formation container is separated into a first gas space containing a film forming gas and a second gas space containing a reactive gas or a radical of the reactive gas, and the substrate is When the substrate is transported, the substrate is alternately passed a plurality of times through a first gas partial space that is a part of the first gas space and a second gas partial space that is a part of the second gas space. A plurality of partition walls provided with a plurality of slit-like gaps ,
The first gas partial space protrudes from the first gas main space on the first side of the first gas space with respect to the transport path of the substrate, crosses the transport path, and the first gas partial space passes through the transport path. An area extending to a second side opposite to the first side and closing the space;
The second gas partial space protrudes from the second gas main space on the second side with respect to the transport path of the substrate in the second gas space, crosses the transport path, and passes through the transport path. An area extending to the first side and closing the space;
The partition wall intersects the transport path so as to separate the first gas partial space and the second gas partial space .

前記隔壁部は、前記基板が前記隔壁部を通過するとき、前記第１ガス空間と前記第２ガス空間を区画するためのガスバリアを形成するために不活性ガスを噴出する、前記基板の搬送方向に直交する幅方向に延在するスリット状の不活性ガス供給口を、前記隙間に面する前記隔壁部の側壁に備える、ことが好ましい。 The partition portion ejects an inert gas to form a gas barrier for partitioning the first gas space and the second gas space when the substrate passes through the partition portion. It is preferable to provide a slit-like inert gas supply port extending in the width direction orthogonal to the side wall of the partition wall portion facing the gap.

このとき、前記隔壁部は、前記不活性ガス供給口を開口端とする不活性ガス流路の空間を備え、前記不活性ガスは、前記幅方向の両側から前記不活性ガス流路の空間に供給される、ことが好ましい。 In this case, the partition wall includes an inert gas channel space having the inert gas supply port as an open end, and the inert gas enters the space of the inert gas channel from both sides in the width direction. Preferably, it is supplied.

前記隔壁部の前記側壁には、前記不活性ガス供給口を挟むように、前記幅方向に延在するスリット状の一対のガス排気口を備える、ことが好ましい。 It is preferable that the side wall of the partition wall includes a pair of slit-shaped gas exhaust ports extending in the width direction so as to sandwich the inert gas supply port.

このとき、前記隔壁部は、前記一対のガス排気口を開口端とする一対の排気流路の空間を備え、前記一対の排気流路の空間において、前記幅方向に向けて不活性ガスが流れる、ことが好ましい。 At this time, the partition wall portion includes a pair of exhaust passage spaces having the pair of gas exhaust ports as open ends, and the inert gas flows in the width direction in the pair of exhaust passage spaces. Is preferable.

このとき、前記一対の排気流路の空間において前記不活性ガスは、互いに異なる方向に流れる、ことがより好ましい。 At this time, it is more preferable that the inert gas flows in different directions in the space of the pair of exhaust flow paths.

また、前記搬送機構は、一対の回転ローラを含み、前記基板は、長尺状のフレキシブルなフィルムである。このとき、前記フィルムは、前記回転ローラの一方に巻き回された状態から前記回転ローラの他方に巻き取られる、ことが好ましい。 The transport mechanism includes a pair of rotating rollers, and the substrate is a long flexible film. At this time, it is preferable that the film is wound on the other of the rotating rollers from a state wound on one of the rotating rollers.

このとき、前記回転ローラは、互いに異なる方向に回転することができ、前記フィルムの前記搬送方向は、異なる２方向に自在に選択される。 At this time, the rotating roller can rotate in different directions, and the transport direction of the film is freely selected in two different directions.

本発明の他の一態様は、前記成膜装置を用いて行う成膜方法である。当該成膜方法では、前記基板はロールに巻かれたフィルムである。そして、当該成膜方法は、成膜時、前記フィルムを前記ロールから引き出して前記フィルムの成膜のために前記フィルムを搬送した後、搬送中成膜されたフィルムを巻き回して成膜処理ロールにする第１ステップと、前記フィルムの膜厚を厚くするために、前記成膜処理ロールから前記フィルムを再度引き出して搬送し、搬送中成膜されたフィルムを巻き取って新たな成膜処理ロールにする第２ステップと、を含む。前記第２ステップを繰り返すことにより、形成された膜の膜厚を目標の厚さにする。 Another embodiment of the present invention is a film formation method performed using the film formation apparatus. In the film forming method, the substrate is a film wound around a roll. In the film formation method, during film formation, the film is pulled out from the roll and conveyed to form the film, and then the film formed during conveyance is wound to form a film formation processing roll. In order to increase the film thickness of the film, the film is again drawn out from the film forming roll and conveyed, and the film formed during conveyance is wound up to form a new film forming roll. And a second step. By repeating the second step, the thickness of the formed film is set to a target thickness.

上述の成膜装置及び成膜方法によれば、膜質が良好な薄膜を効率よく形成することができる。 According to the film forming apparatus and the film forming method described above, a thin film with good film quality can be efficiently formed.

本実施形態の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of this embodiment. 本実施形態の成膜装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the film-forming apparatus of this embodiment. （ａ）は、図２に示す隔壁部を説明する図であり、（ｂ）は、隔壁部に設けられたスリット状の隙間に面する隔壁部の側壁面を説明する図である。(A) is a figure explaining the partition part shown in FIG. 2, (b) is a figure explaining the side wall surface of the partition part which faces the slit-shaped clearance gap provided in the partition part. （ａ），（ｂ）は、本実施形態の隔壁部の内部を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining the inside of the partition part of this embodiment.

（成膜方法の概要）
図１は、ＡＬＤを用いて成膜をする本実施形態の成膜装置の概要を説明する図である。
成膜装置は、成膜用ガスと反応性ガスを用いて原子層単位で基板に薄膜を形成する。成膜装置は、成膜容器１と、この成膜容器１内で成膜用の基板Ｆを直線状に搬送する図示されない搬送機構と、隔壁部２とを有する。
隔壁部２は、成膜容器の内部空間の一部を、成膜用ガスの雰囲気を形成する成膜用ガス空間（第１ガス空間）３と、反応性ガスあるいは反応性ガスのラジカルの雰囲気を形成する反応性ガス空間（第２ガス空間）４とに分離し、かつ、基板Ｆを搬送するとき、基板Ｆが成膜用ガス空間３と反応性ガス空間４とを交互に通過するように基板Ｆの通過するスリット状の隙間５を備える。隔壁部２は、成膜用ガス空間（第１ガス空間）３と反応性ガス空間（第２ガス空間）４とを基板Ｆの搬送径路に沿ってジグザグ状に区画することを特徴とする。
このような構成により、基板Ｆは直線状に搬送されるので、基板Ｆとしてフィルムを用いた場合、従来のようにフィルムは曲げられた状態で成膜されない。このため、形成された薄膜には内部ストレスが作用することもない。したがって、形成された薄膜の膜質は、従来に比べて向上する。また、基板Ｆがガラス基板である場合、従来のように成膜中、ガラス基板が曲げられることはないので破断する虞もない。なお、図１に示す隔壁部２は、成膜用ガス空間３と反応性ガス空間４の突出する領域が矩形状になるように設けられているが、成膜用ガス空間３と反応性ガス空間４の突出する領域の形状は特に限定されず、後述する図２に示す隔壁部２のように、例えば三角形状であってもよい。以下、本発明の成膜装置について詳細に説明する。 (Outline of deposition method)
FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of a film forming apparatus of this embodiment for forming a film using ALD.
The film forming apparatus forms a thin film on a substrate in units of atomic layers using a film forming gas and a reactive gas. The film forming apparatus includes a film forming container 1, a transport mechanism (not shown) that transports a film forming substrate F in a straight line in the film forming container 1, and a partition wall 2.
The partition wall 2 includes a film forming gas space (first gas space) 3 for forming a film forming gas atmosphere and a reactive gas or a radical atmosphere of a reactive gas in a part of the internal space of the film forming container. When the substrate F is separated from the reactive gas space (second gas space) 4 forming the substrate and the substrate F is transported, the substrate F alternately passes through the film forming gas space 3 and the reactive gas space 4. Are provided with slit-like gaps 5 through which the substrate F passes. The partition wall 2 is characterized in that a film forming gas space (first gas space) 3 and a reactive gas space (second gas space) 4 are partitioned in a zigzag manner along the transport path of the substrate F.
With such a configuration, since the substrate F is conveyed in a straight line, when a film is used as the substrate F, the film is not formed in a bent state as in the prior art. For this reason, internal stress does not act on the formed thin film. Therefore, the film quality of the formed thin film is improved as compared with the prior art. Further, when the substrate F is a glass substrate, the glass substrate is not bent during film formation as in the prior art, so there is no risk of breakage. In addition, although the partition part 2 shown in FIG. 1 is provided so that the area | region which the film-forming gas space 3 and the reactive gas space 4 protrude may become a rectangular shape, the film-forming gas space 3 and the reactive gas The shape of the protruding region of the space 4 is not particularly limited, and may be, for example, a triangular shape as in a partition wall 2 shown in FIG. Hereinafter, the film forming apparatus of the present invention will be described in detail.

図２は、本実施形態の成膜装置の概略構成図である。成膜装置１０は、成膜用ガスと反応性ガスを用いて原子層単位で薄膜を形成する装置である。成膜装置１０は、成膜容器１２と、搬送機構１４と、プラズマ生成ユニット１６と、プラズマ生成空間仕切り壁１７と、隔壁部１８と、ガス供給ユニット２０と、排気ユニット２２と、を主に有する。隔壁部１８が、図１に示す隔壁部２に対応する。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the film forming apparatus of the present embodiment. The film forming apparatus 10 is an apparatus that forms a thin film in units of atomic layers using a film forming gas and a reactive gas. The film forming apparatus 10 mainly includes a film forming container 12, a transport mechanism 14, a plasma generation unit 16, a plasma generation space partition wall 17, a partition wall 18, a gas supply unit 20, and an exhaust unit 22. Have. The partition wall 18 corresponds to the partition wall 2 shown in FIG.

成膜装置１０は、以下の構成を備える。
搬送機構１４は、成膜容器１２内で成膜用の基板を直線状に搬送する。
プラズマ生成ユニット１６は、プラズマ生成電極を含む。このプラズマ生成電極は、成膜容器１２内の、搬送中の基板の搬送経路に対向するように設けられ、電力の供給を受けることにより、成膜空間内の反応性ガスを用いてプラズマを生成する。
プラズマ生成空間仕切り壁１７は、成膜容器１２内の、基板の搬送経路とプラズマ生成電極との間に設けられ、プラズマ生成電極との間でプラズマ生成空間を形成する壁である。この壁は、プラズマの一部あるいはプラズマ中のイオンあるいはイオンから生成されるラジカルが通過することのできる貫通孔が、基板の搬送方向に沿って間隔をあけて複数設けられている。
隔壁部１８は、成膜容器１２の内部空間の一部を、成膜用ガスの雰囲気を形成する成膜用ガス空間（第１ガス空間）１８ａと、反応性ガスあるいは反応性ガスのラジカルの雰囲気を形成する反応生成ガス空間（第２ガス空間）１８ｂと、に分離する。さらに、隔壁部１８は、基板を搬送するとき、基板が成膜用ガス空間１８ａと反応生成ガス空間１８ｂとを交互に通過するように基板の通過するスリット状の隙間を複数備え、成膜用ガス空間１８ａと反応生成ガス空間１８ｂとを基板の搬送径路に沿ってジグザグ状に区画する。
以下、成膜装置１０の各構成を詳細に説明する。本実施形態では、成膜用基板として、極めて薄いガラス板や樹脂フィルムであって、ロール状に巻くことのできる長尺状のフレキシブルな基板を対象として説明する。したがって、以降の説明では基板Ｆの代わりに、フィルムＦを用いる。なお、本発明で用いる成膜用基板は、フレキシブルな基板に限定されない。例えば、板状の硬い１枚の基板を成膜用基板とすることもできる。 The film forming apparatus 10 has the following configuration.
The transport mechanism 14 transports the film formation substrate in a straight line in the film formation container 12.
The plasma generation unit 16 includes a plasma generation electrode. This plasma generation electrode is provided in the film formation container 12 so as to face the transfer path of the substrate being transferred, and generates plasma using the reactive gas in the film formation space by receiving power supply. To do.
The plasma generation space partition wall 17 is a wall that is provided between the substrate transport path and the plasma generation electrode in the film forming container 12 and forms a plasma generation space with the plasma generation electrode. The wall is provided with a plurality of through holes through which a part of the plasma or ions in the plasma or radicals generated from the ions can pass through the substrate along the transport direction of the substrate.
The partition wall 18 includes a part of the inner space of the film formation container 12, a film formation gas space (first gas space) 18 a that forms an atmosphere of the film formation gas, and reactive gas or radicals of the reactive gas. It isolate | separates into the reaction product gas space (2nd gas space) 18b which forms atmosphere. Further, the partition wall 18 includes a plurality of slit-like gaps through which the substrate passes so that the substrate passes alternately through the film forming gas space 18a and the reaction product gas space 18b when transporting the substrate. The gas space 18a and the reaction product gas space 18b are partitioned in a zigzag shape along the transport path of the substrate.
Hereinafter, each structure of the film-forming apparatus 10 is demonstrated in detail. In the present embodiment, a description will be given of a long flexible substrate that is an extremely thin glass plate or resin film and can be wound in a roll shape as the film formation substrate. Therefore, in the following description, the film F is used instead of the substrate F. Note that the film formation substrate used in the present invention is not limited to a flexible substrate. For example, a single plate-like hard substrate can be used as the deposition substrate.

図１に示すように、成膜容器１２の成膜空間内には、搬送機構１４と、プラズマ生成ユニット１６に属するプラズマ生成電極１６ａと、プラズマ生成空間仕切り壁１７と、隔壁部１８と、が主に設けられている。成膜容器１２は、成膜容器１２内の成膜空間を所定の圧力に維持し、あるいは減圧し、成膜空間内で成膜用基板を成膜処理するための容器である。成膜容器１２の外周の壁面のそれぞれには、成膜空間内の雰囲気を成膜処理に適した温度にするために、加熱ヒータ２４が設けられている。 As shown in FIG. 1, in the film formation space of the film formation container 12, a transport mechanism 14, a plasma generation electrode 16a belonging to the plasma generation unit 16, a plasma generation space partition wall 17, and a partition wall 18 are provided. It is mainly provided. The film formation container 12 is a container for maintaining the film formation space in the film formation container 12 at a predetermined pressure or depressurizing the film formation substrate in the film formation space. Each of the outer peripheral wall surfaces of the film forming container 12 is provided with a heater 24 in order to set the atmosphere in the film forming space to a temperature suitable for the film forming process.

搬送機構１４が搬送する成膜用基板は、ロール（回転ローラ１４ａあるいは回転ローラ１４ｂ）に巻かれたフレキシブルなフィルムＦである。搬送機構１４は、回転ローラ１４ａ，１４ｂを備え、成膜容器内でフィルムＦを搬送する。回転ローラ１４ａ，１４ｂは図示されない駆動モータに接続され、駆動モータの回転により、回転ローラ１４ａ，１４ｂが回転するように構成されている。駆動モータの回転方向は選択することができる。回転ローラ１４ａ，１４ｂにはフィルムＦが巻き回されており、フィルムＦはロール状を成している。搬送機構１４は、成膜するとき、回転ローラ１４ａ，１４ｂのいずれか一方を巻き取りローラとし、他方を送りローラとして回転させる。すなわち、回転ローラ１４ａ，１４ｂの回転により、フィルムＦをロール（回転ローラ１４ｂ）に巻き回された状態から引き出し、回転ローラ１４ａが巻き取る。このとき、引き出されたフィルムＦは成膜のために一方向に搬送された後、搬送中成膜されたフィルムＦを回転ローラ１４ａは巻き取って成膜処理ロールにする。図１では、フィルムＦが回転ローラ１４ｂから回転ローラ１４ａに搬送されて、回転ローラ１４ａで巻き取られることが図示されている。 The film formation substrate conveyed by the conveyance mechanism 14 is a flexible film F wound around a roll (the rotation roller 14a or the rotation roller 14b). The transport mechanism 14 includes rotating rollers 14 a and 14 b and transports the film F in the film formation container. The rotation rollers 14a and 14b are connected to a drive motor (not shown), and the rotation rollers 14a and 14b are configured to rotate by the rotation of the drive motor. The direction of rotation of the drive motor can be selected. A film F is wound around the rotating rollers 14a and 14b, and the film F has a roll shape. When forming the film, the transport mechanism 14 rotates one of the rotating rollers 14a and 14b as a take-up roller and the other as a feed roller. That is, the rotation of the rotating rollers 14a and 14b draws the film F from the state wound around the roll (rotating roller 14b), and the rotating roller 14a winds up. At this time, the drawn film F is conveyed in one direction for film formation, and then the film F formed during conveyance is wound up by the rotating roller 14a to form a film forming process roll. FIG. 1 illustrates that the film F is conveyed from the rotating roller 14b to the rotating roller 14a and wound up by the rotating roller 14a.

本実施形態では、フィルムＦに形成される薄膜の膜厚を厚くするために、フィルムＦへの成膜を繰り返し行うことが好ましい。このとき、搬送機構１４は、成膜後のフィルムＦを回転ローラ１４ａで巻き取って得られた成膜処理ロールを再度引き出して、回転ローラ１４ａから回転ローラ１４ｂに向かって、すなわち、先の成膜中の搬送方向と反対方向に搬送することが好ましい。搬送中、フィルムＦは成膜されて膜厚が厚くなる。回転ローラ１４ｂは、成膜されたフィルムＦを巻き取って新たな成膜処理ロールにする。この後、さらに膜厚を厚くするために、回転ローラ１４ｂから回転ローラ１４ａに向かって、すなわち、先の成膜中の搬送方向と反対方向にフィルムＦを搬送する。搬送中、フィルムＦは成膜されて膜厚が厚くなる。回転ローラ１４ａは、成膜されたフィルムＦを巻き取って新たな成膜処理ロールにする。このように、フィルムＦの異なる方向への搬送を繰り返しながら、薄膜の膜厚を厚くすることにより、フィルムＦに形成される薄膜の膜厚を目標の厚さにすることが好ましい。すなわち、回転ローラ１４ａ，１４ｂは、互いに異なる方向に回転することができ、フィルムＦの搬送方向は、異なる２方向に自在に選択されることが好ましい。 In this embodiment, in order to increase the thickness of the thin film formed on the film F, it is preferable to repeatedly form the film on the film F. At this time, the transport mechanism 14 pulls out again the film-forming treatment roll obtained by winding the film F after film formation with the rotating roller 14a, toward the rotating roller 14b from the rotating roller 14a, that is, the previous film forming roll. It is preferable to transport in the direction opposite to the transport direction in the film. During conveyance, the film F is formed and the film thickness is increased. The rotating roller 14b winds up the film F formed into a new film forming roll. Thereafter, in order to further increase the film thickness, the film F is conveyed from the rotating roller 14b toward the rotating roller 14a, that is, in the direction opposite to the conveying direction during the previous film formation. During conveyance, the film F is formed and the film thickness is increased. The rotating roller 14a winds up the film F formed into a new film forming roll. As described above, it is preferable that the thickness of the thin film formed on the film F is set to a target thickness by increasing the thickness of the thin film while repeating conveyance of the film F in different directions. That is, it is preferable that the rotation rollers 14a and 14b can rotate in different directions, and the transport direction of the film F is freely selected in two different directions.

排気ユニット２２は、ロータリポンプあるいはドライポンプ等の排気装置２２ａ，２２ｂを含む。排気ユニット２２は、成膜容器１２内の成膜空間及びプラズマの生成されるプラズマ生成空間内のガスを排気して、一定の圧力に維持する。排気装置２２ａは、後述するプラズマ生成空間内の反応性ガスを排気する。排気装置２２ｂは、プラズマ生成電極１６ａより下方の、プラズマ生成空間を含む成膜空間内のガスを排気する。後述するように、排気装置２２は、図示されない排気バルブを介して隔壁部１８の排気口とガス管を通して接続されている。 The exhaust unit 22 includes exhaust devices 22a and 22b such as a rotary pump or a dry pump. The exhaust unit 22 exhausts the gas in the film formation space in the film formation container 12 and the plasma generation space in which plasma is generated, and maintains the pressure at a constant pressure. The exhaust device 22a exhausts reactive gas in a plasma generation space described later. The exhaust device 22b exhausts the gas in the film formation space including the plasma generation space below the plasma generation electrode 16a. As will be described later, the exhaust device 22 is connected to an exhaust port of the partition wall 18 through a gas pipe via an exhaust valve (not shown).

プラズマ生成ユニット１６は、プラズマ生成電極１６ａと、接地電極１６ｂと、マッチングボックス１６ｃと、高周波電源１６ｄと、を有する。プラズマ生成ユニット１６は、成膜用ガスのフィルムＦに吸着した成膜成分と反応する反応物質を生成する。成膜容器１２内には、成膜容器１２の断面を横切るように設けられた空間仕切り壁１７が設けられている。プラズマ生成空間仕切り壁１７は、フィルムＦの搬送経路とプラズマ生成電極１６ａとの間に設けられている。
成膜容器１２内のプラズマ生成電極１６ａは、板状の電極であり、フィルムＦの搬送経路の上方で、フィルムＦの搬送経路に沿って搬送経路に対向するように設けられている。プラズマ生成電極１６ａは、電力の供給を受けることにより、成膜空間内の反応性ガスを用いてプラズマを生成する。具体的には、プラズマ生成電極１６ａは、給電線により、成膜容器１２の天井面からマッチングボックス１６ｃを介して高周波電源１６ｄに接続されている。高周波電源１６ｄは、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧をプラズマ生成電極１６ａに供給する。
接地電極１６ｂは、プラズマ生成空間仕切り壁１７の面にプラズマ生成電極１６ａと対向するように設けられている。すなわち、プラズマ生成空間仕切り壁１７のプラズマ生成電極１６ａと対向する対向面は、接地電極１６ｂによって構成されている。
プラズマ生成電極１６ａに高周波電圧が印加されることにより、プラズマ生成電極１６ａと接地電極１６ｂとの間の空間に供給された反応性ガスを用いてプラズマＰが生成される。すなわち、プラズマ生成電極１６ａと接地電極１６ｂとの間の空間はプラズマ生成空間となる。 The plasma generation unit 16 includes a plasma generation electrode 16a, a ground electrode 16b, a matching box 16c, and a high frequency power source 16d. The plasma generation unit 16 generates a reactive substance that reacts with the film forming component adsorbed on the film F of the film forming gas. A space partition wall 17 is provided in the film forming container 12 so as to cross the cross section of the film forming container 12. The plasma generation space partition wall 17 is provided between the transport path of the film F and the plasma generation electrode 16a.
The plasma generation electrode 16 a in the film formation container 12 is a plate-like electrode, and is provided above the film F conveyance path so as to face the conveyance path along the film F conveyance path. The plasma generation electrode 16a generates plasma using a reactive gas in the film formation space by receiving power supply. Specifically, the plasma generating electrode 16a is connected to the high frequency power supply 16d from the ceiling surface of the film forming container 12 via the matching box 16c by a power supply line. The high frequency power supply 16d supplies, for example, a high frequency voltage of 13.56 MHz to the plasma generation electrode 16a.
The ground electrode 16b is provided on the surface of the plasma generation space partition wall 17 so as to face the plasma generation electrode 16a. That is, the facing surface of the plasma generation space partition wall 17 that faces the plasma generation electrode 16a is constituted by the ground electrode 16b.
By applying a high frequency voltage to the plasma generation electrode 16a, plasma P is generated using the reactive gas supplied to the space between the plasma generation electrode 16a and the ground electrode 16b. That is, the space between the plasma generation electrode 16a and the ground electrode 16b is a plasma generation space.

高周波電源１６ａに高周波電力を供給する給電線は、成膜容器１２の天井面に設けられた孔を通して成膜容器１２外のマッチングボックス１６ｃに接続される。このとき、孔は、絶縁体１６ｅでシールされる。また、プラズマ生成電極１６ａの外周には、石英板等を用いた絶縁体板１６ｆが設けられている。これにより、プラズマ生成空間はプラズマ生成電極１６ａの上方の空間から画されている。 A power supply line for supplying high-frequency power to the high-frequency power supply 16 a is connected to a matching box 16 c outside the film-forming container 12 through a hole provided in the ceiling surface of the film-forming container 12. At this time, the hole is sealed with the insulator 16e. In addition, an insulator plate 16f using a quartz plate or the like is provided on the outer periphery of the plasma generation electrode 16a. Thereby, the plasma generation space is defined from the space above the plasma generation electrode 16a.

本実施形態は、プラズマ生成電極１６ａと接地電極１６ｂとが互いに対向し、電極間でプラズマを生成する容量結合プラズマ方式を用いるが、これ以外に、誘導結合プラズマや公知のプラズマ生成方式を用いることができる。また、本実施形態では、プラズマから得られるラジカル（ラジカル原子あるいはラジカル分子）を用いて成膜するが、プラズマを用いなくてもよい。例えば、反応活性の高いガス、例えばオゾン、水あるいはアンモニアを用いることができる。フィルムＦの加熱温度を高くすることにより、反応活性を高めて、オゾン、水、アンモニア、窒素等を用いることができる。この場合、プラズマ生成ユニット１６を用いなくてもよい。 In the present embodiment, the plasma generation electrode 16a and the ground electrode 16b are opposed to each other, and a capacitively coupled plasma method that generates plasma between the electrodes is used. In addition, inductively coupled plasma or a known plasma generation method is used. Can do. In this embodiment, the film is formed using radicals (radical atoms or radical molecules) obtained from plasma, but plasma may not be used. For example, a highly reactive gas such as ozone, water, or ammonia can be used. By increasing the heating temperature of the film F, the reaction activity can be increased and ozone, water, ammonia, nitrogen or the like can be used. In this case, the plasma generation unit 16 may not be used.

プラズマ生成空間を画する成膜容器１２の一方の側壁（図１中の右側の側壁）には、ガス供給孔が設けられている。このガス供給孔は、図１に示されるように、後述する反応性ガス源２０ａと接続したガス供給管と接続されている。このガス供給孔を通して反応性ガスがプラズマ生成空間内に供給される。すなわち、反応性ガスは、成膜容器１２の側壁から、プラズマ生成空間内に供給される。また、プラズマ生成空間を画する成膜容器１２の他方の側壁（図１中の左側の側壁）には、ガス排気孔が設けられている。このガス排気孔は、図１に示されるように、排気装置２２ａと接続された排気管と接続されている。 A gas supply hole is provided on one side wall (the right side wall in FIG. 1) of the film formation container 12 that defines the plasma generation space. As shown in FIG. 1, the gas supply hole is connected to a gas supply pipe connected to a reactive gas source 20a described later. A reactive gas is supplied into the plasma generation space through the gas supply hole. That is, the reactive gas is supplied from the side wall of the film forming container 12 into the plasma generation space. Further, a gas exhaust hole is provided on the other side wall (left side wall in FIG. 1) of the film formation container 12 that defines the plasma generation space. As shown in FIG. 1, the gas exhaust hole is connected to an exhaust pipe connected to the exhaust device 22a.

プラズマ生成空間仕切り壁１７は、板状の絶縁部材から構成されている。プラズマ生成空間仕切り壁１７は、フィルムＦの搬送経路の上方で、搬送経路とプラズマ生成電極１６ａとの間に設けられ、プラズマ生成電極１６ａと対向し、プラズマ生成電極１６ａとの間でプラズマ生成空間を形成する。プラズマ生成電極１６ａと対向するプラズマ生成空間仕切り壁１７の面は、接地電極１６ｂにより構成されている。プラズマ生成空間仕切り壁１７には、スリット状の貫通孔がフィルムＦの搬送方向に沿って間隔をあけて設けられている。この貫通孔は、フィルムＦの搬送方向と直交する方向に延びることが好ましい。この貫通孔には、プラズマの一部あるいはプラズマ中のイオンあるいはプラズマから生成されるラジカル原子あるいはラジカル分子が通過する。 The plasma generation space partition wall 17 is composed of a plate-shaped insulating member. The plasma generation space partition wall 17 is provided between the transfer path and the plasma generation electrode 16a above the transfer path of the film F, faces the plasma generation electrode 16a, and forms a plasma generation space between the plasma generation electrode 16a. Form. The surface of the plasma generation space partition wall 17 facing the plasma generation electrode 16a is constituted by a ground electrode 16b. In the plasma generation space partition wall 17, slit-like through holes are provided at intervals along the film F transport direction. This through hole preferably extends in a direction perpendicular to the transport direction of the film F. A part of the plasma, ions in the plasma, radical atoms or radical molecules generated from the plasma pass through the through holes.

プラズマ生成空間仕切り壁１７の下方には、隔壁部１８が設けられている。隔壁部１８は、成膜容器１２を横断するように設けられている。
隔壁部１８は、フィルムＦの搬送径路に対してジグザグ状に横切っている。すなわち、隔壁部１８は、プラズマ生成空間仕切り壁１７の下方に位置する成膜容器１２の内部空間の一部を、成膜用ガスの雰囲気を形成する成膜用ガス空間１８ａと、プラズマ生成空間仕切り壁１７に設けられた貫通孔を通して反応性ガスあるいは反応性ガスのラジカル（ラジカル分子またはラジカル原子）を含んだ反応生成ガス空間１８ｂと、に分離する。さらに、隔壁部１８は、基板の通過するスリット状の隙間を備え、成膜用ガス空間１８ａと反応生成ガス空間１８ｂとを基板の搬送径路に沿ってジグザグ状に区画する。したがって、フィルムＦは搬送径路に沿って搬送中、成膜用ガス空間１８ａと反応生成ガス空間１８ｂとを交互に通過する。成膜用ガスは、成膜用ガス源２０ｂに接続されたガス供給管を通して成膜用ガス空間１８ａに供給される。したがって、成膜用ガス空間１８ａは、成膜用ガスを含む。フィルムＦが、成膜用ガス空間１８ａと反応生成ガス空間１８ｂを通過することによって、フィルムＦ上に成膜用ガスの成膜成分が吸着される。この吸着された成膜成分と、反応性ガスあるいは反応性ガスのラジカルとが反応して薄膜が形成される。すなわち、成膜用ガスとして、フィルムＦに成膜成分が化学吸着するようなガスが選択されている。反応性ガスとして、成膜成分と反応するようなガスが選択される。フィルムＦは、成膜用ガス空間１８ａと反応生成ガス空間１８ｂとを交互に繰り返し通過するので、フィルムＦに形成される薄膜は徐々に厚さが厚くなっていく。成膜用ガス空間１８ａは、成膜用ガスの雰囲気をつくり、反応性ガス空間１８ｂでは、反応性ガスあるいは反応性ガスから得られるラジカル分子あるいはラジカル原子の雰囲気がつくられるので、フィルムＦの両面には薄膜が形成される。
図２に示すように隔壁部１８の両端、すなわち、隔壁部１８の搬送径路の両端部分は、ジグザグ形状ではなく、回転ローラ１４ａ，１４ｂの上方に位置して直線状に成膜容器１２の側壁に延びる。
本実施形態の好ましい形態として、フィルムＦの搬送経路上において、フィルムＦが反応生成ガス空間１８ｂを通過する領域の鉛直上方に、搬送径路に沿って間隔をあけて設けられるプラズマ生成空間仕切り壁１７の貫通孔が位置するように、ジグザグ形状の隔壁部１８が設けられている。これにより、反応性ガスあるいは反応性ガスのラジカルがフィルムＦに確実に供給される。したがって、この場合、隔壁部１８のジグザグ形状の周期と、プラズマ生成空間仕切り壁１７の間隔をあけて設けられる貫通孔の周期とが一致していることが好ましい。 A partition wall 18 is provided below the plasma generation space partition wall 17. The partition wall 18 is provided so as to cross the film formation container 12.
The partition wall 18 crosses the film F in the zigzag shape. That is, the partition wall 18 includes a film forming gas space 18 a for forming a film forming gas atmosphere in a part of the internal space of the film forming container 12 positioned below the plasma generating space partition wall 17, and a plasma generating space. The reaction gas is separated into a reaction gas space 18b containing a reactive gas or a reactive gas radical (radical molecule or radical atom) through a through hole provided in the partition wall 17. Further, the partition wall 18 includes a slit-like gap through which the substrate passes, and divides the film forming gas space 18a and the reaction product gas space 18b in a zigzag manner along the transport path of the substrate. Accordingly, the film F alternately passes through the film forming gas space 18a and the reaction product gas space 18b while being transported along the transport path. The film forming gas is supplied to the film forming gas space 18a through a gas supply pipe connected to the film forming gas source 20b. Therefore, the film forming gas space 18a contains the film forming gas. When the film F passes through the film forming gas space 18a and the reaction product gas space 18b, the film forming component of the film forming gas is adsorbed onto the film F. The adsorbed film forming component reacts with the reactive gas or the radical of the reactive gas to form a thin film. That is, as the film forming gas, a gas is selected such that the film forming components are chemically adsorbed on the film F. A gas that reacts with the film forming component is selected as the reactive gas. Since the film F alternately and repeatedly passes through the film forming gas space 18a and the reaction product gas space 18b, the thin film formed on the film F gradually increases in thickness. The film-forming gas space 18a creates an atmosphere of the film-forming gas, and the reactive gas space 18b creates an atmosphere of radical molecules or radical atoms obtained from the reactive gas or reactive gas. A thin film is formed.
As shown in FIG. 2, both ends of the partition wall 18, that is, both ends of the conveyance path of the partition wall 18 are not zigzag-shaped, but are linearly positioned above the rotating rollers 14 a and 14 b. Extend to.
As a preferred embodiment of the present embodiment, on the transport path of the film F, the plasma generation space partition wall 17 is provided vertically above the region where the film F passes through the reaction product gas space 18b and spaced along the transport path. A zigzag partition wall 18 is provided so that the through-holes are located. Thereby, the reactive gas or the radical of the reactive gas is reliably supplied to the film F. Therefore, in this case, it is preferable that the zigzag period of the partition wall 18 coincides with the period of the through-holes provided with a space between the plasma generation space partition walls 17.

プラズマ生成空間仕切り壁１７より下方の成膜容器１２の一方の側壁（図１の右側の側壁）には、ガス供給孔が設けられている。このガス供給孔には、パージガス源２０ｃと接続された図示されないガス供給管が接続されている。パージガスは、不要となった成膜用ガス、反応性ガス、ラジカル分子、ラジカル原子等を効率よく排気するために用いるガスである。 A gas supply hole is provided in one side wall (the right side wall in FIG. 1) of the film forming container 12 below the plasma generation space partition wall 17. A gas supply pipe (not shown) connected to the purge gas source 20c is connected to the gas supply hole. The purge gas is a gas used for efficiently exhausting unnecessary film forming gas, reactive gas, radical molecules, radical atoms and the like.

ガス供給ユニット２０は、反応性ガス源２０ａと、成膜用ガス源２０ｂと、パージガス源２０ｃと、不活性ガス源２０ｄと、とを主に有する。
反応性ガス源２０ａが供給する反応性ガスとして、例えば、Ｏ₂，Ｏ₃，Ｈ₂Ｏ，Ｎ₂Ｏ，Ｎ₂，ＮＨ₃等が用いられる。成膜用ガス源２０ｂが供給する成膜用ガスとして、例えばＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＥＭＡＺ（テトラエチルメチルアミノジルコニウム）、ＴＥＭＡＨｆ（テトラエチルメチルアミノハフニウム）、アミノシラン等を含む有機金属化合物ガスが用いられる。パージガス源２０ｃが供給するパージガスとして、窒素ガス、アルゴンガス、ネオンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスが用いられる。不活性ガス源２０ｄが供給する不活性ガスとして、窒素ガス、アルゴンガス、ネオンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスが用いられる。不活性ガスとは、反応性ガスと成膜用ガスに対して反応しないガスをいう。 The gas supply unit 20 mainly includes a reactive gas source 20a, a film forming gas source 20b, a purge gas source 20c, and an inert gas source 20d.
As the reactive gas supplied from the reactive gas source 20a, for example, O ₂ , O ₃ , H ₂ O, N ₂ O, N ₂ , NH ₃ or the like is used. As the film forming gas supplied from the film forming gas source 20b, for example, an organometallic compound gas containing TMA (trimethylaluminum), TEMAZ (tetraethylmethylaminozirconium), TEMAHf (tetraethylmethylaminohafnium), aminosilane, or the like is used. As the purge gas supplied from the purge gas source 20c, an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, neon gas, or helium gas is used. As the inert gas supplied from the inert gas source 20d, an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, neon gas, or helium gas is used. The inert gas refers to a gas that does not react with the reactive gas and the film forming gas.

（隔壁部１８の説明）
図３（ａ）は、図２に示す隔壁部１８を詳細に説明する図であり、（ｂ）は、隔壁部１８に設けられたスリット状の隙間５０に面する隔壁部１８の側壁１８ｃを説明する図である。図４（ａ），（ｂ）は、本実施形態の隔壁部の内部を説明する図である。 (Description of partition wall 18)
3A is a diagram for explaining the partition wall portion 18 shown in FIG. 2 in detail, and FIG. 3B is a diagram illustrating the side wall 18c of the partition wall portion 18 facing the slit-like gap 50 provided in the partition wall portion 18. It is a figure explaining. 4A and 4B are diagrams illustrating the inside of the partition wall portion of the present embodiment.

隔壁部１８は、フィルムＦの搬送径路に対してジグザグ状に形成されているので、フィルムＦが搬送径路に沿って搬送できるようにスリット状の隙間５０が複数設けられている。隙間５０は、フィルムＦを通過できる程度であればよく、フィルムＦと、隙間５０に面する側壁面１８ｃとの間の距離は例えば０．１〜５ｍｍである。
この隔壁部１８の隙間に面する側壁１８ｃには、図３（ｂ）に示すように、フィルムＦの搬送方向に直交する幅方向に延在するスリット状の不活性ガス供給口１８ｄが設けられていることが好ましい。不活性ガス供給口１８ｄは、フィルムＦが隔壁部１８を通過するとき、成膜用ガス空間１８ａと反応性ガス空間１８ｂを区画するためのガスバリアを形成するために不活性ガスを噴出する。 Since the partition wall 18 is formed in a zigzag shape with respect to the transport path of the film F, a plurality of slit-shaped gaps 50 are provided so that the film F can be transported along the transport path. The clearance gap 50 should just be a grade which can pass the film F, and the distance between the film F and the side wall surface 18c which faces the clearance gap 50 is 0.1-5 mm, for example.
As shown in FIG. 3 (b), a slit-like inert gas supply port 18 d extending in the width direction orthogonal to the film F conveyance direction is provided on the side wall 18 c facing the gap of the partition wall 18. It is preferable. When the film F passes through the partition wall 18, the inert gas supply port 18d ejects an inert gas to form a gas barrier for partitioning the film forming gas space 18a and the reactive gas space 18b.

図３（ｂ）には、より好ましい形態として、不活性ガス供給口１８ｄを挟むように、フィルムＦの搬送方向と直交する幅方向に延在するスリット状の一対のガス排気口１８ｅを備える。ガス排気口１８ｅは、余分な不活性ガスを吸引して成膜容器１２外に排気する。
図４（ａ）に示されるように、隔壁部１８の内部は、３層構造の空間を有しており、各層の空間は不活性ガス供給口１８ｄ及びガス排気口１８ｅを開口端とするように構成されている。 In FIG. 3B, as a more preferable form, a pair of slit-like gas exhaust ports 18e extending in the width direction orthogonal to the transport direction of the film F is provided so as to sandwich the inert gas supply port 18d. The gas exhaust port 18 e sucks excess inert gas and exhausts it outside the film forming container 12.
As shown in FIG. 4 (a), the interior of the partition wall 18 has a three-layer space, and the space of each layer has an inert gas supply port 18d and a gas exhaust port 18e as open ends. It is configured.

隔壁部１８は、図４（ａ）に示すように、不活性ガス供給口１８ｄを開口端とする不活性ガス流路の空間１８ｆを備え、不活性ガスは、フィルムＦの搬送方向と直交する幅方向の両側から不活性ガス流路の空間１８ｆに供給されることが、装置構成を実現する上で好ましい。空間１８ｆには、図３（ａ）に示されるように、不活性ガス源２０ｄと接続された不活性ガス供給管６２ａ，６８ａを介して隔壁部１８の幅方向の両側から不活性ガスが供給される。 As shown in FIG. 4A, the partition wall 18 includes an inert gas flow path space 18 f having an inert gas supply port 18 d as an open end, and the inert gas is orthogonal to the transport direction of the film F. It is preferable to supply the inert gas flow path space 18f from both sides in the width direction in order to realize the device configuration. As shown in FIG. 3A, the space 18f is supplied with inert gas from both sides in the width direction of the partition wall 18 through inert gas supply pipes 62a and 68a connected to the inert gas source 20d. Is done.

さらに、隔壁部１８は、図４（ａ）に示すように、一対のガス排気口１８ｅを開口端とする一対の排気流路の空間１８ｇを備え、図４（ｂ）に示されるように、一対の排気流路の空間１８ｇにおいて、幅方向に向けて不活性ガスが流れることが好ましい。一対の排気流路の空間１８ｇにおいて不活性ガスは、ガス管６０ａ，６０ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，７０ａ，７０ｂを介して互いに異なる方向に流れることが好ましい。ガス管６０ａ，６４ａ，６６ａ，７０ａは、不活性ガス源２０ｄと接続されており、不活性ガスを空間１８ｇに供給する。一方、ガス管６０ｂ，６４ｂ，６６ｂ，７０ｂは排気装置２２ｂと接続されており、不活性ガスを吸引する。このように、不活性ガスを空間１８ｇで常時流しつつ、ガス排気口１８ｅから不活性ガスを吸引する。ガス吸気口１８ｅは、不要な不活性ガスの他に、不要な成膜用ガスあるいは反応生成ガスを吸引してもよい。 Further, as shown in FIG. 4 (a), the partition wall 18 includes a pair of exhaust passage spaces 18g having a pair of gas exhaust ports 18e as open ends, and as shown in FIG. 4 (b), In the space 18g of the pair of exhaust flow paths, it is preferable that the inert gas flows in the width direction. In the space 18g of the pair of exhaust passages, the inert gas preferably flows in different directions through the gas pipes 60a, 60b, 64a, 64b, 66a, 66b, 70a, and 70b. The gas pipes 60a, 64a, 66a and 70a are connected to the inert gas source 20d and supply the inert gas to the space 18g. On the other hand, the gas pipes 60b, 64b, 66b, and 70b are connected to the exhaust device 22b and suck the inert gas. In this way, the inert gas is sucked from the gas exhaust port 18e while the inert gas is constantly flowing in the space 18g. The gas inlet 18e may suck unnecessary film forming gas or reaction product gas in addition to unnecessary inert gas.

フィルムＦは、成膜用ガスの成膜成分の吸着あるいは反応性ガスによる反応に要する時間は、例えば１ｍ秒〜１０秒であればよく、フィルムＦの搬送速度と成膜用ガス空間１８ａ及び反応性ガス空間１８ｂを横切る距離は、吸着に要する時間及び反応に要する時間に応じて適宜選択することができる。また、フィルムＦが１つの成膜用ガス空間１８ａと１つの反応性ガス空間１８ｂを通過することを１サイクルとしたき、フィルムＦが搬送ローラ１４ａ，１４ｂ間を搬送される間に１０〜３００サイクルの通過をすることが好ましい。 For the film F, the time required for the adsorption of the film forming component of the film forming gas or the reaction with the reactive gas may be, for example, 1 ms to 10 seconds. The distance crossing the reactive gas space 18b can be appropriately selected according to the time required for adsorption and the time required for reaction. Further, when the film F passes through one film forming gas space 18a and one reactive gas space 18b as one cycle, the film F is transported between the transport rollers 14a and 14b by 10 to 300. It is preferable to pass through the cycle.

以上のように、隔壁部１８は、成膜容器１２の内部空間の一部を、成膜用ガス空間１８ａと、反応性ガス空間１８ｂとに分離し、かつ、フィルムＦを搬送するとき、フィルムＦが成膜用ガス空間１８ａと反応性ガス空間１８ｂとを交互に通過するようにフィルムＦの通過するスリット状の隙間５０を備え、成膜用ガス空間１８ａと反応性ガス空間１８ｂとをフィルムＦの搬送径路に沿ってジグザグ状に区画する。このため、フィルムＦは、従来のように、複数のローラを用いてフィルムを曲げながら成膜することはないので、膜質が良好な薄膜を形成することができる。しかも、フィルムＦは、成膜用ガス空間１８ａと反応性ガス空間１８ｂとを交互に繰り返し移動するので、薄膜を効率よく形成することができる。 As described above, the partition wall 18 separates a part of the internal space of the film forming container 12 into the film forming gas space 18a and the reactive gas space 18b, and when the film F is conveyed, A slit-like gap 50 through which the film F passes is provided so that F passes alternately through the film forming gas space 18a and the reactive gas space 18b, and the film forming gas space 18a and the reactive gas space 18b are formed into a film. It is divided into a zigzag shape along the conveyance path of F. For this reason, since the film F is not formed while bending the film using a plurality of rollers as in the prior art, a thin film with good film quality can be formed. Moreover, since the film F moves alternately and repeatedly between the film forming gas space 18a and the reactive gas space 18b, a thin film can be formed efficiently.

隔壁部１８は、フィルムＦが隔壁部１８を通過するとき、ガスバリアを形成するために不活性ガスを噴出するスリット状の不活性ガス供給口１８ｄを、隙間５０に面する隔壁部１８の側壁１８ｃに備える。このため、成膜用ガス空間１８ａと反応性ガス空間１８ｂとを確実に区画することができる。 When the film F passes through the partition wall 18, the partition wall 18 has a slit-like inert gas supply port 18 d for injecting an inert gas to form a gas barrier, and a side wall 18 c of the partition wall 18 facing the gap 50. Prepare for. For this reason, the film forming gas space 18a and the reactive gas space 18b can be reliably partitioned.

隔壁部１８は、不活性ガス供給口１８ｄを開口端とする不活性ガス流路の空間１８ｆを備え、不活性ガスは、フィルムＦの搬送方向と直交する幅方向の両側から不活性ガス流路の空間１８ｆに供給される。このため、片側から不活性ガスを供給する場合に比べて、スリット状の不活性ガス供給口１８ｄから均一なガス量を噴出することができる。 The partition wall 18 includes an inert gas flow path space 18f having an inert gas supply port 18d as an open end, and the inert gas flows from both sides in the width direction perpendicular to the transport direction of the film F. To the space 18f. For this reason, compared with the case where an inert gas is supplied from one side, a uniform gas amount can be ejected from the slit-like inert gas supply port 18d.

隔壁部１８の側壁面には、不活性ガス供給口１８ｄを挟むように、幅方向に延在するスリット状の一対のガス排気口１８ｅを備える。このため、不活性ガス供給口１８ｄから噴出し不要となった不活性ガスをガス排気口１８ｅは確実に回収することができる。
特に、隔壁部１８は、一対のガス排気口１８ｅを開口端とする一対の排気流路の空間１８ｇを備え、空間１８ｇにおいて、フィルムＦの搬送方向と直交する幅方向に向けて不活性ガスが流れる。このため、不活性ガスの吸引排気を均一かつ安定して行うことができる。
さらに、一対の排気流路の空間１８ｇにおいて、図４（ｂ）に示すように、不活性ガスが互いに異なる方向に流れる。このため、排気管を隔壁部１８の幅方向の両側から効率よく配管することができ、コンパクトな装置構成とすることができる。 A pair of slit-shaped gas exhaust ports 18 e extending in the width direction are provided on the side wall surface of the partition wall 18 so as to sandwich the inert gas supply port 18 d. For this reason, the gas exhaust port 18e can reliably collect the inert gas that is no longer required to be ejected from the inert gas supply port 18d.
In particular, the partition wall 18 includes a pair of exhaust passage spaces 18g having a pair of gas exhaust ports 18e as open ends, and in the space 18g, the inert gas flows toward the width direction orthogonal to the film F conveyance direction. Flowing. For this reason, the suction and exhaust of the inert gas can be performed uniformly and stably.
Furthermore, in the space 18g of the pair of exhaust flow paths, as shown in FIG. 4B, the inert gas flows in different directions. For this reason, the exhaust pipe can be efficiently piped from both sides of the partition wall 18 in the width direction, and a compact device configuration can be obtained.

また、回転ローラ１４ａ，１４ｂは、互いに異なる方向に回転することができ、フィルムＦの搬送方向を自在に選択できるので、フィルムＦの搬送方向を逐次切り替えることができる。このため、フィルムＦは、フィルムＦに形成される膜の厚さが所望の厚さになるまで、成膜用ガス空間１８ａ及び反応性ガス空間１８ｂを交互に繰り返し移動し、しかも何度もフィルムＦを往復させて移動させることができる。このため、効率よくフィルムＦの成膜を行うことができる。 Further, since the rotation rollers 14a and 14b can rotate in different directions and can freely select the transport direction of the film F, the transport direction of the film F can be sequentially switched. For this reason, the film F moves alternately and repeatedly in the film forming gas space 18a and the reactive gas space 18b until the thickness of the film formed on the film F reaches a desired thickness. F can be moved back and forth. For this reason, the film F can be formed efficiently.

以上、本発明の成膜装置及び成膜方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態および例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 Although the film forming apparatus and the film forming method of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course it is also good.

１０成膜装置
１２成膜容器
１４搬送機構
１４ａ，１４ｂ回転ローラ
１６プラズマ生成ユニット
１６ａプラズマ生成電極
１６ｂ接地電極
１６ｃマッチングボックス
１６ｄ高周波電源
１７空間仕切り壁
１８隔壁部
１８ａ成膜用ガス空間
１８ｂ反応性ガス空間
１８ｃ側壁面
１８ｄ不活性ガス供給口
１８ｅガス排気口
１８ｆ、１８ｇ空間
２０ガス供給ユニット
２０ａ反応性ガス源
２０ｂ成膜用ガス源
２０ｃパージガス源
２０ｄ不活性ガス源
２２排気ユニット
２２ａ，２２ｂ排気装置
２４加熱ヒータ
５０隙間
６０ａ，６０ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，７０ａ，７０ｂガス管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Film-forming apparatus 12 Film-forming container 14 Transport mechanism 14a, 14b Rotating roller 16 Plasma generating unit 16a Plasma generating electrode 16b Ground electrode 16c Matching box 16d High-frequency power source 17 Space partition wall 18 Partition 18a Film forming gas space 18b Reactive gas Space 18c Side wall surface 18d Inert gas supply port 18e Gas exhaust ports 18f, 18g Space 20 Gas supply unit 20a Reactive gas source 20b Deposition gas source 20c Purge gas source 20d Inert gas source 22 Exhaust units 22a, 22b Exhaust device 24 Heater 50 Gap 60a, 60b, 64a, 64b, 66a, 66b, 70a, 70b Gas pipe

Claims

A film forming apparatus for forming a thin film in units of atomic layers using a film forming gas and a reactive gas,
A deposition container;
A transport mechanism for transporting a film-forming substrate linearly in the film-forming container;
A part of the inner space of the film formation container is separated into a first gas space containing a film forming gas and a second gas space containing a reactive gas or a radical of the reactive gas, and the substrate is When the substrate is transported, the substrate is alternately passed a plurality of times through a first gas partial space that is a part of the first gas space and a second gas partial space that is a part of the second gas space. A plurality of partition walls provided with a plurality of slit-like gaps ,
The first gas partial space protrudes from the first gas main space on the first side of the first gas space with respect to the transport path of the substrate, crosses the transport path, and the first gas partial space passes through the transport path. An area extending to a second side opposite to the first side and closing the space;
The second gas partial space protrudes from the second gas main space on the second side with respect to the transport path of the substrate in the second gas space, crosses the transport path, and passes through the transport path. An area extending to the first side and closing the space;
The film-forming apparatus characterized in that the partition wall intersects the transfer path so as to separate the first gas partial space and the second gas partial space .

The partition portion ejects an inert gas to form a gas barrier for partitioning the first gas space and the second gas space when the substrate passes through the partition portion. The film forming apparatus according to claim 1, further comprising: a slit-like inert gas supply port extending in a width direction perpendicular to the side wall of the partition wall portion facing the gap.

The partition wall includes an inert gas channel space having the inert gas supply port as an open end, and the inert gas is supplied to the inert gas channel space from both sides in the width direction. The film forming apparatus according to claim 2.

4. The film forming apparatus according to claim 2, wherein the side wall of the partition wall includes a pair of slit-shaped gas exhaust ports extending in the width direction so as to sandwich the inert gas supply port.

The partition wall includes a pair of exhaust passage spaces with the pair of gas exhaust ports as open ends,
The film forming apparatus according to claim 4, wherein an inert gas flows toward the width direction in a space between the pair of exhaust flow paths.

The film forming apparatus according to claim 5, wherein the inert gas flows in different directions in the space of the pair of exhaust flow paths.

The transport mechanism includes a pair of rotating rollers,
The substrate is a long flexible film,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the film is wound on the other of the rotating rollers from a state wound on one of the rotating rollers.

The rotating rollers can rotate in different directions,
The film forming apparatus according to claim 7, wherein the transport direction of the film is freely selected in two different directions.

A film forming method performed using the film forming apparatus according to claim 1,
The substrate is a film wound on a roll,
A first step of pulling the film out of the roll and transporting the film for film formation during film formation, and then winding the film formed during transport into a film forming roll;
In order to increase the film thickness of the film, a second step of drawing out the film again from the film forming roll and transporting the film, winding the film formed during the transfer into a new film forming roll, Including
A film forming method, wherein the film thickness of the formed film is set to a target thickness by repeating the second step.