JP2001181850A - Method of continuous film deposition using atmospheric pressure plasma - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
本発明は、常圧プラズマを用いた連続成膜法に関し、さ
らに詳しくは、二酸化珪素や二酸化チタン等の薄膜を形
成し得る混合ガス雰囲気中で放電プラズマ処理を行う常
圧プラズマを用いた連続成膜法に関する。The present invention relates to a continuous film formation method using normal pressure plasma, and more particularly, to a continuous film formation method using normal pressure plasma in which a discharge plasma treatment is performed in a mixed gas atmosphere capable of forming a thin film such as silicon dioxide or titanium dioxide. Related to the membrane method.
【0002】[0002]
従来、常圧プラズマを用いた二酸化珪素や二酸化チタン
等の薄膜の連続成膜法は、蒸着法やスパッタリング法に
比べたときの生産設備の経済性・生産操作性の観点から
考案されたものである。このような連続成膜法を実施す
るための放電プラズマ処理装置の例を図1に示す。Conventionally, continuous deposition of thin films such as silicon dioxide and titanium dioxide using atmospheric pressure plasma has been devised from the viewpoint of economy and production operability of production equipment as compared with vapor deposition and sputtering. is there. FIG. 1 shows an example of a discharge plasma processing apparatus for performing such a continuous film forming method.
【0003】 図1の放電プラズマ処理装置は、ロール電極10と、こ
のロール電極10の表面に対して一定間隔を隔てて対向
する同軸円筒面(凹面)をもつ曲面電極20とが対向配
置され、それらロール電極10と曲面電極20との間に
略等間隔に湾曲した放電空間30が形成される対向電極
を備え、放電空間30の一端から反応ガスを含む混合ガ
スを供給するとともに、他端から流量調整弁40及び真
空ポンプ50を用いた排気装置にて排気を行って、放電
空間30内の混合ガス流量が一定となるように吸引排気
量を調整した状態で、ロール電極10と曲面電極20と
の間に電圧を印加してプラズマ放電を発生させることに
より、ロール電極10に沿って走行する基材(図示せ
ず)上に薄膜を形成するように構成されている(例えば
特開平11−241165号公報参照) 。In the discharge plasma processing apparatus shown in FIG. 1, a roll electrode 10 and a curved electrode 20 having a coaxial cylindrical surface (concave surface) opposed to the surface of the roll electrode 10 at a predetermined interval are arranged to face each other. A counter electrode in which a discharge space 30 curved at substantially equal intervals is formed between the roll electrode 10 and the curved electrode 20, and a mixed gas containing a reaction gas is supplied from one end of the discharge space 30 and from the other end. The roll electrode 10 and the curved electrode 20 are evacuated by an exhaust device using a flow control valve 40 and a vacuum pump 50, and the suction and exhaust amount is adjusted so that the mixed gas flow rate in the discharge space 30 becomes constant. Is applied to generate a plasma discharge to form a thin film on a base material (not shown) running along the roll electrode 10 (for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-241165).
【0004】[0004]
ところで、薄膜形成の目的が基材表面の濡れ性改善等で
ある場合、処理面全体に効果が現れていれば、処理の均
一性は特に大きな問題とはならない。これに対し、反射
防上膜や高反射膜あるいはフィルター等の光学薄膜など
の形成に際しては、処理ムラが全体の性能を左右するほ
どの大きな問題となる。すなわち、光学薄膜の形成を目
的とする場合、薄膜の厚さのムラは色ムラとして人の目
に映る。この色ムラが無視できる反射波長のずれは20
nm程度と言われており、これを膜厚に換算すると10
〜20nm程度に相当し、100〜200nm程度の膜
厚に対して±10%以内に膜厚ムラを抑える必要があ
る。By the way, when the purpose of forming a thin film is to improve the wettability of the surface of a base material, the uniformity of the treatment does not pose a particularly serious problem as long as the effect is exerted on the entire treated surface. On the other hand, when forming an anti-reflective film, a high-reflection film, or an optical thin film such as a filter, there is a serious problem that processing unevenness affects the overall performance. That is, when the purpose is to form an optical thin film, unevenness in the thickness of the thin film appears to human eyes as uneven color. The deviation of the reflection wavelength at which this color unevenness can be ignored is 20
It is said to be about nm.
It is necessary to suppress film thickness unevenness within ± 10% corresponding to a film thickness of about 100 to 200 nm.
【0005】 しかしながら、図1に示した装置を用いる連続成膜法に
おいては、放電空間30で発生した金属酸化物や有機金
属化合物等の反応ガスの未反応の粉体が、排気側の配
管、調整弁40及び真空ポンプ50等の吸引流路内に付
着・堆積し、遂には吸引流路を閉塞して、放電空間30
の混合ガス流量が変動することがある。また、基材とは
反対側の曲面電極20表面に金属酸化物や有機金属化合
物等の反応ガスの未反応の粉体が堆積することにより、
曲面電極20側の誘電率が変動することもあり、これら
の要因により、放電状態が変化して連続成膜された薄膜
の膜厚が変動するという問題がある。However, in the continuous film forming method using the apparatus shown in FIG. 1, unreacted powder of a reaction gas such as a metal oxide or an organometallic compound generated in the discharge space 30 is supplied to the exhaust-side pipe, It adheres and accumulates in the suction flow paths of the control valve 40 and the vacuum pump 50 and the like.
May fluctuate. In addition, by depositing unreacted powder of a reactive gas such as a metal oxide or an organometallic compound on the surface of the curved electrode 20 on the opposite side of the substrate,
The dielectric constant of the curved electrode 20 side may fluctuate, and there is a problem that the discharge state changes and the film thickness of the continuously formed thin film fluctuates due to these factors.
【0006】 このような問題を解消するには、薄膜の膜厚を測定して
膜厚制御を行えばよいが、従来の装置ではインラインで
膜厚を測定することができず、成膜後にサンプルを切り
出してから分光光度計等で反射率スペクトルを測定し膜
厚を算出する必要があり、このため膜厚をインラインで
制御することはできない。In order to solve such a problem, the film thickness may be controlled by measuring the film thickness of the thin film. However, the conventional device cannot measure the film thickness in-line, and after the film formation, , It is necessary to measure the reflectance spectrum with a spectrophotometer or the like to calculate the film thickness. Therefore, the film thickness cannot be controlled in-line.
【0007】 本発明はそのような実情に鑑みてなされたもので、基材
上に成膜された薄膜をインラインで測定することのでき
る、常圧プラズマを用いた連続成膜法の提供を目的とす
る。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a continuous film forming method using normal pressure plasma, which can measure a thin film formed on a substrate in-line. And
【0008】[0008]
本発明は、大気圧近傍の圧力下、混合ガス雰囲気中で、
放電プラズマ処理を行うことにより基材上に薄膜を形成
する連続成膜法において、成膜された基材上に光を照射
する光源と、基材で反射された反射光を分光する分光器
と、その分光された光を検出するオプティカルマルチチ
ャンネルアナライザと、このアナライザの出力に基づい
て薄膜の膜厚を算出するコンピュータとを設けて、基材
に成膜された薄膜の膜厚をインラインで測定することに
よって特徴づけられる。The present invention, under a pressure near the atmospheric pressure, in a mixed gas atmosphere,
In a continuous film forming method for forming a thin film on a substrate by performing a discharge plasma treatment, a light source that irradiates light on the formed substrate and a spectroscope that disperses light reflected by the substrate. , An optical multi-channel analyzer that detects the separated light, and a computer that calculates the thickness of the thin film based on the output of the analyzer, and measures the thickness of the thin film formed on the base material in-line. It is characterized by doing.
【0009】 本発明の連続成膜法において、コンピュータによって算
出された薄膜の膜厚と予め設定された設定膜厚との差
を、薄膜生成制御系にフィードバックすることにより膜
厚の制御を行うようにしてもよい。In the continuous film forming method of the present invention, the film thickness is controlled by feeding back a difference between the film thickness of the thin film calculated by a computer and a preset film thickness to a thin film generation control system. It may be.
【0010】 本発明の連続成膜法によれば、成膜された基材からの反
射スペクトルを瞬時に得ることができるので、インライ
ンで薄膜の膜厚を算出することができる。また、その膜
厚算出値と目標値(膜厚設定値)との差をフイードバッ
ク制御することにより、インラインで膜厚を精密に制御
することができる。According to the continuous film forming method of the present invention, a reflection spectrum from a substrate on which a film is formed can be obtained instantaneously, so that the thickness of a thin film can be calculated in-line. In addition, by performing feedback control on the difference between the calculated value of the film thickness and the target value (the film thickness set value), the film thickness can be precisely controlled in-line.
【0011】 ここで、本発明の常圧プラズマを用いた連続成膜法にお
いて、大気圧近傍の圧力とは、13300〜10640
0Paの圧力をいい、中でも、圧力調整が容易で装置構
成が容易となる93100〜103740Paの圧力範
囲とすることが好ましい。Here, in the continuous film forming method using normal pressure plasma of the present invention, the pressure near the atmospheric pressure means 13300 to 10640
It means a pressure of 0 Pa, and particularly preferably a pressure range of 93100 to 103740 Pa which facilitates pressure adjustment and facilitates device configuration.
【0012】 本発明において用いる混合ガスは、原料ガス、反応ガス
及び希釈ガスからなる混合ガスが適している。その原料
ガスの混合ガス中における含有比率は0.01〜5容量
%が好ましい。As the mixed gas used in the present invention, a mixed gas composed of a source gas, a reaction gas and a diluent gas is suitable. The content ratio of the source gas in the mixed gas is preferably 0.01 to 5% by volume.
【0013】 原料ガスとは、基材に形成する薄膜の原料ガスであっ
て、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシ
ラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメチルシラ
ン、テトラエチルシラン等の反応性有機珪素化合物、チ
タンイソプロポキシド、チタンブトキシド等の反応性有
機チタン化合物、4フッ化炭素(CF4 )、6フッ化炭
素(C2 F6 )、6フッ化プロピレン(CF3 CFCF
2 )、8フッ化シクロブタン(C4 F8 )等のフッ素−
炭素化合物、1塩化3フッ化炭素(CClF3 )等のハ
ロゲン−炭素化合物、6フッ化硫黄(SF6 )等のフッ
素−硫黄化合物等の反応性フッ素化合物等が挙げられ
る。The source gas is a source gas for a thin film to be formed on a base material, for example, a reactive organic silicon compound such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, tetramethylsilane, tetraethylsilane, or the like; Reactive organic titanium compounds such as titanium isopropoxide and titanium butoxide, carbon tetrafluoride (CF4), carbon hexafluoride (C2 F6), propylene hexafluoride (CF3 CFCF)
2), fluorine such as octafluorocyclobutane (C4 F8)
Reactive fluorine compounds such as carbon compounds, halogen-carbon compounds such as monochlorocarbon trifluoride (CCIF3), and fluorine-sulfur compounds such as sulfur hexafluoride (SF6).
【0014】 また、本発明において、分子内に親水性基と重合性不飽
和結合を有するモノマーの雰囲気下で放電プラズマ処理
を行うことにより、親水性の重合膜を堆積させることも
できる。その親水性基としては、水酸基、スルホン酸
基、スルホン酸塩基、1級もしくは2級または3級アミ
ノ基、アミド基、4級アンモニウム塩基、カルボン酸
基、カルボン酸塩基等の親水性基等が挙げられる。ま
た、ポリエチレングリコール鎖を有するモノマーを用い
ても同様に親水性重合膜の堆積が可能である。In the present invention, a hydrophilic polymer film can also be deposited by performing discharge plasma treatment in an atmosphere of a monomer having a hydrophilic group and a polymerizable unsaturated bond in the molecule. Examples of the hydrophilic group include a hydroxyl group, a sulfonic group, a sulfonic group, a primary or secondary or tertiary amino group, an amide group, a quaternary ammonium group, a carboxylic group, and a hydrophilic group such as a carboxylic group. No. Further, even when a monomer having a polyethylene glycol chain is used, a hydrophilic polymer film can be similarly deposited.
【0015】 上記モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、ア
クリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルア
クリルアミド、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナ
トリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウ
ム、スチレンスルホン酸ナトリウム、アリルアルコー
ル、アリルアミン、ポリエチレングリコールジメタクリ
ル酸エステル、ポリエチレングリコールジアクリル酸エ
ステル等が挙げられる。これらのモノマーは、単独で使
用してもよいし、2種類以上を混合して使用してもよ
い。The above-mentioned monomers include acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, sodium acrylate, sodium methacrylate, potassium acrylate, potassium methacrylate, sodium styrenesulfonate, allyl alcohol, Allylamine, polyethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate and the like can be mentioned. These monomers may be used alone or as a mixture of two or more.
【0016】 上記親水性モノマーは一般に固体であるので、溶媒に溶
解させたものを減圧等の手段により気化させて用いる。
上記溶媒としては、メタノール、エタノール、アセトン
等の有機溶媒、水及びこれらの混合物等が挙げられる。Since the above-mentioned hydrophilic monomer is generally a solid, it is used after being dissolved in a solvent and vaporized by means such as reduced pressure.
Examples of the solvent include organic solvents such as methanol, ethanol, and acetone, water, and mixtures thereof.
【0017】 また、本発明において用いる原料ガスには、金属含有ガ
スを挙げることができる。金属としては、前記したS
i、Tiの他、例えば、Al、As、Bi、B、Ca、
Cd、Cr、Co、Cu、Ga、Ge、Au、In、I
r、Hf、Fe、Pb、Li、Na、Mg、Mn、H
g、Mo、Ni、P、Pt、Po、Rh、Sb、Se、
Sn、Ta、Te、V、W、Y、Zn、Zr等の金属が
挙げられ、これら金属を含有するガスとしては、金属有
機化合物、金属−ハロゲン化合物、金属−水素化合物、
金属−ハロゲン化合物、金属アルコキシド等の処理用ガ
スが挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2
種類以上併用してもよい。The source gas used in the present invention may include a metal-containing gas. As the metal, the aforementioned S
In addition to i and Ti, for example, Al, As, Bi, B, Ca,
Cd, Cr, Co, Cu, Ga, Ge, Au, In, I
r, Hf, Fe, Pb, Li, Na, Mg, Mn, H
g, Mo, Ni, P, Pt, Po, Rh, Sb, Se,
Examples include metals such as Sn, Ta, Te, V, W, Y, Zn, and Zr. Examples of the gas containing these metals include metal organic compounds, metal-halogen compounds, metal-hydrogen compounds,
Processing gases such as metal-halogen compounds and metal alkoxides are exemplified. These may be used alone or 2
More than one kind may be used in combination.
【0018】 なお、本発明において用いる原料ガスは、目的とする薄
膜に応じて適宜選択して使用されるものであるので、以
上列記したものに限定されるものではない。The source gas used in the present invention is appropriately selected and used according to the intended thin film, and is not limited to those listed above.
【0019】 上記反応ガスは、原料ガスと反応して目的とする薄膜を
構成する化合物を生成し、もしくはその生成を容易にす
るものであって、例えば、酸素ガス、オゾン、水(水蒸
気)、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化窒素、二酸化窒
素の他、メタノール、エタノール等のアルコール類、ア
セトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メタナー
ル、エタナール等のアルデヒド類等の酸素元素を含有す
る有機化合物、窒素ガス、アンモニア、二酸化硫黄、三
酸化硫黄等が挙げられる。反応ガスの混合ガス中におけ
る含有比率は0〜99.99容量%が好ましい。The reaction gas generates a compound constituting a target thin film by reacting with a raw material gas or facilitates the generation thereof. For example, oxygen gas, ozone, water (steam), Organic compounds containing elemental oxygen, such as carbon monoxide, carbon dioxide, nitric oxide, nitrogen dioxide, alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and aldehydes such as methanal and ethanal, nitrogen Gas, ammonia, sulfur dioxide, sulfur trioxide and the like. The content ratio of the reaction gas in the mixed gas is preferably from 0 to 99.99% by volume.
【0020】 上記希釈ガスは、上記原料ガスと反応ガスの反応の程度
や形成される無機質薄膜の性状を制御するためのもので
あって、例えば、活性の低いへリウム、アルゴン、ネオ
ン、窒素ガス等が挙げられる。これらは単独で用いても
よいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。希釈ガ
スの混合ガス中における含有比率は0〜99.99容量
%が好ましい。The diluent gas is used to control the degree of reaction between the source gas and the reaction gas and the properties of the formed inorganic thin film. For example, helium, argon, neon, and nitrogen gas having low activity are used. And the like. These may be used alone or in combination of two or more. The content ratio of the dilution gas in the mixed gas is preferably from 0 to 99.99% by volume.
【0021】 本発明の連続成膜法を実施する放電プラズマ処理装置
は、大気圧近傍の圧力下で、上記した混合ガス雰囲気中
で均一な放電プラズマを発生し得るものであれば、特に
限定されるものではないが、例えば、平行平板型、円筒
対向平板型、球対向平板型、双曲面対向平板型、同軸円
筒型構造等の対向電極を有する放電プラズマ発生装置が
挙げられる。この中で、図1に示すような、ロール電極
10と、このロール電極10の表面に対して一定間隔を
隔てて対向する同軸円筒面(凹面)をもつ曲面電極20
とが対向配置され、それらロール電極10と曲面電極2
0との間に略等間隔に湾曲した放電空間30が形成され
る対向電極を備えた放電プラズマ発生装置が特に好まし
い。この対向電極では、ロール電極10と曲面電極20
との間に形成される放電空間30が成膜空間となる。The discharge plasma processing apparatus for performing the continuous film forming method of the present invention is not particularly limited as long as it can generate uniform discharge plasma in the above-mentioned mixed gas atmosphere under a pressure near atmospheric pressure. Although not limited thereto, for example, a discharge plasma generator having a counter electrode of a parallel plate type, a cylindrical opposed plate type, a spherical opposed plate type, a hyperboloid opposed plate type, a coaxial cylindrical type or the like can be used. Among them, as shown in FIG. 1, a roll electrode 10 and a curved electrode 20 having a coaxial cylindrical surface (concave surface) opposed to the surface of the roll electrode 10 at a constant interval.
And the roll electrode 10 and the curved electrode 2
A discharge plasma generator provided with a counter electrode in which a discharge space 30 curved at substantially equal intervals between 0 and 0 is particularly preferable. The counter electrode includes a roll electrode 10 and a curved electrode 20.
Is a film forming space.
【0022】 上記ロール電極は、円柱状もしくは円筒状の電極であっ
て、電極本体を構成する導電材料としては、好ましく
は、銅、アルミニウム等の金属、ステンレス鋼、真鍮等
の合金・金属間化合物等が挙げられる。The above-mentioned roll electrode is a columnar or cylindrical electrode, and the conductive material forming the electrode body is preferably a metal such as copper or aluminum, or an alloy or intermetallic compound such as stainless steel or brass. And the like.
【0023】 ロール電極と曲面電極との間隔は、放電プラズマ処理に
よって形成される薄膜の支持材もしくは基材の厚さ以上
であれば特に限定されるものではないが、あまり広過ぎ
ると放電が雷状になり、放電の均一性が損なわれ易くな
る。また、支持材もしくは基材のダメージが大きくなる
おそれがあるので、5mm以下が好ましい。また、(ロ
ール電極と曲面電極との間隔)/(ロール電極の半径)
は、小さい程放電の均一性に優れるので、1/100以
下が好ましい。The distance between the roll electrode and the curved electrode is not particularly limited as long as it is equal to or greater than the thickness of the support or base material of the thin film formed by the discharge plasma treatment. And the uniformity of the discharge is easily impaired. Further, it is preferable that the thickness be 5 mm or less because there is a possibility that the damage of the support material or the base material may increase. Also, (interval between roll electrode and curved electrode) / (radius of roll electrode)
Is preferably 1/100 or less because the smaller the value, the better the uniformity of discharge.
【0024】 上記ロール電極と曲面電極の少なくとも一方の電極表
面、特に曲面電極の表面が固体誘電体で被覆されている
ことが好ましい。このようにロール電極と曲面電極の少
なくとも一方に固体誘電体を被覆した場合、成膜空間
は、露出電極表面と固体誘電体被覆面との間の空間もし
くは固体誘電体被覆面同士間の空間となる。It is preferable that at least one surface of the roll electrode and the curved electrode, particularly the surface of the curved electrode, is coated with a solid dielectric. When at least one of the roll electrode and the curved electrode is coated with the solid dielectric as described above, the film formation space is defined as a space between the exposed electrode surface and the solid dielectric coated surface or a space between the solid dielectric coated surfaces. Become.
【0025】 固体誘電体としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リエチレンテレフタレート等のプラスチック、ガラス、
二酸化珪素、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、
二酸化チタン等の金属酸化物、チタン酸バリウム等の複
酸化物等が挙げられる。Examples of the solid dielectric include plastics such as polytetrafluoroethylene and polyethylene terephthalate, glass,
Silicon dioxide, aluminum oxide, zirconium dioxide,
Examples thereof include metal oxides such as titanium dioxide and double oxides such as barium titanate.
【0026】 固体誘電体の比誘電率は10以上が好ましい。比誘電率
が10以上であると、低電圧で高密度の放電プラズマを
発生させることができ、短時間の表面処理や高速表裏処
理ができるが、比誘電率が10未満であると、このよう
な表面処理を行うことが難しくなる。比誘電率の上限は
特に限定されるものではないが、実現している材料では
18500程度のものが知られている。The relative permittivity of the solid dielectric is preferably 10 or more. When the relative dielectric constant is 10 or more, high-density discharge plasma can be generated at a low voltage, and a short-time surface treatment or high-speed front / back treatment can be performed. It becomes difficult to perform a proper surface treatment. The upper limit of the relative permittivity is not particularly limited, but about 18500 realized materials are known.
【0027】 固体誘電体の比誘電率は10〜100の範囲が特に好ま
しい。そのような固体誘電体としては、例えば、二酸化
ジルコニウム(ZrO2 )、二酸化チタン(TiO2 )
等の金属酸化物、チタン酸バリウム(Ba2 TiO4 )
等の複酸化物等が挙げられる。The relative permittivity of the solid dielectric is particularly preferably in the range of 10 to 100. Examples of such a solid dielectric include zirconium dioxide (ZrO2) and titanium dioxide (TiO2).
Metal oxides such as barium titanate (Ba2 TiO4)
And the like.
【0028】 チタン酸化合物は強誘電体として知られており、TiO
2 単体の場合は、結晶構造で比誘電率が異なり、ルチル
型結晶構造では比誘電率80程度である。Titanate compounds are known as ferroelectrics,
2 In the case of a single substance, the relative permittivity differs depending on the crystal structure, and the relative permittivity is about 80 in the rutile type crystal structure.
【0029】 また、Ba,Sr,Pb,Ca,Mg,Zr等の金属の
酸化物から選ばれた少なくとも1種とTiO2 との化合
物の場合は、比誘電率が約2000〜18500であ
り、比誘電率は純度や結晶性によって変化させることが
可能である。In the case of a compound of TiO 2 and at least one selected from oxides of metals such as Ba, Sr, Pb, Ca, Mg, and Zr, the relative dielectric constant is about 2000 to 18500, The dielectric constant can be changed depending on purity and crystallinity.
【0030】 一方、TiO2 単独の場合は加熱環境下では組成変化が
激しく、例えば還元雰囲気で加熱すると、酸素欠損を起
こす等のため使用環境が制限されたり、通常の成膜方法
では、固有抵抗が104 Ω・cm程度の薄膜となるた
め、電圧印加によりアーク放電に移行し易くなり注意を
要する。このため、TiO2 は単独よりも酸化アルミニ
ウム(Al2 O3 )を含有させて用いた方がよく、特
に、TiO2:5〜50重量%、Al2 O3 :50〜9
5重量%で混合された金属酸化物薄膜、またはZrO2
を含有する金属酸化物薄膜からなり、膜厚が10〜10
00μmの固体誘電体は、熱的にも安定である上、比誘
電率が10〜14程度、固有抵抗が1010Ω・cm程度
となって、アーク放電が発生しなくなるのでより好適で
ある。On the other hand, when TiO 2 alone is used, the composition changes drastically under a heating environment. For example, when heating is performed in a reducing atmosphere, the use environment is limited due to the occurrence of oxygen deficiency and the like. Since a thin film of about 10 4 Ω · cm is formed, it is easy to shift to arc discharge by applying a voltage, and care must be taken. Therefore, it is better to use TiO2 containing aluminum oxide (Al2 O3) than to use it alone. In particular, TiO2: 5 to 50% by weight, Al2 O3: 50 to 9
5% by weight mixed metal oxide thin film, or ZrO2
Comprising a metal oxide thin film having a thickness of 10 to 10
A solid dielectric of 00 μm is more preferable because it is thermally stable, has a relative dielectric constant of about 10 to 14 and a specific resistance of about 10 10 Ω · cm, and does not generate arc discharge.
【0031】 固体誘電体の形状は、シート状でもフィルム状でもよい
が、厚みが0.05〜4mmであることが好ましい。厚
過ぎると、放電プラズマを発生するのに高電圧を要し、
薄過ぎると、電圧印加時に絶縁破壊が起こりアーク放電
が発生する。The shape of the solid dielectric may be sheet-like or film-like, but preferably has a thickness of 0.05 to 4 mm. If it is too thick, high voltage is required to generate discharge plasma,
If it is too thin, dielectric breakdown occurs when a voltage is applied, and arc discharge occurs.
【0032】 本発明を実施する放電プラズマ処理装置において、ロー
ル電極は、無機質薄膜が形成される基材の搬送速度に同
期して回転するように構成しておいてもよい。そのロー
ル電極の回転方法は、フリー駆動で基材に連動して回転
する方式であってもよいし、モーター等の駆動装置によ
り回転する方式でもよい。In the discharge plasma processing apparatus embodying the present invention, the roll electrode may be configured to rotate in synchronization with the transport speed of the substrate on which the inorganic thin film is formed. The method of rotating the roll electrode may be a method of rotating in conjunction with the base material by free driving, or a method of rotating by a driving device such as a motor.
【0033】 本発明を実施する放電プラズマ処理装置において、ガス
導入口は、プラズマ空間の基材搬入側に設けておき、曲
面電極からロール電極側に向けて、かつ、基材の搬送方
向に沿ってガスが導入されるようになされていることが
好ましい。In the discharge plasma processing apparatus embodying the present invention, the gas introduction port is provided on the substrate carrying side of the plasma space, and extends from the curved electrode toward the roll electrode and along the transport direction of the substrate. It is preferable that the gas be introduced into the chamber.
【0034】 ガス導入口の材質は、特に限定されるものではないが、
金属などの導電性材料からなるものである場合、対向電
極とガス導入口との間での放電を防ぐため、対向電極と
ガス導入口との間に絶縁体を配設しておくこと好まし
い。The material of the gas inlet is not particularly limited,
In the case of a conductive material such as a metal, it is preferable to provide an insulator between the counter electrode and the gas inlet in order to prevent discharge between the counter electrode and the gas inlet.
【0035】 ガス導入口の構造は、特に限定されるものではないが、
例えば、加圧ポンプを用いたジェットノズル方式であっ
てもよい。また、ガス導入方向に対向する斜板を設け、
ガス供給通路を次第に狭めてガス導入口付近に狭窄部を
設け、その狭窄部通過後、混合ガスを拡散させると同時
に、基材の搬送方向に略平行に混合ガス流を変更させた
後、スリット状もしくは多数の小孔が一列に並べられた
吹出口からプラズマ空間に向けて吹き出す方式であって
もよい。Although the structure of the gas inlet is not particularly limited,
For example, a jet nozzle system using a pressure pump may be used. Also, a swash plate facing the gas introduction direction is provided,
The gas supply passage is gradually narrowed to provide a constriction near the gas inlet, and after passing through the constriction, the mixed gas is diffused and, at the same time, the mixed gas flow is changed substantially parallel to the substrate transport direction. A method may be used in which a shape or a large number of small holes are blown out toward the plasma space from a blowout port arranged in a line.
【0036】 さらに、ロール電極と曲面電極との間に形成されるプラ
ズマ空間の側面(ロール電極の回転方向に対する側面)
がシールされていると混合ガスが効率よく消費されるの
で好ましい。Further, the side surface of the plasma space formed between the roll electrode and the curved electrode (side surface in the rotation direction of the roll electrode)
Is preferably used because the mixed gas is efficiently consumed.
【0037】 本発明を実施する放電プラズマ処理装置において、ロー
ル電極に基材を密着させ、ロール電極を基材の搬送速度
に合わせて回転してプラズマ空間に基材を導入するとと
もに、ガス導入口から導入される混合ガス雰囲気中で、
ロール電極と曲面電極との間に電圧(電界)を印加して
放電プラズマを発生させることにより、基材上に無機質
薄膜等を連続的に形成することができる。In the discharge plasma processing apparatus embodying the present invention, the base material is brought into close contact with the roll electrode, and the roll electrode is rotated in accordance with the transport speed of the base material to introduce the base material into the plasma space, and the gas inlet is provided. In a mixed gas atmosphere introduced from
By generating a discharge plasma by applying a voltage (electric field) between the roll electrode and the curved electrode, an inorganic thin film or the like can be continuously formed on the base material.
【0038】 ロール電極と曲面電極との間に印加される電界は、均一
に放電プラズマを発生し得るものであれば、特に限定さ
れるものではないが、パルス化された電界であることが
好ましい。すなわち、大気圧近傍の圧力下では、プラズ
マ放電状態からアーク放電状態に至る時間が長いガス成
分以外は、安定してプラズマ放電状態が保持されずに瞬
時にアーク放電状態に移行するが、パルス化された電界
を印加することにより、電極間の放電をグロー放電から
アーク放電に移行する前に停止させることができ、この
ような周期的なパルス電界を対向電極間に形成すること
により、微視的にパルス的なグロー放電が繰り返し発生
し、結果として安定したグロー放電状態で放電プラズマ
を長期に渡って発生させることが可能となる。The electric field applied between the roll electrode and the curved electrode is not particularly limited as long as it can generate discharge plasma uniformly, but is preferably a pulsed electric field. . In other words, under a pressure near the atmospheric pressure, except for a gas component that takes a long time from the plasma discharge state to the arc discharge state, the plasma discharge state is not stably maintained, and the state immediately shifts to the arc discharge state. By applying the applied electric field, the discharge between the electrodes can be stopped before the transition from the glow discharge to the arc discharge, and by forming such a periodic pulsed electric field between the opposing electrodes, As a result, pulsed glow discharge is repeatedly generated, and as a result, discharge plasma can be generated for a long time in a stable glow discharge state.
【0039】 上記パルス電圧波形は、特に限定されるものではない
が、例えば、インパルス型、変調型が挙げられ、正また
は負の何れかの極性側に電圧を印加するタイプのパルス
を用いてもよい。パルスの立ち上がり時間は短いほどプ
ラズマ発生の際のガスの電離が効率よく行われる。パル
スの立ち上がり時間は用いる電源によって決定されるた
め、可能な限り立ち上がり時間が短くなるような電源を
選択することが好ましい。The pulse voltage waveform is not particularly limited, and examples thereof include an impulse type and a modulation type. A pulse of a type in which a voltage is applied to either the positive or negative polarity side may be used. Good. The shorter the rise time of the pulse, the more efficiently the gas is ionized during the generation of plasma. Since the rise time of the pulse is determined by the power supply used, it is preferable to select a power supply that makes the rise time as short as possible.
【0040】 さらに、電圧波形、立ち上がり時間、周波数の異なるパ
ルスを用いて変調を行ってもよい。このような変調は高
速連続表面処理を行う上で有効である。また、パルス周
波数が高く、パルス幅は短い方が高速連続表面処理に適
している。Further, modulation may be performed using pulses having different voltage waveforms, rise times, and frequencies. Such modulation is effective in performing high-speed continuous surface treatment. A higher pulse frequency and a shorter pulse width are suitable for high-speed continuous surface treatment.
【0041】 パルス電圧の大きさは適宜決められるが、対向電極に印
加した際に電界強度が1〜40kV/cmとなる範囲に
することが好ましい。1kV/cm未満であると処理に
時間がかかり過ぎ、40kV/cmを超えるとアーク放
電が発生するためである。なお、対向電極に印加する電
界には、直流を重畳してもよい。The magnitude of the pulse voltage is determined as appropriate, but is preferably in a range where the electric field intensity is 1 to 40 kV / cm when applied to the counter electrode. If it is less than 1 kV / cm, it takes too much time for the treatment, and if it exceeds 40 kV / cm, an arc discharge occurs. Note that a direct current may be superimposed on the electric field applied to the counter electrode.
【0042】 そして、以上説明した構造の対向電極(ロール電極と曲
面電極)を複数組隣接して配置し、それら対向電極のい
ずれか一方の対向面に基材を密着させた状態で基材を連
続供給して各対向電極のプラズマ空間を通過させること
により、各組ごとに同種または異種の薄膜を順次連続的
に形成することができる。Then, a plurality of sets of counter electrodes (roll electrodes and curved electrodes) having the above-described structure are arranged adjacent to each other, and the base material is placed in a state where the base material is in close contact with one of the facing surfaces of the counter electrodes. By continuously supplying and passing through the plasma space of each counter electrode, thin films of the same type or different types can be successively formed for each set.
【0043】 この場合、各組の対向電極が収納されている領域は、そ
れぞれ独立した小単位の放電プラズマ処理装置を構成
し、その各装置に処理用ガスが大気圧近傍の圧力となる
ように供給される。また基材は公知の方法により、対向
電極間の空間を連続的に走行させられ、順次、次の小単
位の放電プラズマ処理装置内に導入されるようにする。In this case, the area in which each set of the counter electrodes is accommodated constitutes an independent small-unit discharge plasma processing apparatus, and the processing gas is applied to each apparatus so that the processing gas has a pressure near the atmospheric pressure. Supplied. Further, the base material is made to continuously travel in the space between the counter electrodes by a known method, and is successively introduced into the next small unit of the discharge plasma processing apparatus.
【0044】 また、小単位の放電プラズマ処理装置の各対向電極に
は、少なくとも一方の対向面に固体誘電体が設置されて
いることが好ましい。ただし、固体誘電体の設置形態
は、小単位ごとの放電プラズマ処理装置の全ての対向電
極において同一である必要はない。Further, it is preferable that a solid dielectric is provided on at least one of the opposed surfaces of each of the opposed electrodes of the discharge plasma processing apparatus in small units. However, the arrangement of the solid dielectric does not need to be the same for all the counter electrodes of the discharge plasma processing apparatus for each small unit.
【0045】 次に、本発明の常圧プラズマを用いた連続成膜法に適用
するインライン膜厚測定系の構成を図2の概念図を参照
しつつ説明する。Next, the configuration of an in-line film thickness measurement system applied to the continuous film formation method using normal pressure plasma of the present invention will be described with reference to the conceptual diagram of FIG.
【0046】 図2のインライン膜厚測定系1は、成膜された基材Sに
光を照射する光源2と、基材Sで反射した光を分光する
分光器3と、分光された光を検出するオプティカルマル
チチャンネルアナライザ4(以下、OMA4という)
と、このOMA4の出力に基づいて薄膜の膜厚を算出す
るマイクロコンピュータ5を備えている。The in-line film thickness measuring system 1 shown in FIG. 2 includes a light source 2 for irradiating light on the formed substrate S, a spectroscope 3 for dispersing light reflected by the substrate S, and Optical multi-channel analyzer 4 to detect (hereinafter referred to as OMA4)
And a microcomputer 5 for calculating the thickness of the thin film based on the output of the OMA 4.
【0047】 このインライン膜厚測定系1に用いる光源2は、200
〜800nmの波長範囲、特に220〜780nmの波
長範囲をカバーすることが好ましい。このような波長範
囲としているのは、薄膜の厚さは目的に応じて異なる
が、一般に10〜200nmであり、40nm以上なら
ば可視光だけで足りる。しかし、40nm未満の膜厚を
測定するには、200〜380nm紫外域の光が必要に
なることによる。The light source 2 used in the in-line film thickness measuring system 1 is 200
It is preferable to cover the wavelength range of 800800 nm, particularly the wavelength range of 220 to 780 nm. Such a wavelength range is selected depending on the purpose, but generally ranges from 10 to 200 nm. If the thickness is 40 nm or more, only visible light is sufficient. However, measuring a film thickness of less than 40 nm requires light in the ultraviolet region of 200 to 380 nm.
【0048】 このような波長範囲を1種類の光源でカバーすることは
難しく、実際には2種類の光源を用いる必要がある。そ
の2種類の光源としては、例えばハロゲンランプと重水
素ランプを挙げることができる。It is difficult to cover such a wavelength range with one type of light source, and actually, it is necessary to use two types of light sources. Examples of the two types of light sources include a halogen lamp and a deuterium lamp.
【0049】 これらの光源からの光は、レーザ光とは異なり拡散性が
あるので、光源からサンプル(成膜された基材)への光
の照射、及びサンプルでの反射光の分光器への伝送には
光ファイバーを用いることが好ましい。Light from these light sources has a diffusive property unlike laser light, so that light is irradiated from the light source to the sample (substrate on which the film is formed), and reflected light from the sample is transmitted to the spectroscope. It is preferable to use an optical fiber for transmission.
【0050】 また、測定に用いる光の波長範囲が紫外から可視域であ
ることから、光ファイバーのコアとしては無蛍光性で低
損失の石英を用いることが好ましい。さらに、感度を上
げるために伝送光量を多くするには、素線ファイバーを
バンドルしたものを用いることが好ましい。Since the wavelength range of the light used for the measurement is in the ultraviolet to visible range, it is preferable to use non-fluorescent and low-loss quartz as the core of the optical fiber. Further, in order to increase the amount of transmitted light in order to increase the sensitivity, it is preferable to use a bundle of elementary fibers.
【0051】 図2のインライン膜厚測定系において、サンプルでの反
射光を拾うためには正反射を利用するのが好ましく、入
射角は10度以内が好ましい。また、サンプルと光ファ
イバーとの間隔は2mm以下が好ましい。この条件で、
入射用及び反射用の光ファイバーを2本配置することは
物理的に不可能であるので、2本のファイバーを融合さ
せてY字型にした光ファイバーを用い、サンプルに対し
て垂直入射させることが好ましい。また、Y字型ファイ
バーを拡張した多分岐ファイバーとフアイバ切換器とを
用いることにより多点の測定が可能になり、膜厚の空間
的分布を求めることができる。In the in-line film thickness measurement system of FIG. 2, it is preferable to use specular reflection in order to pick up reflected light from the sample, and the incident angle is preferably within 10 degrees. Further, the distance between the sample and the optical fiber is preferably 2 mm or less. Under these conditions,
Since it is physically impossible to arrange two optical fibers for incidence and reflection, it is preferable to use a Y-shaped optical fiber by fusing the two fibers and to vertically enter the sample. . In addition, by using a multi-branch fiber obtained by expanding a Y-shaped fiber and a fiber switching device, measurement at multiple points becomes possible, and the spatial distribution of the film thickness can be obtained.
【0052】 図2に示すインライン膜厚測定系において、分光器3
は、基材からの反射光をスペクトル成分に分光するもの
であり、例えば回折格子が用いられる。この分光器3で
分光された光はOMA4で検出される。In the in-line film thickness measurement system shown in FIG.
Is to separate the reflected light from the base material into spectral components, for example, a diffraction grating is used. The light split by the spectroscope 3 is detected by the OMA 4.
【0053】 OMA4は、1次元あるいは2次元のイメージセンサ
(CCD)4a、読み出し回路4b、信号処理回路4c
及びAD変換器4dなどによって構成され、分光器3か
らの光のスペクトルデータをマイクロコンピュータ5に
出力する。The OMA 4 includes a one-dimensional or two-dimensional image sensor (CCD) 4a, a readout circuit 4b, and a signal processing circuit 4c.
And outputs the spectrum data of the light from the spectroscope 3 to the microcomputer 5.
【0054】 マイクロコンピュータ5には、膜厚算出のソフトウェア
として、基材の裏面の反射及び各層の光学定数(屈折率
・吸収係数)の波長分散を考慮した多層膜の反射特性を
計算でき、かつカーブフィッティング機能を有するソフ
トウェアが設定されている。このソフトウェアでは、成
膜される薄膜より下の各層の光学定数及び厚さ、さらに
は成膜される薄膜層の光学定数を前もって入力・固定し
ておくことにより、1つの反射率スペクトルから単層の
みならず複数層の積層膜の膜厚を算出することができ
る。The microcomputer 5 can calculate the reflection characteristics of the multilayer film in consideration of the reflection on the back surface of the base material and the wavelength dispersion of the optical constants (refractive index and absorption coefficient) of each layer as software for calculating the film thickness, and Software having a curve fitting function is set. With this software, the optical constant and thickness of each layer below the thin film to be deposited and the optical constant of the thin film layer to be deposited are input and fixed in advance, so that a single layer In addition, it is possible to calculate the thickness of the multilayer film having a plurality of layers.
【0055】 ここで、以上のインライン膜厚測定系において、基材の
走行により、基材と光ファイバーとの間隔が変化する
と、反射光の信号レベルが変化して膜厚測定に悪影響を
及ぼすので、光ファイバーの設置場所としては、走行用
のロール上あるいは基材とロールとの離れ際2mm以内
が好ましい。なお、走行用のロール上に光ファイバーを
設置する場合、ロール表面が鏡面であると、ロール表面
での反射光がノイズとして加わって、正確な膜厚測定値
が得られなくなるので、ロールの表面状態を粗くしてお
く必要がある。Here, in the above-described in-line film thickness measurement system, when the distance between the substrate and the optical fiber changes due to the running of the substrate, the signal level of the reflected light changes and adversely affects the film thickness measurement. The installation location of the optical fiber is preferably within 2 mm on a traveling roll or when the substrate and the roll are separated. When an optical fiber is installed on a traveling roll, if the roll surface is a mirror surface, the reflected light on the roll surface will be added as noise and accurate film thickness measurement values will not be obtained. Need to be coarse.
【0056】 そして、本発明の常圧プラズマを用いた連続成膜法にお
いて、前記したインライン膜厚測定系で測定された薄膜
の膜厚(実測値)と設定膜厚との差に基づいて薄膜生成
制御系にフィードバック制御をかけるようにすれば、膜
厚を均一に保つことができる。なお、このようなフィー
ドバック制御には一般的な方式のものを利用することが
できる。また、制御因子としては、プラズマ放電のため
の電源電圧、周波数あるいは混合ガスの流量が好まし
い。ただし、電圧を制御する場合、電圧が低くなりすぎ
ると放電が立たず、高くなりすぎるとアーク放電になり
電極を破損するので注意を要する。In the continuous film forming method using normal pressure plasma of the present invention, the thin film is formed based on the difference between the film thickness (actually measured value) measured by the above-described in-line film thickness measuring system and the set film thickness. By applying feedback control to the generation control system, the film thickness can be kept uniform. Note that a general system can be used for such feedback control. The control factor is preferably a power supply voltage for plasma discharge, a frequency, or a flow rate of a mixed gas. However, when controlling the voltage, care must be taken because if the voltage is too low, discharge does not occur, and if the voltage is too high, arc discharge occurs and the electrode is damaged.
【0057】[0057]
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳しく説
明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0058】 図3は本発明の常圧プラズマを用いた連続成膜法を実施
する成膜装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a film forming apparatus for performing a continuous film forming method using normal-pressure plasma according to the present invention.
【0059】 図3に示す成膜装置は、主として、高電圧パルス電源部
110、111、放電プラズマ処理装置120、12
1、巻出ロール180、及び引取ロール181等によっ
て構成されている。The film forming apparatus shown in FIG. 3 mainly includes high-voltage pulse power supplies 110 and 111 and discharge plasma processing apparatuses 120 and 12.
1, an unwinding roll 180, a take-up roll 181 and the like.
【0060】 放電プラズマ処理装置120、121は、それぞれ、ロ
ール電極130、131と曲面電極140、141から
なる対向電極と、処理用ガス供給部150、151と、
シール機構152、153及び154、155と、処理
用ガス排出部170、171を備えている。各処理用ガ
ス供給部150、151には、それぞれ処理用ガス供給
装置190、191が接続されている。また、各処理用
ガス排出部170、171にはそれぞれ排気ポンプP1
、P2 が接続されている。なお、各曲面電極140、
141の表面は固体誘電体160、161によって被覆
されている。The discharge plasma processing apparatuses 120 and 121 respectively include counter electrodes including roll electrodes 130 and 131 and curved electrodes 140 and 141, processing gas supply units 150 and 151,
There are provided seal mechanisms 152, 153 and 154, 155, and processing gas discharge sections 170, 171. Processing gas supply units 190 and 191 are connected to the processing gas supply units 150 and 151, respectively. In addition, each of the processing gas discharge units 170 and 171 has an exhaust pump P1.
, P2 are connected. Note that each curved electrode 140,
The surface of 141 is covered with solid dielectrics 160 and 161.
【0061】 各放電プラズマ処理装置120、121には、それぞれ
加熱・冷却装置182、183が隣接して設置されてお
り、基材Sを成膜に適した温度に保つことができる。ま
た、各放電プラズマ処理装置120、121は、シール
機構152,153及び154,155にてシールさ
れ、さらに図示しないシール機構によりシールされてお
り、真空ポンプP10、P20によって略真空状態に減圧さ
れる。Heating / cooling devices 182 and 183 are provided adjacent to the discharge plasma processing devices 120 and 121, respectively, so that the substrate S can be maintained at a temperature suitable for film formation. The discharge plasma processing apparatuses 120 and 121 are sealed by seal mechanisms 152, 153 and 154 and 155 and further sealed by a seal mechanism (not shown), and are reduced to a substantially vacuum state by vacuum pumps P10 and P20. .
【0062】 そして、このような構成の放電プラズマ処理装置12
0、121では、真空ポンプP10、P20によって放電プ
ラズマ処理装置120、121内(処理容器内)を減圧
して略真空状態にした後、ロール電極130、131と
曲面電極140、141との間(放電空間)に、処理用
ガス供給部150、151から処理用ガスを吹き出すと
ともに、処理用ガス排出部170、171及び排気ポン
プP1 、P2 にて排気を行って、各放電空間に処理用ガ
スを大気圧近傍の圧力でかつ一定流量で導入した状態
で、ロール電極130、131と曲面電極140、14
1との間に、高電圧パルス電源部110、111からの
パルス電界を印加することにより、各対向電極間にそれ
ぞれ処理用ガスに種類に応じた放電プラズマを発生させ
ることができ、その発生プラズマによって各ロール電極
130、131に沿って走行する基材S上に薄膜を形成
することができる。The discharge plasma processing apparatus 12 having such a configuration
At 0 and 121, the vacuum pumps P10 and P20 are used to reduce the pressure in the discharge plasma processing apparatuses 120 and 121 (inside the processing vessel) to a substantially vacuum state, and then, between the roll electrodes 130 and 131 and the curved electrodes 140 and 141 ( The processing gas is blown out from the processing gas supply units 150 and 151 into the discharge space, and the processing gas is exhausted by the processing gas discharge units 170 and 171 and the exhaust pumps P1 and P2. The roll electrodes 130 and 131 and the curved electrodes 140 and 14 are introduced at a pressure near atmospheric pressure and at a constant flow rate.
By applying a pulsed electric field from the high-voltage pulse power supply units 110 and 111 between the electrodes 1 and 2, discharge plasma corresponding to the type of the processing gas can be generated between the opposed electrodes, and the generated plasma can be generated. Accordingly, a thin film can be formed on the base material S traveling along the roll electrodes 130 and 131.
【0063】 なお、図3に示す成膜装置では、放電プラズマ処理装置
120、121にそれぞれ個別の高電圧パルス電源部1
10、111を設けているが、本発明の連続成膜法にお
いて放電プラズマを発生する条件を満足できるのであれ
ば、高電圧パルス電源部は共通のものを使用しても構わ
ない。In the film forming apparatus shown in FIG. 3, separate high-voltage pulse power sources 1
Although 10 and 111 are provided, a common high voltage pulse power supply may be used as long as the conditions for generating discharge plasma can be satisfied in the continuous film forming method of the present invention.
【0064】 また、図3において放電プラズマ処理装置120、12
1内のみを減圧して処理用ガスで置換する例を示した
が、巻出ロール180、引取ロール181、加熱・冷却
装置182、183の全てを減圧して処理用ガスで置換
するようにしてもよい。In FIG. 3, the discharge plasma processing apparatuses 120 and 12
Although the example in which only the inside of 1 is decompressed and replaced with the processing gas is shown, all of the unwinding roll 180, the take-up roll 181, and the heating / cooling devices 182 and 183 are depressurized and replaced with the processing gas. Is also good.
【0065】 ここで、以上の放電プラズマ処理装置120、121に
おいて、処理用ガス供給部150、151から各対向電
極の放電空間に導入される処理用ガスは、基材S上で層
流を形成し、その流速が基材Sの幅方向(処理幅)にわ
たってほぼ均一であることが要求される。このような条
件を満足する処理用ガス供給部の一例を図4に示す。な
お、図4(A)は処理用ガス供給部の断面図、図4
(B)は同図(A)のA−A断面図である。Here, in the discharge plasma processing apparatuses 120 and 121 described above, the processing gas introduced into the discharge space of each counter electrode from the processing gas supply units 150 and 151 forms a laminar flow on the substrate S. However, the flow velocity is required to be substantially uniform in the width direction (processing width) of the substrate S. FIG. 4 shows an example of the processing gas supply unit satisfying such conditions. FIG. 4A is a cross-sectional view of the processing gas supply unit, and FIG.
(B) is an AA cross-sectional view of FIG.
【0066】 図4に示す処理用ガス供給部は、直方形状の処理用ガス
供給部50の長手方向の一端部に、ガス供給管Gが接続
されるガス導入口56を設けるとともに、2つの室5
7、58を設け、その第1室57に、ガス導入方向に対
向するように第1室57の対角線上に斜板14を設ける
ことにより、ガス導入口56から遠ざかる程狭くなる区
画を形成し、ガス導入口56から導入された処理用ガス
を乱流化し、その区画内での密度を略均一化させて、流
速を略一様なものとすると同時に、処理用ガスの方向を
偏向させた後、第1室57の縁部近傍に設けた一様な多
数の小孔群15からガスを整流して第2室58に吹き出
す構造となっている。その第2室58内には、一端に一
様な隙間23を有する仕切り板24を配置するととも
に、縁部近傍に一様な幅のスリット25を形成してお
り、第1室57の小孔群15から出たガスが仕切り板2
4を回り込んでスリット25から層流となって放電空間
に吹き出すようになっている。The processing gas supply unit shown in FIG. 4 is provided with a gas inlet 56 to which a gas supply pipe G is connected at one longitudinal end of a rectangular processing gas supply unit 50 and two chambers. 5
7 and 58, and the first chamber 57 is provided with the swash plate 14 on a diagonal line of the first chamber 57 so as to face the gas introduction direction, thereby forming a section that becomes narrower as the distance from the gas introduction port 56 increases. The processing gas introduced from the gas inlet 56 was turbulent, the density in the section was made substantially uniform, the flow velocity was made substantially uniform, and the direction of the processing gas was deflected. Thereafter, the gas is rectified from a large number of uniform small hole groups 15 provided near the edge of the first chamber 57 and blown out to the second chamber 58. In the second chamber 58, a partition plate 24 having a uniform gap 23 at one end is arranged, and a slit 25 having a uniform width is formed near the edge. The gas coming out of the group 15 is the partition 2
4 and flows out from the slit 25 into the discharge space as a laminar flow.
【0067】 さて、本実施形態の注目すべき点は、図3に示した成膜
装置の終端部にインライン膜厚測定系1を設置した点に
ある。A point to be noted in this embodiment is that the in-line film thickness measuring system 1 is installed at the terminal end of the film forming apparatus shown in FIG.
【0068】 そのインライン膜厚測定系1は、光源2、分光器3、O
MA4、マイクロコンピュータ5及びY字型光ファイバ
ー6を備えている。The in-line film thickness measuring system 1 includes a light source 2, a spectroscope 3,
An MA 4, a microcomputer 5 and a Y-shaped optical fiber 6 are provided.
【0069】 Y字型光ファイバー6の先端は、放電プラズマ処理装置
121の出口シール155の下流側に配置されたロール
156の手前(例えば基材Sがロール156に接する直
前1.5mmの位置)に設置されており、その光出射面
6aが基材Sと間隔(例えば1mm)を隔てて対向して
いる。Y字型光ファイバー6の一方の分岐ファイバー6
1には光源2が接続されており、もう一方の分岐ファイ
バー62には分光器3が接続されている。The tip of the Y-shaped optical fiber 6 is located in front of a roll 156 disposed downstream of the outlet seal 155 of the discharge plasma processing apparatus 121 (for example, at a position of 1.5 mm immediately before the base material S comes into contact with the roll 156). The light emitting surface 6a is opposed to the base material S at an interval (for example, 1 mm). One branch fiber 6 of the Y-shaped optical fiber 6
The light source 2 is connected to 1, and the spectroscope 3 is connected to the other branch fiber 62.
【0070】 光源2は、例えば重水素ランプとハロゲンランプとから
なり、波長220〜800nmの光を出力する。分光器
3は、例えばブレーズドホログラフィック凹面回折格子
を用いた分光器である。The light source 2 includes, for example, a deuterium lamp and a halogen lamp, and outputs light having a wavelength of 220 to 800 nm. The spectroscope 3 is, for example, a spectroscope using a blazed holographic concave diffraction grating.
【0071】 OMA4は、例えばCCDによる1次元エリアイメージ
センサと、読み出し回路、信号処理回路及びAD変換器
などによって構成されており(図2参照)、検出した光
のスペクトルデータを出力する。The OMA 4 is composed of, for example, a one-dimensional area image sensor using a CCD, a readout circuit, a signal processing circuit, an AD converter, and the like (see FIG. 2), and outputs spectrum data of detected light.
【0072】 以上の構成のインライン膜厚測定系1においては、光源
2からの光がY字型光ファイバー6を通じて基材Sの薄
膜形成面に照射され、その基材Sで反射された光がY字
型光ファイバー6を通じて分光器3に導かれ、この分光
器3にて分光された光がOMA4に入射する光学系が形
成され、そのOMA4の出力信号つまり基材Sからの反
射光で分光器3にて分光された光のスペクトルデータが
マイクロコンピュータ5に入力される。In the in-line film thickness measuring system 1 having the above configuration, the light from the light source 2 is applied to the thin film forming surface of the base material S through the Y-shaped optical fiber 6, and the light reflected by the base material S is converted to Y light. An optical system is formed through which the light separated by the spectroscope 3 is incident on the OMA 4 through the U-shaped optical fiber 6, and the output signal of the OMA 4, that is, the reflected light from the base material S forms the spectroscope 3. Is input to the microcomputer 5.
【0073】 マイクロコンピュータ5には、膜厚算出のソフトウェア
として、基材の裏面の反射及び各層の光学定数(屈折率
・吸収係数)の波長分散を考慮した多層膜の反射特性を
計算でき、かつカーブフィッティング機能を有するソフ
トウェアが設定されている。このソフトウェアでは、成
膜される薄膜より下の各層の光学定数及び厚さ、さらに
は成膜される薄膜層の光学定数を前もって入力・固定し
ておくことにより、1つの反射率スペクトルから単層の
みならず複数層の積層膜の膜厚を算出することができ
る。The microcomputer 5 can calculate the reflection characteristics of the multilayer film in consideration of the reflection on the back surface of the base material and the wavelength dispersion of the optical constants (refractive index and absorption coefficient) of each layer as software for calculating the film thickness. Software having a curve fitting function is set. With this software, the optical constant and thickness of each layer below the thin film to be deposited and the optical constant of the thin film layer to be deposited are input and fixed in advance, so that a single layer In addition, it is possible to calculate the thickness of the multilayer film having a plurality of layers.
【0074】 そして、本実施形態では、マイクロコンピュータ5で算
出された膜厚データを成膜生成制御系7にフィードバッ
クして基材Sに形成される薄膜の膜厚を制御するところ
に特徴がある。The present embodiment is characterized in that the film thickness data calculated by the microcomputer 5 is fed back to the film formation generation control system 7 to control the film thickness of the thin film formed on the substrate S. .
【0075】 具体的には、成膜生成制御系7において、マイクロコン
ピュータ5で算出された膜厚データと、予め設定された
膜厚設定値との差を算出し、その差が0になるように、
高電圧パルス電源部110、111の発振周波数あるい
は電圧等を制御する、というフィードバック制御を行う
ことによって基材Sに形成される薄膜の膜厚を一定に保
つようにしている。Specifically, the film formation control system 7 calculates a difference between the film thickness data calculated by the microcomputer 5 and a preset film thickness set value, and sets the difference to 0. To
The thickness of the thin film formed on the base material S is kept constant by performing feedback control of controlling the oscillation frequency or voltage of the high voltage pulse power supply units 110 and 111.
【0076】 なお、このようなフィードバック制御に用いる制御因子
としては、前記したようなプラズマ放電のための電源電
圧・周波数のほか、例えば処理用ガスの流量などの処理
用ガス供給系の各条件等が挙げられる。さらにそれら全
てを組み合わせたプラズマ放電条件を制御因子として膜
厚制御を行ってもよい。The control factors used for such feedback control include the above-described power supply voltage and frequency for plasma discharge, and various conditions of the processing gas supply system such as the flow rate of the processing gas. Is mentioned. Further, the film thickness control may be performed by using the plasma discharge conditions in which all of them are combined as a control factor.
【0077】[0077]
まず、図3に示した成膜装置において、放電プラズマ処
理装置120、121内に配置のロール電極130、1
31として、幅810mm×直径400mmのサイズ
で、電極対向面に固体誘電体として肉厚15mmの酸化
アルミニウムを溶射法でコーティングしたものを使用し
た。また、曲面電極140、141には、投影面積で幅
810mm×長さ100mm、曲率半径が202mmの
サイズで、電極対向面に固体誘電体として、肉厚15m
mの酸化アルミニウムを溶射法でコーティングしたもの
を使用した。First, in the film forming apparatus shown in FIG. 3, the roll electrodes 130, 1 arranged in the discharge plasma processing apparatuses 120, 121 are used.
31 was used having a size of 810 mm in width × 400 mm in diameter and coated with aluminum oxide having a thickness of 15 mm as a solid dielectric on the electrode facing surface by a thermal spraying method. Each of the curved electrodes 140 and 141 has a projected area of 810 mm in width × 100 mm in length and a radius of curvature of 202 mm, and has a wall thickness of 15 m as a solid dielectric on the electrode facing surface.
m was coated with aluminum oxide by thermal spraying.
【0078】 処理用ガス供給部150、151と、処理用ガス排出部
170、171には、それぞれ図4に示したガス吹き出
し用のスリット25を有するものを用いた。As the processing gas supply units 150 and 151 and the processing gas discharge units 170 and 171, those having the gas blowing slits 25 shown in FIG. 4 were used.
【0079】 高電圧パルス電源110、111としてハイデン研究所
社製(半導体素子:IXYS社製、型番IXBH40N
160−627G)のものを使用し、ロール電極13
0、131と曲面電極140、141との間に、図5に
示すパルス電圧波形で、立ち上がり時間が5μs、パル
ス幅が70μsのパルス電界を印加した。The high-voltage pulse power supplies 110 and 111 are manufactured by Heiden Laboratories (semiconductor element: IXYS, model number IXBH40N).
160-627G), and the roll electrode 13
A pulse electric field having a pulse voltage waveform shown in FIG. 5 and a rise time of 5 μs and a pulse width of 70 μs was applied between 0 and 131 and the curved electrodes 140 and 141.
【0080】 そして、基材Sを、巻き出しロール180及び巻き取り
ロール181によって9.8N/m2 の引張り応力をか
けながら走行させて、各放電プラズマ処理装置120、
121に導入し、真空ポンプP10、P20で放電プラズマ
処理装置120、121内を約133Paにした後、キ
ャリアガスで大気圧に戻し、各実施例の処理条件で、放
電プラズマで励起した処理用ガスを基材Sの表面に接触
させて基材S上に薄膜を形成した。Then, the substrate S is caused to run while applying a tensile stress of 9.8 N / m 2 by the unwinding roll 180 and the winding roll 181, and the discharge plasma processing apparatuses 120,
After introducing into the discharge plasma processing apparatus 120 and 121 to about 133 Pa with the vacuum pumps P10 and P20, the pressure is returned to the atmospheric pressure with the carrier gas, and the processing gas excited by the discharge plasma under the processing conditions of each embodiment. Was brought into contact with the surface of the substrate S to form a thin film on the substrate S.
【0081】 一方、図3に示すインライン膜厚測定系1において、光
源2には大塚電子社製:MC−2530を用いた。この
光源2は重水素ランプとハロゲンランプとからなり、波
長範囲220〜800nmのスペクトル分布を有する。On the other hand, in the in-line film thickness measuring system 1 shown in FIG. 3, the light source 2 used was MC-2530 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. The light source 2 includes a deuterium lamp and a halogen lamp, and has a spectral distribution in a wavelength range of 220 to 800 nm.
【0082】 また、Y字型光ファイバー8には大塚電子社製のものを
用いた(型番無し) 。このY字型光ファイバーはφ25
0μmの石英系素線ファイバーをバンドルしたものであ
る。このY字型光ファイバーの分岐した一方を光源2
に、もう一方を分光器3に接続するとともに、融合され
たファイバー端を、放電プラズマ処理装置121の出口
シール155から出た基材Sがロール156に接する直
前1.5mmの位置に基材S面から1mmの間隔をおい
て設置した。The Y-shaped optical fiber 8 was manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. (no model number). This Y-shaped optical fiber is φ25
It is a bundle of 0 μm quartz elementary fiber. One of the branched Y-shaped optical fibers is used as a light source 2.
The other end is connected to the spectroscope 3, and the fused fiber end is placed at a position of 1.5 mm immediately before the base material S coming out of the outlet seal 155 of the discharge plasma processing apparatus 121 comes into contact with the roll 156. It was installed at an interval of 1 mm from the surface.
【0083】 基材Sからの反射光の分光・測定には、分光器3及びO
MA4の両者が組み込まれた装置:大塚電子社製、MC
PD−7000を用いた。この装置は、ブレーズドホロ
グラフィック凹面回折格子による分光器とCCDによる
1次元エリアイメージセンサを用いたOMAとを備えて
おり、測定の波長精度が1nmである。For spectroscopic / measurement of the reflected light from the substrate S, the spectroscope 3 and the O
Apparatus incorporating both MA4: Otsuka Electronics Co., Ltd., MC
PD-7000 was used. This apparatus includes a spectroscope using a blazed holographic concave diffraction grating and an OMA using a one-dimensional area image sensor using a CCD, and has a wavelength accuracy of 1 nm for measurement.
【0084】 そして、MCPD−7000の出力をインターフェース
を介してマイクロコンピュータ5(ソフトウェアは大塚
電子社製、型番無し)で処理することにより、成膜され
た基材Sの反射率スペクトルを得た。ただし、測定条件
は1分間隔で、1回の測定は20msのサンプリング時
間で10回積算とした。 <実施例1> 図3に示す成膜装置において、幅800mm、厚み17
5μmPET(帝人社製、OLF175)基材をロール
電極130に密着させ、走行速度0.5/分にて基材を
走行させた。放電プラズマ処理装置120に、原料とし
てテトライソプロポキシチタネート1cc/分、キャリ
アガスとしてアルゴン60SLMを導入し、繰り返し周
波数4kHz、電圧2kVp-p のパルス電圧を印加して
プラズマ放電させてPET基材上にTiO2 を成膜し
た。このとき、インライン膜厚測定系1にてTiO2 の
膜厚を測定した。その測定結果を図6に示す。 <実施例2> 図3に示す成膜装置において、実施例1と同じPET基
材をロール電極131に密着させ、走行速度0.5m/
分にて基材を走行させた。放電プラズマ処理装置121
に、原料としてテトラエトキシシラン1cc/分、キャ
リアガスとしてアルゴン34SLM、窒素8SLM、酸
素8SLMを導入し、繰り返し周波数4kHz、電圧6
5Vp-p のパルス電圧を印加してプラズマ放電させてP
ET基材上にSiO2 を成膜した。このとき、インライ
ン膜厚測定系1によって得られた測定膜厚値を入力とし
て、成膜生成制御系7側のマイクロコンピュータ(ソフ
トウェアは大塚電子社製:型番無し)によって、高圧パ
ルス電源111の発振周波数にフィードバックをかける
ことにより、SiO2 の膜厚が130nmになるように
制御した。結果を図7に示す。この図7から明らかなよ
うに、PET基材に形成される薄膜の膜厚が、設定値±
2nm以内に収まっていることがわかる。 <比較例1> 実施例1で成膜された基材の幅方向の中央部を流れ方向
に50cmおきに5cm角ずつ切り抜き、裏面を#40
0のサンドペーパーで荒らした後に黒マジックで直径2
cm程度の大きさに塗りつぶした。この裏面処理したサ
ンプルの波長200〜800nmの反射率スペクトルを
分光光度計(日立製作所社製:型式「U−3000)で
測定した。この反射率スペクトルを光学特性計算ソフト
(J.A.Woollam社製:W.A.S.E.fo
r Windows)にかけてTiO2 膜厚を算出し
た。その算出結果を図6に示す。この図6から、インラ
イン膜厚測定定系1による測定結果(実施例1)が、原
料供給開始直後の変動を着実 に捉えていることがわかる。 <比較例2> 実施例2において、フィードバック制御を行わない以外
は実施例2と同じとして、PET基材上にSiO2 を積
層した。その場合の基材の流れ方向のSiO2の膜厚分
布を図7に示す。この図7の結果から、フィードバック
制御を行わない場合には、混合ガス流量が減少したり、
曲面電極にSiO2が付着したりする等の原因により、
PET基材上に成膜されるSiO2 膜厚が減少している
ことがわ かる。Then, the output of the MCPD-7000 was processed by a microcomputer 5 (software manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., no model number) via an interface, thereby obtaining a reflectance spectrum of the substrate S on which the film was formed. However, the measurement conditions were one minute intervals, and one measurement was performed ten times with a sampling time of 20 ms. Example 1 In the film forming apparatus shown in FIG.
A 5 μm PET (OLF175, manufactured by Teijin Limited) substrate was brought into close contact with the roll electrode 130, and the substrate was run at a running speed of 0.5 / min. 1 cc / min of tetraisopropoxytitanate as a raw material and 60 SLM of argon as a carrier gas are introduced into a discharge plasma processing apparatus 120, and a pulse voltage of a repetition frequency of 4 kHz and a voltage of 2 kVp-p is applied to cause a plasma discharge to be performed on a PET substrate. TiO2 was deposited. At this time, the TiO2 film thickness was measured by the in-line film thickness measuring system 1. FIG. 6 shows the measurement results. <Example 2> In the film forming apparatus shown in FIG. 3, the same PET substrate as in Example 1 was brought into close contact with the roll electrode 131, and the traveling speed was 0.5 m /
The substrate was run in minutes. Discharge plasma processing apparatus 121
Then, 1 cc / min of tetraethoxysilane as a raw material, 34 SLM of argon, 8 SLM of nitrogen, and 8 SLM of oxygen are introduced as a carrier gas, and a repetition frequency of 4 kHz and a voltage of 6
A pulse voltage of 5 Vp-p is applied to cause a plasma discharge and P
SiO2 was formed on the ET substrate. At this time, the measurement film thickness value obtained by the in-line film thickness measurement system 1 is input, and the microcomputer (software made by Otsuka Electronics Co., Ltd .: no model number) on the film formation control system 7 side oscillates the high-voltage pulse power supply 111. The frequency was fed back to control the thickness of the SiO2 film to 130 nm. FIG. 7 shows the results. As is clear from FIG. 7, the thickness of the thin film formed on the PET base material is equal to the set value ±
It can be seen that it is within 2 nm. <Comparative Example 1> The center part in the width direction of the base material formed in Example 1 was cut out at intervals of 50 cm in 5 cm squares in the flow direction, and the back surface was # 40.
0 with sandpaper and black magic with diameter 2
It was painted to a size of about cm. The reflectance spectrum of this back-treated sample at a wavelength of 200 to 800 nm was measured with a spectrophotometer (manufactured by Hitachi, Ltd .: Model “U-3000”), and the reflectance spectrum was measured by optical property calculation software (JA Woollam). Manufactured by: WASEfo
r Windows) to calculate the TiO2 film thickness. FIG. 6 shows the calculation results. From FIG. 6, it can be seen that the measurement result (Example 1) by the in-line film thickness measurement system 1 steadily captures the fluctuation immediately after the start of the raw material supply. <Comparative Example 2> SiO2 was laminated on a PET substrate in the same manner as in Example 2 except that feedback control was not performed. FIG. 7 shows the SiO2 film thickness distribution in the flow direction of the substrate in that case. From the results of FIG. 7, when the feedback control is not performed, the mixed gas flow rate decreases,
Due to factors such as SiO2 adhering to the curved electrode,
It can be seen that the thickness of the SiO2 film formed on the PET substrate has decreased.
【0085】[0085]
以上説明したように、本発明の常圧プラズマを用いた連
続成膜法によれば、基材に形成した薄膜の膜厚を非破壊
でかつインラインにて測定することができる。また、膜
厚の変動を測定できるので、その膜厚測定値をもとにフ
ィードバック制御を行うことにより、膜厚を一定に保つ
ことができる。その結果、連続して供給される基材上
に、反射防止膜や高反射膜あるいはフィルターなどの高
精度が要求される光学薄膜等の各種薄膜を、高い膜厚精
度でかつ安定して形成することができる。As described above, according to the continuous film forming method using normal pressure plasma of the present invention, the thickness of a thin film formed on a substrate can be measured nondestructively and in-line. Further, since the fluctuation of the film thickness can be measured, the film thickness can be kept constant by performing the feedback control based on the measured value of the film thickness. As a result, on a continuously supplied substrate, various thin films such as an anti-reflection film, a high-reflection film, or an optical thin film requiring high accuracy such as a filter are formed with high film thickness accuracy and stably. be able to.
【図1】 従来の放電プラズマ処理装置の一例を示す説明図であ
る。FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a conventional discharge plasma processing apparatus.
【図2】 インライン膜厚測定系の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of an in-line film thickness measurement system.
【図3】 本発明の常圧プラズマを用いた連続成膜法を実施する装
置の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing an example of an apparatus for performing a continuous film forming method using normal pressure plasma of the present invention.
【図4】 本発明の実施形態に適用する処理用ガス供給部の構成を
示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a processing gas supply unit applied to the embodiment of the present invention.
【図5】 放電プラズマ処理装置の対向電極間に印加するパルス電
圧の波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram of a pulse voltage applied between opposed electrodes of the discharge plasma processing apparatus.
【図6】 実施例1の膜厚測定結果と比較例1の膜厚算出結果とを
併記して示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing both the film thickness measurement result of Example 1 and the film thickness calculation result of Comparative Example 1.
【図7】 実施例2の膜厚測定結果と比較例2の膜厚測定結果を併
記して示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the thickness measurement results of Example 2 and Comparative Example 2 together.
1 インライン膜厚測定系 2 光源 3 分光器 4 オプティカルマルチチャンネルアナライザ(OM
A) 5 マイクロコンピュータ 6 Y字型光ファイバー 110,111 高電圧パルス電源部 120,121 放電プラズマ処理装置 130,131 ロール電極 140,141 曲面電極 150,151 処理用ガス供給部 160,161 固体誘電体 170,171 処理用ガス排出部1 In-line film thickness measurement system 2 Light source 3 Spectroscope 4 Optical multi-channel analyzer (OM
A) 5 microcomputer 6 Y-shaped optical fiber 110, 111 high-voltage pulse power supply unit 120, 121 discharge plasma processing unit 130, 131 roll electrode 140, 141 curved surface electrode 150, 151 processing gas supply unit 160, 161 solid dielectric 170 , 171 Processing gas discharge unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA30 BB13 BB15 BB17 CC02 CC31 DD06 FF00 GG02 GG03 HH13 JJ02 JJ09 JJ25 LL02 LL42 LL67 NN20 PP16 QQ01 QQ03 QQ23 QQ25 QQ27 4F006 AA35 AB67 AB68 BA09 BA14 4K030 AA11 AA16 AA18 BA44 BA46 CA07 CA17 FA03 GA14 KA39 KA41 LA24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA30 BB13 BB15 BB17 CC02 CC31 DD06 FF00 GG02 GG03 HH13 JJ02 JJ09 JJ25 LL02 LL42 LL67 NN20 PP16 QQ01 QQ03 QQ23 QQ25 QQ27 4F006 AA11 BA67A18 BA09A09 BA09A09 CA17 FA03 GA14 KA39 KA41 LA24
Claims (2)
で、放電プラズマ処理を行うことにより基材上に薄膜を
形成する連続成膜法において、成膜された基材上に光を
照射する光源と、基材で反射された反射光を分光する分
光器と、その分光された光を検出するオプティカルマル
チチャンネルアナライザと、このアナライザの出力に基
づいて薄膜の膜厚を算出するコンピュータとを設けて、
基材に成膜された薄膜の膜厚をインラインで測定するこ
とを特徴とする常圧プラズマを用いた連続成膜法。In a continuous film forming method for forming a thin film on a substrate by performing a discharge plasma treatment in a mixed gas atmosphere under a pressure near the atmospheric pressure, light is applied to the formed substrate. A light source, a spectroscope that splits the light reflected by the substrate, an optical multi-channel analyzer that detects the split light, and a computer that calculates the thickness of the thin film based on the output of the analyzer. Provided,
A continuous film forming method using normal pressure plasma, wherein the film thickness of a thin film formed on a substrate is measured in-line.
膜厚と、予め設定された設定膜厚との差を薄膜生成制御
系にフィードバックすることにより、膜厚の制御を行う
ことを特徴とする請求項1記載の常圧プラズマを用いた
連続成膜法。2. The film thickness is controlled by feeding back a difference between a film thickness of a thin film calculated by a computer and a preset film thickness to a thin film generation control system. 2. A continuous film forming method using the normal pressure plasma according to 1.
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