JP4817072B2

JP4817072B2 - Deposition equipment

Info

Publication number: JP4817072B2
Application number: JP2007036802A
Authority: JP
Inventors: 裕子加藤; 芳雄砂賀; 正志菊池; 康男清水; 智彦岡山
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2027-02-16
Also published as: JP2008202069A

Description

本発明は、ステッピングロール方式でフィルムの成膜を行う成膜装置に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus for forming a film by a stepping roll method.

従来より、長尺のフィルムに成膜を行うのに、例えば下記特許文献１に記載されているようなステッピングロール方式の成膜装置が知られている。これは、図５に概略的に示すように、真空チャンバ１の内部にフィルム３の巻出しローラ２と巻取りローラ４が設置されており、これら巻出しローラ２と巻取りローラ４の間に成膜部５が設置されている。成膜部５は、フィルム３の走行方向に沿って配置された複数の成膜室８からなる。各々の成膜室８は、上壁部６と下壁部７とによって区画され、上壁部６と下壁部７の間の相対移動によって成膜室８が図示する密封状態と開放状態とがとられるようになっている。なお図示せずとも、成膜室８には、高周波電極、対向電極、ガス導入手段などが設けられている。 Conventionally, for forming a film on a long film, for example, a stepping roll type film forming apparatus as described in Patent Document 1 below is known. As schematically shown in FIG. 5, an unwinding roller 2 and a winding roller 4 for the film 3 are installed in the vacuum chamber 1, and between the unwinding roller 2 and the winding roller 4. A film forming unit 5 is installed. The film forming unit 5 includes a plurality of film forming chambers 8 arranged along the traveling direction of the film 3. Each film formation chamber 8 is partitioned by an upper wall portion 6 and a lower wall portion 7, and the film formation chamber 8 is shown in a sealed state and an open state as illustrated by relative movement between the upper wall portion 6 and the lower wall portion 7. Is to be taken. Although not shown, the film formation chamber 8 is provided with a high-frequency electrode, a counter electrode, a gas introduction unit, and the like.

図５に示した従来の成膜装置は、成膜部５においてフィルム３に対する成膜処理を行う。各々の成膜室８においてフィルム３の成膜が終了すると、上壁部６が下壁部７と離間した位置に移動し成膜室８を開放する。そして、巻取りローラ４によってフィルム３を所定長巻き取った後、上壁部６を下壁部７に密着させて成膜室８を密封し、成膜処理を行う。 The conventional film forming apparatus shown in FIG. 5 performs a film forming process on the film 3 in the film forming unit 5. When film formation of the film 3 is completed in each film formation chamber 8, the upper wall portion 6 moves to a position separated from the lower wall portion 7 to open the film formation chamber 8. Then, after the film 3 is taken up by the take-up roller 4 for a predetermined length, the upper wall portion 6 is brought into close contact with the lower wall portion 7 to seal the film forming chamber 8, and a film forming process is performed.

上述した構成の従来の成膜装置においては、フィルム３の巻取り長を調整することによって、フィルム３に対する薄膜の単層成膜のほか、複数の成膜室８によって薄膜を順次積層成膜する場合にも用いることができる。 In the conventional film forming apparatus having the above-described configuration, by adjusting the winding length of the film 3, the thin film is sequentially stacked in the plurality of film forming chambers 8 in addition to the thin film forming on the film 3. It can also be used in some cases.

特開平７−６９５３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-6953

ステッピングロール方式の成膜装置においては、フィルムの使用効率の向上が望まれている。 In the stepping roll type film forming apparatus, it is desired to improve the use efficiency of the film.

しかしながら、ステッピングロール方式の成膜装置においては、成膜室のシール領域（図５の成膜装置における上壁部６と下壁部７の密着領域）に対応するフィルム領域は、成膜品質確保の点で成膜の対象外とされるため、成膜室のシール領域の設定次第では、フィルムの使用効率の向上が図れないという問題がある。また、成膜室を直列に複数配置した場合も同様であり、成膜室の設置間隔の設定次第では、フィルムの使用効率が大幅に変動する。 However, in the stepping roll type film forming apparatus, the film area corresponding to the sealing area of the film forming chamber (the close contact area between the upper wall portion 6 and the lower wall portion 7 in the film forming apparatus in FIG. Therefore, depending on the setting of the seal region of the film forming chamber, there is a problem that the use efficiency of the film cannot be improved. The same applies to the case where a plurality of film forming chambers are arranged in series, and the use efficiency of the film varies greatly depending on the setting of the installation interval of the film forming chambers.

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、フィルムの使用効率の向上が図れるステッピングロール方式の成膜装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a stepping roll type film forming apparatus capable of improving the use efficiency of a film.

以上の課題を解決するに当たり、本発明の成膜装置は、成膜部と、前記成膜部にフィルムを供給する巻出しローラと、前記成膜部で成膜したフィルムを巻き取る巻取りローラとを備えたステッピングロール方式の成膜装置であって、前記成膜部は、成膜室と、前記成膜室のフィルム導入側およびフィルム導出側に各々設けられ前記フィルムを挟んで開閉する一対のシール機構とを備え、前記一対のシール機構の間の距離は、前記成膜室で成膜されるフィルム長の（Ｎ＋２）倍（Ｎは自然数）であることを特徴とする。 In solving the above problems, the film forming apparatus of the present invention includes a film forming unit, an unwinding roller that supplies a film to the film forming unit, and a take-up roller that winds the film formed in the film forming unit. A stepping roll type film forming apparatus, wherein the film forming section is provided on each of a film introduction chamber and a film introduction side and a film withdrawal side of the film formation chamber and opens and closes with the film interposed therebetween. The distance between the pair of sealing mechanisms is (N + 2) times (N is a natural number) the film length formed in the film forming chamber.

本発明に係る成膜装置においては、上記シール機構の間の距離が、成膜室で成膜されるフィルム長（以下「単位成膜長さ」ともいう）の（Ｎ＋２）倍となるように設定されているので、上記シール機構によって挟持される領域（シール領域）を除くほぼすべてのフィルム領域を成膜領域とすることが可能となり、フィルムの使用効率の向上が図れるようになる。 In the film forming apparatus according to the present invention, the distance between the sealing mechanisms is (N + 2) times the film length (hereinafter also referred to as “unit film forming length”) formed in the film forming chamber. Since it is set, almost all film regions except the region (sealed region) sandwiched by the sealing mechanism can be set as the film forming region, and the use efficiency of the film can be improved.

また、本発明の成膜装置においては、フィルム走行方向に関して直列的に成膜部が複数配置されており、隣接する成膜部の間には、単位成膜長さの自然数倍に相当する長さのフィルムを待機させるフィルム待機領域が設けられている。この構成により、成膜部が複数配置される場合にあっても、フィルムの使用効率を損なわずに生産性を高めることが可能となる。 Further, in the film forming apparatus of the present invention, a plurality of film forming units are arranged in series in the film traveling direction, which corresponds to a natural number times the unit film forming length between adjacent film forming units. A film standby area for waiting for a length of film is provided. With this configuration, even when a plurality of film forming units are arranged, productivity can be improved without impairing the use efficiency of the film.

なお、フィルム待機領域に、フィルムの走行をガイドするガイドローラとフィルムの張力を制御するテンションローラとを備えた予備室を設置することにより、成膜部間で待機するフィルムの弛みを防止して安定したフィルム搬送性を確保することができる。 In the film standby area, a spare chamber equipped with a guide roller that guides the running of the film and a tension roller that controls the tension of the film is installed to prevent the slack of the standby film between the film forming sections. Stable film transportability can be ensured.

ここで、成膜室を構成する成膜部は、真空チャンバと、フィルムの成膜面側に配置された高周波電極と、フィルムの非成膜面側に配置された対向電極と、高周波電極と成膜面との間に原料ガス又はクリーニングガスを導入するガス導入手段と、高周波電極と成膜面との間を遮断可能な遮蔽部材とを有する構造とすることができる。遮蔽部材は、成膜室内のセルフクリーニング時において高周波電極とフィルム成膜面との間を遮蔽し、クリーニングガスのプラズマからフィルムを保護する機能を果たす。 Here, the film forming unit constituting the film forming chamber includes a vacuum chamber, a high frequency electrode disposed on the film forming surface side of the film, a counter electrode disposed on the non-film forming surface side of the film, and a high frequency electrode. A structure having gas introduction means for introducing a source gas or a cleaning gas between the film formation surface and a shielding member capable of blocking between the high-frequency electrode and the film formation surface can be provided. The shielding member serves to shield between the high-frequency electrode and the film-forming surface during self-cleaning in the film-forming chamber and protect the film from cleaning gas plasma.

なお、成膜室は、上述したプラズマＣＶＤ室に限られず、熱ＣＶＤ室やスパッタ室、真空蒸着室などの他の成膜処理室で構成されていても構わない。 Note that the film formation chamber is not limited to the above-described plasma CVD chamber, and may be configured by another film formation processing chamber such as a thermal CVD chamber, a sputtering chamber, or a vacuum evaporation chamber.

以上述べたように、本発明の成膜装置によれば、ステッピングロール方式においてフィルムの使用効率を向上させることができる。 As described above, according to the film forming apparatus of the present invention, the use efficiency of the film can be improved in the stepping roll method.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の実施形態による成膜装置としての巻取式プラズマＣＶＤ装置２０の概略構成を示す側断面図である。 FIG. 1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a winding type plasma CVD apparatus 20 as a film forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

図１に示すように、本実施形態の巻取式プラズマＣＶＤ装置２０は、成膜部２１と、成膜部２１にフィルムＦを供給する巻出しローラ２２と、成膜部２１で成膜したフィルムＦを巻き取る巻取りローラ２３とを備えたステッピングロール方式の成膜装置である。そして、成膜部２１は、フィルム走行方向に関して直列的に配置された第１成膜部２１Ａ及び第２成膜部２１Ｂで構成されている。そして、第１成膜部２１Ａと第２成膜部２１Ｂの間には、フィルムＦを所定長さにわたって待機させる予備室２５が設けられている。 As shown in FIG. 1, the take-up plasma CVD apparatus 20 of this embodiment forms a film with a film forming unit 21, an unwinding roller 22 that supplies the film F to the film forming unit 21, and the film forming unit 21. This is a stepping roll type film forming apparatus provided with a winding roller 23 for winding the film F. The film forming unit 21 includes a first film forming unit 21A and a second film forming unit 21B arranged in series with respect to the film traveling direction. And between the 1st film-forming part 21A and the 2nd film-forming part 21B, the preliminary | backup chamber 25 which waits for the film F over predetermined length is provided.

第１成膜部２１Ａ及び第２成膜部２１Ｂはそれぞれ同一の構成を有している。個別に説明する場合を除き、以下の説明では成膜部２１と総称する。成膜部２１は、真空チャンバ３０を有し、この真空チャンバ３０の内部には成膜室２４が設けられている。巻出しローラ２２は、第１成膜部２１Ａの連結槽３３Ａに連結された補助真空槽２６の内部に配置されている。また、巻取りローラ２３は、第２成膜部２１Ｂの連結槽３４Ｂに連結された補助真空槽２７の内部に配置されている。そして、予備室２５は、第１成膜部２１Ａの連結槽３４Ａと第２成膜部２１Ｂの連結槽３３Ｂに連結された予備真空槽２８の内部に形成されている。 The first film forming unit 21A and the second film forming unit 21B have the same configuration. Except when individually described, the following description is generically referred to as the film forming unit 21. The film forming unit 21 has a vacuum chamber 30, and a film forming chamber 24 is provided inside the vacuum chamber 30. The unwinding roller 22 is disposed inside the auxiliary vacuum chamber 26 connected to the connection tank 33A of the first film forming unit 21A. Further, the winding roller 23 is disposed inside the auxiliary vacuum chamber 27 connected to the connection tank 34B of the second film forming unit 21B. The preliminary chamber 25 is formed inside a preliminary vacuum chamber 28 connected to the connection tank 34A of the first film forming unit 21A and the connection tank 33B of the second film formation unit 21B.

連結槽３３Ａ，３４Ａは、第１成膜部２１Ａの成膜室２４のフィルム導入側およびフィルム導出側にそれぞれ連通可能に接続されている。連結槽３３Ｂ，３４Ｂは、第２成膜部２１Ｂの成膜室２４のフィルム導入側およびフィルム導出側にそれぞれ連通可能に接続されている。予備真空槽２８は、第１成膜部２１Ａの連結槽３４Ａと第２成膜部２１Ｂの連結槽３３Ｂの間に各々に連通可能に接続されている。なお、真空チャンバ３０，３０、補助真空槽２６，２７の内部および予備室２５は、各々独立した真空ポンプで所定の減圧雰囲気に真空排気されるが、共通の真空排気ポンプを用いてそれぞれ排気されるようにしてもよい。 The connection tanks 33A and 34A are connected to the film introduction side and the film withdrawal side of the film formation chamber 24 of the first film formation unit 21A, respectively, so that they can communicate with each other. The connection tanks 33B and 34B are connected to the film introduction side and the film withdrawal side of the film formation chamber 24 of the second film formation unit 21B, respectively, so that they can communicate with each other. The preliminary vacuum tank 28 is connected between the connecting tank 34A of the first film forming unit 21A and the connecting tank 33B of the second film forming unit 21B so as to communicate with each other. The vacuum chambers 30 and 30, the auxiliary vacuum chambers 26 and 27, and the preliminary chamber 25 are evacuated to a predetermined reduced pressure atmosphere by independent vacuum pumps, but are evacuated by using a common vacuum pump. You may make it do.

第１成膜部２１Ａの連結槽３３Ａ，３４Ａには、フィルムＦを挟んで開閉する一対のシール機構３１Ａ，３２Ａがそれぞれ設けられている。同様に、第２成膜部２１Ｂの連結槽３３Ｂ，３４Ｂには、フィルムＦを挟んで開閉する一対のシール機構３１Ｂ，３２Ｂがそれぞれ設けられている。これらのシール機構３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２Ｂは、フィルムＦの搬送時は開放され、成膜室２４で成膜処理あるいはクリーニング処理をする際には閉塞して成膜室２４を密封するドアバルブとして構成されている。 The connection tanks 33A and 34A of the first film forming unit 21A are provided with a pair of seal mechanisms 31A and 32A that open and close with the film F interposed therebetween. Similarly, the connection tanks 33B and 34B of the second film forming unit 21B are provided with a pair of seal mechanisms 31B and 32B that open and close with the film F interposed therebetween. These sealing mechanisms 31A, 32A, 31B, and 32B are opened as the film F is transported, and are closed when performing the film forming process or the cleaning process in the film forming chamber 24 to serve as door valves that seal the film forming chamber 24. It is configured.

本実施形態では、第１成膜部２１Ａにおいて、一対のシール機構３１Ａ，３２Ａの距離は、当該第１成膜部２１Ａの成膜室２４で成膜されるフィルム長さ（単位成膜長さ）の３倍に設定されている。また、第２成膜部２１Ｂにおいても同様に、一対のシール機構３１Ｂ，３２Ｂの距離は、当該第２成膜部２１Ｂの成膜室２４で成膜されるフィルム長さ（単位成膜長さ）の３倍に設定されている。一対のシール機構３１Ａ，３２Ａ（３１Ｂ，３２Ｂ）の各々は、成膜室２４に関して対称な位置に設置されている。なお本実施形態では、第１成膜部２１Ａにおける単位成膜長さと第２成膜部２１Ｂにおける単位成膜長さは、それぞれ同一に設定されている。 In the present embodiment, in the first film forming unit 21A, the distance between the pair of sealing mechanisms 31A and 32A is the film length (unit film forming length) formed in the film forming chamber 24 of the first film forming unit 21A. ). Similarly, in the second film forming unit 21B, the distance between the pair of sealing mechanisms 31B and 32B is the film length (unit film forming length) formed in the film forming chamber 24 of the second film forming unit 21B. ). Each of the pair of sealing mechanisms 31 </ b> A and 32 </ b> A (31 </ b> B and 32 </ b> B) is installed at a symmetrical position with respect to the film forming chamber 24. In the present embodiment, the unit film forming length in the first film forming unit 21A and the unit film forming length in the second film forming unit 21B are set to be the same.

予備室２５には、フィルムＦの走行をガイドするガイドローラ３５，３５と、フィルムＦの張力を制御するテンションローラ３６が設置されている。テンションローラ３６は、第１，第２成膜部２１Ａ，２１Ｂの間に位置するフィルムＦの弛みを防止して、フィルムＦの安定した走行性を確保するためのものである。 In the preliminary chamber 25, guide rollers 35 and 35 for guiding the travel of the film F and a tension roller 36 for controlling the tension of the film F are installed. The tension roller 36 is used to prevent the film F located between the first and second film forming portions 21A and 21B from loosening and to ensure a stable running property of the film F.

ここで、第１成膜部２１Ａのフィルム導出側に位置するシール機構３２Ａと、第２成膜部２１Ｂのフィルム導入側に位置するシール機構３１Ｂとの間は、単位成膜長さの自然数倍に相当する長さのフィルムＦを待機させるフィルム待機領域とされている。具体的に本実施形態では、このフィルム待機領域に待機されるフィルムＦの長さが単位成膜長さの奇数倍（例えば３倍）となるように、ガイドローラ３５，３５及びテンションローラ３６間の位置が設定されている。 Here, a natural number of unit film forming lengths between the sealing mechanism 32A located on the film lead-out side of the first film forming unit 21A and the sealing mechanism 31B located on the film introducing side of the second film forming unit 21B. It is a film standby area in which a film F having a length corresponding to double is standby. Specifically, in the present embodiment, the distance between the guide rollers 35 and 35 and the tension roller 36 is set so that the length of the film F waiting in the film standby area is an odd multiple (for example, three times) of the unit film forming length. The position of is set.

フィルムＦは、所定幅に裁断された長尺の可撓性フィルムからなり、巻出しローラ２２から巻き出され、成膜部２１において一方の面（成膜面）にプラズマＣＶＤにより成膜処理が施された後、巻取りローラ２３によって巻き取られる。フィルムＦの構成材料としては、例えば樹脂フィルムが用いられ、この場合、特に、ポリイミド、ポリアミド、アラミドなど耐熱温度２００℃以上の樹脂フィルムが好適である。 The film F is made of a long flexible film cut to a predetermined width, is unwound from the unwinding roller 22, and a film forming process is performed on one surface (film forming surface) by plasma CVD in the film forming unit 21. After being applied, the film is taken up by the take-up roller 23. As a constituent material of the film F, for example, a resin film is used. In this case, a resin film having a heat resistant temperature of 200 ° C. or higher, such as polyimide, polyamide, and aramid, is particularly preferable.

次に、成膜部２１（２１Ａ，２１Ｂ）の構成について図２及び図３を参照して説明する。図２は、図１に示した成膜部２１の拡大図であり、非成膜処理時の状態を示している。図３は、図２における［３］−［３］線方向断面図である。 Next, the configuration of the film forming unit 21 (21A, 21B) will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an enlarged view of the film forming unit 21 shown in FIG. 1, and shows a state during the non-film forming process. 3 is a cross-sectional view in the direction of line [3]-[3] in FIG.

成膜部２１は、フィルムＦの成膜面（下面）側に配置された高周波電極４０と、フィルムＦの成膜面の非成膜面（上面）側に配置された対向電極４１とを備え、これら高周波電極４０と対向電極４１との間にフィルムＦ、及び後述するクリーニング用マスク（遮蔽部材４９）の搬送空間が形成されている。 The film forming unit 21 includes a high-frequency electrode 40 disposed on the film formation surface (lower surface) side of the film F, and a counter electrode 41 disposed on the non-film formation surface (upper surface) side of the film F film formation surface. In addition, a conveyance space for the film F and a cleaning mask (shielding member 49) described later is formed between the high-frequency electrode 40 and the counter electrode 41.

高周波電極４０には、シールドボックス４２が取り付けられている。高周波電極４０には、プロセスガス（原料ガス、クリーニングガス）のガス導入ライン（ガス導入手段）４３が設けられている。プロセスガスは、フィルムＦと対向するように高周波電極４０に支持されたシャワープレート４４を介して、フィルムＦの成膜面とシャワープレート４４との間の空間領域（成膜室２４）に導入される。なお、参照符号４５は、高周波電源に接続されたマッチングボックスである。 A shield box 42 is attached to the high-frequency electrode 40. The high-frequency electrode 40 is provided with a gas introduction line (gas introduction means) 43 for process gas (raw material gas, cleaning gas). The process gas is introduced into a space region (deposition chamber 24) between the film formation surface of the film F and the shower plate 44 via the shower plate 44 supported by the high-frequency electrode 40 so as to face the film F. The Reference numeral 45 is a matching box connected to a high-frequency power source.

対向電極４１は、接地電位に接続されたアノード電極として構成され、高周波電極４０と協働して成膜室２４にプラズマを形成する。また、この対向電極４１には、ヒーターを内蔵した加熱源としての機能をも有しており、フィルムＦを所定温度に加熱する。対向電極４１は昇降機構４６によって所定距離昇降自在に構成されており、成膜時及びプラズマクリーニング時、図２に示す上昇位置から所定距離だけ下降してフィルムＦの上面に接触する。 The counter electrode 41 is configured as an anode electrode connected to the ground potential, and forms plasma in the film forming chamber 24 in cooperation with the high frequency electrode 40. The counter electrode 41 also has a function as a heating source with a built-in heater, and heats the film F to a predetermined temperature. The counter electrode 41 is configured to be movable up and down by a predetermined distance by an elevating mechanism 46, and is lowered by a predetermined distance from the raised position shown in FIG.

なお、対向電極４１の外周部には、絶縁性材料からなる環状の摺動部材４７が取り付けられており、対向電極４１は、この摺動部材４７を介して真空チャンバ３０の内壁面に沿って昇降移動する。 An annular sliding member 47 made of an insulating material is attached to the outer peripheral portion of the counter electrode 41, and the counter electrode 41 passes along the inner wall surface of the vacuum chamber 30 via the sliding member 47. Move up and down.

ここで、プロセスガスとして導入される原料ガスは、フィルムＦに成膜する材料の種類によって適宜選択される。本実施形態では、プラズマＣＶＤ法により、フィルムＦに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）や太陽電池用の各種機能層が形成される。例えば、フィルムＦにアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の薄膜を成膜する場合には、原料ガスとして、例えば、シラン（ＳｉＨ₄）と水素（Ｈ₂）の混合ガスが用いられる。また、Ｐ⁺アモルファスシリコン層やＮ⁺アモルファスシリコン層を形成する場合には、原料ガスとして、ホウ素（Ｂ）やリン（Ｐ）を含むガス（例えばＢ₂Ｈ₆、ＰＨ₃）が用いられる。 Here, the source gas introduced as the process gas is appropriately selected depending on the type of material to be deposited on the film F. In the present embodiment, thin film transistors (TFTs) and various functional layers for solar cells are formed on the film F by plasma CVD. For example, when an amorphous silicon (a-Si) thin film is formed on the film F, for example, a mixed gas of silane (SiH ₄ ) and hydrogen (H ₂ ) is used as a source gas. Further, when forming a P ⁺ amorphous silicon layer or an N ⁺ amorphous silicon layer, a gas containing boron (B) or phosphorus (P) (for example, B ₂ H ₆ or PH ₃ ) is used as a source gas.

クリーニングガスとしては、成膜室２４の周囲に付着した原料ガスの分解生成物を分解除去できる種類のガスが適宜選択され、上記原料ガスの例では、ＮＦ₃やＣＦ₄等のフッ素系ガスが用いられる。 As the cleaning gas, a kind of gas capable of decomposing and removing the decomposition product of the source gas adhering to the periphery of the film forming chamber 24 is appropriately selected. In the example of the source gas, a fluorine-based gas such as NF ₃ or CF ₄ is used. Used.

シャワープレート４４とフィルムＦの成膜面との間には、マスク部材４８が配置されている。マスク部材４８は、例えば、セラミックス等の絶縁性材料からなり、フィルムＦの成膜面の面内において成膜領域を画定する開口部を備えた枠状に形成されている。このマスク部材４８のフィルム走行方向に関しての開口幅は、成膜室２４において成膜されるフィルム長さ、即ち単位成膜長さを規定する。 A mask member 48 is disposed between the shower plate 44 and the film formation surface of the film F. The mask member 48 is made of, for example, an insulating material such as ceramics, and is formed in a frame shape having an opening that defines a film formation region within the film formation surface of the film F. The opening width of the mask member 48 in the film running direction defines the length of the film formed in the film forming chamber 24, that is, the unit film forming length.

一方、フィルムＦの成膜面とマスク部材４８との間には、クリーニング用マスクとしての遮蔽部材４９が配置されている。遮蔽部材４９は、マスク部材４８の開口部に臨むフィルムＦの成膜面を遮蔽可能な板状体で構成されている。 On the other hand, a shielding member 49 as a cleaning mask is disposed between the film formation surface of the film F and the mask member 48. The shielding member 49 is formed of a plate-like body that can shield the film-forming surface of the film F that faces the opening of the mask member 48.

遮蔽部材４９は、成膜室２４のクリーニング処理時以外は、真空チャンバ３０に隣接して設けられた収納室５０（図３）に収納されている。収納室５０の内部には、搬送機構５１が設けられている。搬送機構５１は、例えばシリンダ装置やボールネジユニットなどで構成され、図３に示すように遮蔽部材４９をフィルムＦの成膜面とマスク部材４８との間に位置させる遮蔽位置と、遮蔽部材４９を収納室５０の内部に収納する待機位置との間にわたって遮蔽部材４９を搬送する機能を有する。 The shielding member 49 is stored in a storage chamber 50 (FIG. 3) provided adjacent to the vacuum chamber 30 except during the cleaning process of the film forming chamber 24. A transport mechanism 51 is provided inside the storage chamber 50. The transport mechanism 51 is composed of, for example, a cylinder device or a ball screw unit. As shown in FIG. 3, the transport mechanism 51 includes a shielding position for positioning the shielding member 49 between the film formation surface of the film F and the mask member 48, and the shielding member 49. The shield member 49 has a function of transporting between the standby positions stored in the storage chamber 50.

遮蔽部材４９には、上記遮蔽位置において真空チャンバ３０の内壁面の一部に接触するシール部５２が設けられている。また、図３に示すように、真空チャンバ３０の側壁部の所定位置には、遮蔽位置に搬送された遮蔽部材４９をフィルムＦ側に押圧するためのプッシャ５３，５３がそれぞれ設置されている。 The shielding member 49 is provided with a seal portion 52 that contacts a part of the inner wall surface of the vacuum chamber 30 at the shielding position. As shown in FIG. 3, pushers 53 and 53 for pressing the shielding member 49 conveyed to the shielding position toward the film F are provided at predetermined positions on the side wall of the vacuum chamber 30.

次に、真空チャンバ３０の周囲には、成膜室２４に導入されたプロセスガスを排気するための排気通路５５が設けられている。この排気通路５５は、成膜室２４の周囲を取り囲むように環状に形成されており、真空チャンバ３０の一部を構成する側壁ブロック５６に複数放射状に形成された排気口５６ａを介して成膜室２４に連通している。排気通路５５は、排気ポートを介して図示しない真空ポンプに接続されている。 Next, an exhaust passage 55 for exhausting the process gas introduced into the film forming chamber 24 is provided around the vacuum chamber 30. The exhaust passage 55 is formed in an annular shape so as to surround the film formation chamber 24, and is formed through a plurality of radial exhaust ports 56 a formed in a side wall block 56 constituting a part of the vacuum chamber 30. It communicates with the chamber 24. The exhaust passage 55 is connected to a vacuum pump (not shown) through an exhaust port.

また、真空チャンバ３０の上部には、対向電極４１の成膜室２４側とは反対側の空間部に窒素や水素等のパージガスを導入するためのパージガス導入ライン５７が設けられており、成膜時及びクリーニング時において当該空間部をパージガスで充填して成膜室２４よりも高い圧力に維持するように構成されている。これにより、対向電極４１の周縁（摺動部材４７）と真空チャンバ３０の内壁面の隙間を介しての当該空間部へのプロセスガスの流入が防止される。 Further, a purge gas introduction line 57 for introducing a purge gas such as nitrogen or hydrogen into the space opposite to the film formation chamber 24 side of the counter electrode 41 is provided at the upper part of the vacuum chamber 30. At this time and during cleaning, the space is filled with a purge gas and maintained at a pressure higher than that of the film forming chamber 24. This prevents the process gas from flowing into the space through a gap between the peripheral edge of the counter electrode 41 (sliding member 47) and the inner wall surface of the vacuum chamber 30.

以上のように構成される本実施形態の巻取式プラズマＣＶＤ装置２０において、フィルムＦは、巻出しローラ２２から巻き出された後、ステッピングロール方式で第１成膜部２１Ａおよび第２成膜部２１Ｂにおいて順に成膜される。フィルムＦの走行時、シール機構３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２Ｂはそれぞれ開放される。そして、フィルムＦの成膜時、フィルムＦの走行が停止された後、シール機構３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２ＢがそれぞれフィルムＦを挟んで閉止され、成膜室２４，２４をそれぞれ密封する。この状態で、フィルムＦの成膜処理が行われる。成膜終了後、シール機構３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２Ｂを開放し、フィルムＦの走行を再開することで、フィルムＦが巻取りローラ２３に巻き取られる。 In the winding type plasma CVD apparatus 20 of the present embodiment configured as described above, the film F is unwound from the unwinding roller 22 and then the first film forming unit 21A and the second film forming are formed by the stepping roll method. The film is sequentially formed in the part 21B. When the film F is traveling, the seal mechanisms 31A, 32A, 31B, and 32B are opened. When the film F is formed, after the film F is stopped, the seal mechanisms 31A, 32A, 31B, and 32B are closed with the film F interposed therebetween, and the film formation chambers 24 and 24 are sealed, respectively. In this state, the film F is formed. After the film formation is completed, the seal mechanism 31A, 32A, 31B, 32B is opened, and the film F is taken up by the take-up roller 23 by restarting the travel of the film F.

第１成膜部２１Ａにおいて、フィルムＦは、第２成膜部２１Ｂにおける単位成膜長さに相当する間隔をあけて成膜される。第１成膜部２１Ａ及び第２成膜部２１Ｂにおいては、互いに同一の材料が成膜される。そして、第２成膜部２１Ｂにおいて、フィルムＦは、第１成膜部２１Ａによる成膜領域の間の領域が成膜される。単位成膜長さは、マスク部材４８のフィルム走行方向に沿って延在する開口長に相当するもので、成膜室２４で成膜されるフィルム長を意味する。本実施形態において、第１成膜部２１ＡにおけるフィルムＦの単位成膜長さと第２成膜部２１ＢにおけるフィルムＦの単位成膜長さは互いに同一となるように構成されているので、巻出しローラ２２及び巻取りローラ２３は、上記単位成膜長さの２倍に相当するフィルム長ずつ間欠的にフィルムＦの巻出し及び巻取りを行う。 In the first film forming unit 21A, the film F is formed with an interval corresponding to the unit film forming length in the second film forming unit 21B. In the first film forming unit 21A and the second film forming unit 21B, the same material is formed. In the second film forming unit 21B, the film F is formed in a region between the film forming regions by the first film forming unit 21A. The unit film forming length corresponds to the opening length of the mask member 48 extending in the film running direction, and means the film length formed in the film forming chamber 24. In the present embodiment, the unit film forming length of the film F in the first film forming unit 21A and the unit film forming length of the film F in the second film forming unit 21B are configured to be the same. The roller 22 and the winding roller 23 intermittently unwind and wind the film F by a film length corresponding to twice the unit film forming length.

図４に、フィルムＦの成膜面を示している。第１成膜部２１Ａにおける成膜領域Ａと、第２成膜部２１Ｂにおける成膜領域Ｂは互いに連接しており、フィルムＦの長手方向に沿ってほぼ連続的に成膜されている。第１成膜部２１Ａのシール機構３１Ａ，３１Ｂは、第１成膜部２１Ａの成膜室２４に対して１単位成膜長さに相当する距離だけ離間した位置にそれぞれ設置されている。第２成膜部２１Ｂのシール機構３１Ｂ，３２Ｂも同様に、第２成膜部２１Ｂの成膜室２４に対して１単位成膜長さに相当する距離だけ離間した位置にそれぞれ設置されている。したがって、フィルムＦは、成膜時、シール機構３１Ａ，３２Ａ及びシール機構３１Ｂ，３２Ｂによって、隣接する成膜領域Ａ，Ｂの間が挟持されることになる。 In FIG. 4, the film-forming surface of the film F is shown. The film forming region A in the first film forming unit 21A and the film forming region B in the second film forming unit 21B are connected to each other, and are formed almost continuously along the longitudinal direction of the film F. The sealing mechanisms 31A and 31B of the first film forming unit 21A are respectively installed at positions separated from the film forming chamber 24 of the first film forming unit 21A by a distance corresponding to one unit film forming length. Similarly, the sealing mechanisms 31B and 32B of the second film forming unit 21B are respectively installed at positions separated from the film forming chamber 24 of the second film forming unit 21B by a distance corresponding to one unit film forming length. . Therefore, the film F is sandwiched between the adjacent film formation regions A and B by the seal mechanisms 31A and 32A and the seal mechanisms 31B and 32B during film formation.

一方、第１成膜部２１Ａと第２成膜部２１Ｂとの間に形成されるフィルム待機領域には、単位成膜長さの自然数倍に相当する長さのフィルムＦが延在している。上述した条件において成膜処理が行われる本実施形態においては、単位成膜長さの（２ｍ＋１）倍に相当する長さのフィルムＦが予備室２５に収容されている。なお、ｍは自然数である。 On the other hand, a film F having a length corresponding to a natural number multiple of the unit film forming length extends in the film standby area formed between the first film forming unit 21A and the second film forming unit 21B. Yes. In the present embodiment in which the film forming process is performed under the above-described conditions, a film F having a length corresponding to (2m + 1) times the unit film forming length is accommodated in the preliminary chamber 25. Note that m is a natural number.

以上のように、本実施形態によれば、シール機構３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２Ｂによって挟持される領域（シール領域）を除くほぼすべてのフィルム領域を成膜領域とすることが可能となる。これにより、フィルム走行方向に沿ってほぼ連続した成膜処理を行うことが可能となり、フィルムの使用効率の向上を図ることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to set almost all film regions except the regions (seal regions) sandwiched by the seal mechanisms 31A, 32A, 31B, and 32B as film formation regions. As a result, it is possible to perform a substantially continuous film forming process along the film traveling direction, and it is possible to improve the use efficiency of the film.

また、本実施形態によれば、第１成膜部２１Ａと第２成膜部２１Ｂの間のフィルム待機領域において、単位成膜長さの自然数倍（奇数倍）に相当する長さのフィルムを待機させるように構成しているので、成膜部２１が複数配置される場合にあっても、フィルムの使用効率を損なわずに生産性を高めることが可能となる。 In addition, according to the present embodiment, in the film standby area between the first film forming unit 21A and the second film forming unit 21B, a film having a length corresponding to a natural number multiple (odd multiple) of the unit film forming length. Therefore, even when a plurality of film forming units 21 are arranged, productivity can be improved without impairing the use efficiency of the film.

ここで、フィルムＦの成膜時、成膜部２１Ａ，２１Ｂは、シール機構３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２Ｂを閉止し成膜室２４，２４を密閉した状態で、成膜室２４内に原料ガスのプラズマを形成し、フィルムＦの成膜を行う。したがって、原料ガスやプラズマ生成物が成膜部２１Ａ，２１Ｂの外部に漏出することが防止される。 Here, when the film F is formed, the film forming units 21A and 21B close the sealing mechanisms 31A, 32A, 31B, and 32B and seal the film forming chambers 24 and 24, and the source gas is placed in the film forming chamber 24. The film F is formed. Therefore, the source gas and the plasma product are prevented from leaking out of the film forming units 21A and 21B.

一方、成膜室２４のクリーニング時においては、図２及び図３に示すように、遮蔽部材４０がフィルムＦの成膜面と高周波電極４０との間に配置される。その後、プッシャ５３によって遮蔽部材４９が真空チャンバ３０の内壁面に密着された後、成膜室２４へクリーニングガスを導入してプラズマクリーニングを行う。この間、シール機構３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２Ｂを閉止させておくことで、腐食性の強いクリーニングガスのチャンバ外部への漏出を確実に防止することが可能となる。また、成膜部２１Ａ，２１Ｂ内のフィルムＦに影響を及ぼすことなく真空チャンバ３０内のプラズマクリーニングが可能となるので、スループットを高めて生産性の向上が図れるようになる。 On the other hand, at the time of cleaning the film formation chamber 24, the shielding member 40 is disposed between the film formation surface of the film F and the high-frequency electrode 40 as shown in FIGS. 2 and 3. Thereafter, after the shielding member 49 is brought into close contact with the inner wall surface of the vacuum chamber 30 by the pusher 53, a cleaning gas is introduced into the film forming chamber 24 to perform plasma cleaning. During this time, by closing the sealing mechanisms 31A, 32A, 31B, and 32B, it becomes possible to reliably prevent leakage of highly corrosive cleaning gas to the outside of the chamber. Further, since the plasma cleaning in the vacuum chamber 30 can be performed without affecting the film F in the film forming portions 21A and 21B, the throughput can be increased and the productivity can be improved.

以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, of course, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible based on the technical idea of this invention.

例えば以上の実施形態では、成膜部２１を複数の成膜部２１Ａ，２１Ｂで構成したが、これに限られず、単一の成膜部で構成してもよいし、３以上の成膜部を直列配置して構成してもよい。そして、成膜部としてプラズマＣＶＤ装置を適用した例について説明したが、これに限らず、例えば熱ＣＶＤ装置やスパッタ装置などの他の成膜装置にも本発明は適用可能である。 For example, in the above embodiment, the film forming unit 21 is configured by the plurality of film forming units 21A and 21B, but is not limited thereto, and may be configured by a single film forming unit, or three or more film forming units. May be arranged in series. And although the example which applied the plasma CVD apparatus as a film-forming part was demonstrated, it is not restricted to this, For example, this invention is applicable also to other film-forming apparatuses, such as a thermal CVD apparatus and a sputtering device.

また、以上の実施形態では、成膜部２１Ａ（２１Ｂ）において、一対のシール機構３１Ａ，３２Ａ（３１Ｂ，３２Ｂ）間の距離を単位成膜長さの３倍に設定したが、これに限られず、これらシール機構の間の距離が（Ｎ＋２）倍（Ｎは自然数）であれば、上述と同様の効果を得ることができる。 In the above embodiment, the distance between the pair of seal mechanisms 31A, 32A (31B, 32B) is set to three times the unit film forming length in the film forming part 21A (21B), but the present invention is not limited to this. If the distance between the sealing mechanisms is (N + 2) times (N is a natural number), the same effect as described above can be obtained.

また、第１成膜部２１Ａにおけるフィルム成膜領域と第２成膜部２１Ｂにおけるフィルム成膜領域を共通にすることで、フィルムＦに積層膜を形成することが可能となる。この場合、フィルムの搬送ピッチが単位成膜長さの２倍である条件においては、第１，第２成膜部２１Ａ，２１Ｂ間のフィルム待機領域に、単位成膜長さの偶数倍に相当する長さのフィルムを待機させる設定とすればよい。 In addition, by making the film deposition region in the first deposition unit 21A and the film deposition region in the second deposition unit 21B common, a laminated film can be formed on the film F. In this case, under the condition that the film transport pitch is twice the unit film forming length, the film standby area between the first and second film forming units 21A and 21B corresponds to an even multiple of the unit film forming length. The length of the film to be set may be set to wait.

なお、予備室２５に設置されるガイドローラ３５及びテンションローラ３６の何れか一方を加熱ローラとして構成することも可能である。この場合、成膜前においてフィルムＦの予熱処理を行うことができる。また、上記加熱ローラは予備室２５に設置される例に限られず、第１成膜部２１Ａの連結槽３３Ａ，３４Ａ及び第２成膜部２１Ｂの連結槽３３Ｂに設けることもできる。 In addition, any one of the guide roller 35 and the tension roller 36 installed in the preliminary chamber 25 can be configured as a heating roller. In this case, the film F can be preheated before film formation. The heating roller is not limited to the example installed in the preliminary chamber 25, and can be provided in the connecting tanks 33A and 34A of the first film forming unit 21A and the connecting tank 33B of the second film forming unit 21B.

更に、以上の実施形態では、第１成膜部２１Ａにおける単位成膜長さと第２成膜部２１Ｂにおける単位成膜長さを同一としたが、それぞれを異ならせることも可能である。この場合、フィルムＦの搬送ピッチを第１成膜部における単位成膜長さと第２成膜部における単位成膜長さの和とすればよい。 Furthermore, in the above embodiment, the unit film formation length in the first film formation unit 21A is the same as the unit film formation length in the second film formation unit 21B, but it is also possible to make them different. In this case, the conveyance pitch of the film F may be the sum of the unit film formation length in the first film formation unit and the unit film formation length in the second film formation unit.

本発明の実施形態による成膜装置としての巻取式プラズマＣＶＤ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the winding type plasma CVD apparatus as a film-forming apparatus by embodiment of this invention. 図１に示した成膜部の拡大図である。It is an enlarged view of the film-forming part shown in FIG. 図２における［３］−［３］線方向断面図である。[3]-[3] line direction sectional drawing in FIG. フィルムの成膜面を示すフィルム展開図である。It is a film expanded view which shows the film-forming surface of a film. 従来のステッピングロール方式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 the conventional stepping roll system.

Explanation of symbols

２０巻取式プラズマＣＶＤ装置（成膜装置）
２１成膜部
２１Ａ第１成膜部
２１Ｂ第２成膜部
２２巻出しローラ
２３巻取りローラ
２４成膜室
２５予備室
３０真空チャンバ
３１Ａ，３２Ａ，３１Ｂ，３２Ｂシール機構
４０高周波電極
４１対向電極
４４シャワープレート
４８マスク部材
４９遮蔽部材 20 Winding type plasma CVD equipment (film deposition equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Film-forming part 21A 1st film-forming part 21B 2nd film-forming part 22 Unwinding roller 23 Wind-up roller 24 Film-forming room 25 Preliminary room 30 Vacuum chamber 31A, 32A, 31B, 32B Seal mechanism 40 High-frequency electrode 41 Counter electrode 44 Shower plate 48 Mask member 49 Shield member

Claims

A stepping roll type film forming apparatus comprising: a film forming unit; an unwinding roller that supplies a film to the film forming unit; and a winding roller that winds the film formed in the film forming unit;
The film forming section includes a film forming chamber and a pair of sealing mechanisms that are provided on each of the film introduction side and the film outlet side of the film forming chamber and open and close with the film interposed therebetween,
The distance between the pair of sealing mechanisms is (N + 2) times (N is a natural number) the film length formed in the film formation chamber.

The film forming apparatus according to claim 1, wherein each of the pair of sealing mechanisms is installed at a symmetrical position with respect to the film forming chamber.

A plurality of the film forming units are arranged in series with respect to the film running direction, and a length corresponding to a natural number times the film length formed in the film forming chamber between the adjacent film forming units. The film forming apparatus according to claim 1, further comprising a film standby area for waiting the film.

The composition stand-up according to claim 3, wherein a preliminary chamber having a guide roller for guiding the travel of the film and a tension roller for controlling the tension of the film is installed in the film standby area. Membrane device.

The film forming unit includes a vacuum chamber, a high-frequency electrode disposed on the film-forming surface side of the film, a counter electrode disposed on the non-film-forming surface side of the film, the high-frequency electrode, and the film-forming surface. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a gas introducing unit that introduces a source gas or a cleaning gas between the first electrode and a shielding member capable of blocking between the high-frequency electrode and the film-forming surface. Deposition device.