JPH06280026A - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents
成膜装置及び成膜方法Info
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- JPH06280026A JPH06280026A JP5089116A JP8911693A JPH06280026A JP H06280026 A JPH06280026 A JP H06280026A JP 5089116 A JP5089116 A JP 5089116A JP 8911693 A JP8911693 A JP 8911693A JP H06280026 A JPH06280026 A JP H06280026A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 気相法でフレキシブルなフィルム状の基板上
に薄膜を形成する際に、薄膜に残存する内部応力によっ
て基板が反ってしまうことを防止する。 【構成】 気相法で薄膜を形成する際に予め、成膜せん
とする薄膜に残存する内部応力を打ち消す向きに応力が
働くように基板を湾曲させておき、成膜を行う。こうす
ることにより、基板の湾曲に起因する応力と基板上に成
膜される薄膜に残存する応力とが打ち消し合い、基板の
反り、薄膜と基板との界面における応力、該応力に起因
するクラック、等を防ぐことができる。
に薄膜を形成する際に、薄膜に残存する内部応力によっ
て基板が反ってしまうことを防止する。 【構成】 気相法で薄膜を形成する際に予め、成膜せん
とする薄膜に残存する内部応力を打ち消す向きに応力が
働くように基板を湾曲させておき、成膜を行う。こうす
ることにより、基板の湾曲に起因する応力と基板上に成
膜される薄膜に残存する応力とが打ち消し合い、基板の
反り、薄膜と基板との界面における応力、該応力に起因
するクラック、等を防ぐことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、残留応力が小さく、基
板との密着性に優れた薄膜の作製装置、及びその作製方
法に関するものである。
板との密着性に優れた薄膜の作製装置、及びその作製方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、薄膜形成方法としては、ＰＶ
Ｄ分野ではスパッタ法、イオン化蒸着法等が、ＣＶＤ分
野ではプラズマＣＶＤ法がその代表的なものとして知ら
れている。
Ｄ分野ではスパッタ法、イオン化蒸着法等が、ＣＶＤ分
野ではプラズマＣＶＤ法がその代表的なものとして知ら
れている。
【０００３】図１に示すのは、容量結合型の高周波グロ
ー放電を利用したＣＶＤ装置であり、高周波電源系(5)
、高周波給電電極(1) 、対向接地電極(2) 、被形成面
を有する基板（3)、平行に配置されたフラットな電極
(1),(2) 間において発生するプラズマ領域(4) が示され
ている。この方式は高周波給電電極(1) 側に配置された
基板(3) 側に働く自己バイアスを利用して成膜を行う装
置である。
ー放電を利用したＣＶＤ装置であり、高周波電源系(5)
、高周波給電電極(1) 、対向接地電極(2) 、被形成面
を有する基板（3)、平行に配置されたフラットな電極
(1),(2) 間において発生するプラズマ領域(4) が示され
ている。この方式は高周波給電電極(1) 側に配置された
基板(3) 側に働く自己バイアスを利用して成膜を行う装
置である。
【０００４】また図２に示すのは、誘導結合型のＣＶＤ
装置であって、高周波励起用コイル(6) から誘導エネル
ギーを加えることによってプラズマ領域(4) を形成し、
プラズマ領域で活性化された原料のイオンを外部バイア
ス印加用補助電極からの電界によってフィルム状の基板
(3) に導き、フレキシブルな基板(3) 上に薄膜形成を行
う方式である。またこの方式は、円筒ローラとガイドロ
ーラによってフィルム状の基板が連続的に移動し、基板
(3) 上に連続的に薄膜形成を行うものである。
装置であって、高周波励起用コイル(6) から誘導エネル
ギーを加えることによってプラズマ領域(4) を形成し、
プラズマ領域で活性化された原料のイオンを外部バイア
ス印加用補助電極からの電界によってフィルム状の基板
(3) に導き、フレキシブルな基板(3) 上に薄膜形成を行
う方式である。またこの方式は、円筒ローラとガイドロ
ーラによってフィルム状の基板が連続的に移動し、基板
(3) 上に連続的に薄膜形成を行うものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１に示すＣＶＤ装置
を用いてダイヤモンド状炭素薄膜に代表される大きな圧
縮性残留応力を有する薄膜を形成した場合、ダイヤモン
ド状炭素薄膜は1010dyne/cm2台の大きな圧縮応力を有し
ているので、成膜面を上に凸状に膜が反り返る様な力が
働いている薄膜になってしまう。
を用いてダイヤモンド状炭素薄膜に代表される大きな圧
縮性残留応力を有する薄膜を形成した場合、ダイヤモン
ド状炭素薄膜は1010dyne/cm2台の大きな圧縮応力を有し
ているので、成膜面を上に凸状に膜が反り返る様な力が
働いている薄膜になってしまう。
【０００６】この状態を図５を用いて説明する。図５
(A) は、基板(3) 上に圧縮性残留内部応力を有する薄膜
(13)を形成した状態が示されている。薄膜(13)に圧縮性
残留内部応力が働いている時、薄膜(13)は図に示すよう
に反り返ろうとする。この場合当然基板(3) との間に応
力が発生し、薄膜(13)と基板(3) との密着性の低下、剥
離やクラックの発生、といった問題が生じる。
(A) は、基板(3) 上に圧縮性残留内部応力を有する薄膜
(13)を形成した状態が示されている。薄膜(13)に圧縮性
残留内部応力が働いている時、薄膜(13)は図に示すよう
に反り返ろうとする。この場合当然基板(3) との間に応
力が発生し、薄膜(13)と基板(3) との密着性の低下、剥
離やクラックの発生、といった問題が生じる。
【０００７】特に基板として、フレキシブルなフィルム
状の基板を用いた場合、薄膜が外側、基板が内側となる
ようにカールしてしまう。
状の基板を用いた場合、薄膜が外側、基板が内側となる
ようにカールしてしまう。
【０００８】また図２に示すＣＶＤ装置を用いた場合に
は、基板(3) が移動する長手方向の圧縮性残留応力は基
板が巻き取られることによってキャンセルされ、あまり
大きな問題とはならないが、基板(3) の幅方向の圧縮性
残留内部応力によってやはり成膜後に基板がカール（丸
まる）してしまう。
は、基板(3) が移動する長手方向の圧縮性残留応力は基
板が巻き取られることによってキャンセルされ、あまり
大きな問題とはならないが、基板(3) の幅方向の圧縮性
残留内部応力によってやはり成膜後に基板がカール（丸
まる）してしまう。
【０００９】この基板(3) の幅方向の圧縮残留性応力
は、後に矯正処理を行っても容易に元には戻らず、たと
え復元したとしても今度は薄膜と基板との界面にストレ
スを内在させてしまい、クラック、剥離等を誘発するも
のであり、長期的な視点から見ても信頼性に欠けるもの
である。
は、後に矯正処理を行っても容易に元には戻らず、たと
え復元したとしても今度は薄膜と基板との界面にストレ
スを内在させてしまい、クラック、剥離等を誘発するも
のであり、長期的な視点から見ても信頼性に欠けるもの
である。
【００１０】また以上の問題は、ＣＶＤ法（気相反応
法）で成膜した薄膜には程度の差はあれ存在している問
題である。
法）で成膜した薄膜には程度の差はあれ存在している問
題である。
【００１１】本発明は、以上説明したような気相法で成
膜した薄膜の残留応力の問題を解決することを目的とす
る。
膜した薄膜の残留応力の問題を解決することを目的とす
る。
【００１２】
〔第１の発明〕第１の発明は、気相法で基板上に薄膜を
形成する成膜装置であって、成膜後に薄膜に残留する内
部応力を打ち消す方向に基板を湾曲させる機能を有する
成膜装置、を要旨とする。
形成する成膜装置であって、成膜後に薄膜に残留する内
部応力を打ち消す方向に基板を湾曲させる機能を有する
成膜装置、を要旨とする。
【００１３】上記第１の発明において、気相法というの
は、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法をいう。また薄膜の
種類としては、ダイヤモンド状炭素薄膜、半導体薄膜、
絶縁体薄膜、導体薄膜等の一般に公知の薄膜全般を挙げ
ることができる。内部応力を打ち消す方向に基板を湾曲
させるというのは、薄膜の内部に残留する応力によって
基板自体が反る方向とは逆の方向に基板を予め反らして
おくことをいう。こうしておくことで、薄膜の残留内部
応力によって基板が反った場合、予め施しておいた反り
と薄膜の反りとが互いに打ち消し合い、結果として反り
のない薄膜と基板との一体物を得ることができる。
は、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法をいう。また薄膜の
種類としては、ダイヤモンド状炭素薄膜、半導体薄膜、
絶縁体薄膜、導体薄膜等の一般に公知の薄膜全般を挙げ
ることができる。内部応力を打ち消す方向に基板を湾曲
させるというのは、薄膜の内部に残留する応力によって
基板自体が反る方向とは逆の方向に基板を予め反らして
おくことをいう。こうしておくことで、薄膜の残留内部
応力によって基板が反った場合、予め施しておいた反り
と薄膜の反りとが互いに打ち消し合い、結果として反り
のない薄膜と基板との一体物を得ることができる。
【００１４】基板を湾曲させる機能というのは、基板を
強制的に湾曲させる基板保持手段また基板搬送手段、基
板を湾曲した部材に沿わせることにより基板を湾曲させ
る手段、のことである。本発明は、圧縮性残留内部応力
あるいは引張性残留内部応力を有する薄膜全てに応用で
きるものである。
強制的に湾曲させる基板保持手段また基板搬送手段、基
板を湾曲した部材に沿わせることにより基板を湾曲させ
る手段、のことである。本発明は、圧縮性残留内部応力
あるいは引張性残留内部応力を有する薄膜全てに応用で
きるものである。
【００１５】本発明を実施する手順の例を以下に説明す
る。 ・薄膜の残留内部応力をあらかじめ計測しておくか、も
しくは薄膜を形成することでどの程度カールするか、そ
の度合いを定量的に把握しておく。 ・上記薄膜の残留内部応力による変形量に見合った曲率
を基板に与えて成膜を行う。 以上の工程を採ることによって、フラットな状態の薄膜
が形成された基板を得ることができる。
る。 ・薄膜の残留内部応力をあらかじめ計測しておくか、も
しくは薄膜を形成することでどの程度カールするか、そ
の度合いを定量的に把握しておく。 ・上記薄膜の残留内部応力による変形量に見合った曲率
を基板に与えて成膜を行う。 以上の工程を採ることによって、フラットな状態の薄膜
が形成された基板を得ることができる。
【００１６】本発明を利用することによって得られる薄
膜の状態を図５(B) に簡単に示す。圧縮性残留内部応力
を有する薄膜(13)をフレキシブルなフィルム状基板(3)
の表面に成膜すると、圧縮性の応力のため基板(3) は図
５(A) に示すように反ろうとする。そこで本発明に示す
ように、成膜時において基板を図５(A) に示す状態と逆
の方向に反らしておくことによって、基板の反ることに
よる応力と薄膜が有する圧縮性残留内部応力とを打ち消
し合わせ、図５(B) に示すような状態を実現することが
できる。なお、成膜時に予め基板に付与する曲率はフィ
ルムにシワ、キズ等を誘発することがない曲率半径であ
ることが重要である。
膜の状態を図５(B) に簡単に示す。圧縮性残留内部応力
を有する薄膜(13)をフレキシブルなフィルム状基板(3)
の表面に成膜すると、圧縮性の応力のため基板(3) は図
５(A) に示すように反ろうとする。そこで本発明に示す
ように、成膜時において基板を図５(A) に示す状態と逆
の方向に反らしておくことによって、基板の反ることに
よる応力と薄膜が有する圧縮性残留内部応力とを打ち消
し合わせ、図５(B) に示すような状態を実現することが
できる。なお、成膜時に予め基板に付与する曲率はフィ
ルムにシワ、キズ等を誘発することがない曲率半径であ
ることが重要である。
【００１７】
【作用】成膜時において、成膜される薄膜の内部応力を
打ち消すような応力を予め被形成面を有する基板に与え
ておくことで、薄膜が有する内部応力を打ち消さすこと
ができ、薄膜形成行為により生じる基板の変形、すなわ
ちフレキシブルなフィルム状のもので起こるカール現象
を未然に防止あるいは低減することができる。
打ち消すような応力を予め被形成面を有する基板に与え
ておくことで、薄膜が有する内部応力を打ち消さすこと
ができ、薄膜形成行為により生じる基板の変形、すなわ
ちフレキシブルなフィルム状のもので起こるカール現象
を未然に防止あるいは低減することができる。
【００１８】
【実施例】以下に示す実施例においては、フィルム状の
基板上にダイヤモンド状炭素薄膜を形成する例を示す
が、基板としては、曲率を与えることのできる材料であ
れば特にその材料が限定されるものではなく、また基板
上に成膜される薄膜も成膜後に残留する内部応力が問題
となる薄膜であれば本発明が利用できることはいうまで
もない。また、以下の実施例においては圧縮性残留内部
応力を有する薄膜の例を示すが、引張性残留内部応力を
有する薄膜を形成する場合には、曲率の与え方を反対に
すればよい。
基板上にダイヤモンド状炭素薄膜を形成する例を示す
が、基板としては、曲率を与えることのできる材料であ
れば特にその材料が限定されるものではなく、また基板
上に成膜される薄膜も成膜後に残留する内部応力が問題
となる薄膜であれば本発明が利用できることはいうまで
もない。また、以下の実施例においては圧縮性残留内部
応力を有する薄膜の例を示すが、引張性残留内部応力を
有する薄膜を形成する場合には、曲率の与え方を反対に
すればよい。
【００１９】〔実施例１〕本発明の実施例を図３及び図
４に基づいて説明する。図３及び図４に示すのは、ロー
ルツーロールタイプの容量結合型で平行平板構成の高周
波プラズマＣＶＤ装置である。図４は装置を斜め方向か
ら立体的に見た図面であり、図３は基板であるフィルム
が送り出される方向( 矢印(12)で示される方向）に垂直
な方向から見た断面図である。
４に基づいて説明する。図３及び図４に示すのは、ロー
ルツーロールタイプの容量結合型で平行平板構成の高周
波プラズマＣＶＤ装置である。図４は装置を斜め方向か
ら立体的に見た図面であり、図３は基板であるフィルム
が送り出される方向( 矢印(12)で示される方向）に垂直
な方向から見た断面図である。
【００２０】図３及び図４において、高周波電源系(13.
56MHz)(5) 、フレキシブルな基板であるフィルム(3) 、
高周波給電電極(1) 、対向接地電極(2) 、プラズマ領域
(4)、基板が送り出される方向(12)が示されている。
56MHz)(5) 、フレキシブルな基板であるフィルム(3) 、
高周波給電電極(1) 、対向接地電極(2) 、プラズマ領域
(4)、基板が送り出される方向(12)が示されている。
【００２１】この装置は、高周波給電電極(1) 側に働く
自己バイアスを制御することにより膜質を決定するもの
で、特別に外部よりバイアス等を付与する必要が無いシ
ンプルな系を構成している。勿論、外部より直流バイア
スを印加する構成を採用することもできる。
自己バイアスを制御することにより膜質を決定するもの
で、特別に外部よりバイアス等を付与する必要が無いシ
ンプルな系を構成している。勿論、外部より直流バイア
スを印加する構成を採用することもできる。
【００２２】本実施例においては、基板となるフィルム
(12)として、厚さ１０μｍ、幅１３０ｍｍ、長さ９０ｍ
のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いた。高
周波給電電極(1) の幅は１８０ｍｍ、長さ２５０ｍｍで
あり、厚さは２０ｍｍである。この電極(1) には図３に
示すようにその幅方向（図３でいうと紙面左右方向）に
３６０ｍｍの曲率半径を与え、湾曲させてある。また対
向接地電極(2) も高周波給電電極(1) と同じ寸法であ
り、やはり高周波給電電極と同様の３６０ｍｍの曲率半
径を同じ方向に与えてある。
(12)として、厚さ１０μｍ、幅１３０ｍｍ、長さ９０ｍ
のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いた。高
周波給電電極(1) の幅は１８０ｍｍ、長さ２５０ｍｍで
あり、厚さは２０ｍｍである。この電極(1) には図３に
示すようにその幅方向（図３でいうと紙面左右方向）に
３６０ｍｍの曲率半径を与え、湾曲させてある。また対
向接地電極(2) も高周波給電電極(1) と同じ寸法であ
り、やはり高周波給電電極と同様の３６０ｍｍの曲率半
径を同じ方向に与えてある。
【００２３】薄膜の形成は、基板であるフィルム(3) を
５０ｍ／min の速度で図４の矢印(12)で示す方向に走行
させながら行う。この薄膜の形成の際、フィルム(3) は
高周波給電電極(1) に沿って走行するので、高周波給電
電極(1) の曲率に従って図３の(3) に示すように湾曲す
る。
５０ｍ／min の速度で図４の矢印(12)で示す方向に走行
させながら行う。この薄膜の形成の際、フィルム(3) は
高周波給電電極(1) に沿って走行するので、高周波給電
電極(1) の曲率に従って図３の(3) に示すように湾曲す
る。
【００２４】こうすることで、図５(A) のようになろう
とする薄膜(13)に対して基板を予め図５(A) に示す方向
とは逆の向きに湾曲させておくことによって、薄膜(13)
が有する残留応力をキャンセルさせることができる。
とする薄膜(13)に対して基板を予め図５(A) に示す方向
とは逆の向きに湾曲させておくことによって、薄膜(13)
が有する残留応力をキャンセルさせることができる。
【００２５】以上のような構成のプラズマＣＶＤ装置を
用い、フィルム(3) 上にダイヤモンド状炭素薄膜を５０
０Åの厚さに形成した。このダイヤモンド状炭素薄膜の
成膜条件は、図１に示す装置を用いた場合、1.7 ×1010
dyne／cm2 の圧縮性残留内部応力を有するダイヤモンド
状炭素薄膜が形成される成膜条件で成膜を行った。具体
的な成膜条件を以下に示す。 投入電力 1.5 Kw 成膜圧力 80 Pa 基板間隔 15mm 基板温度 非加熱 成膜ガス C2H6＋H2 (200sccm/50sccm)
用い、フィルム(3) 上にダイヤモンド状炭素薄膜を５０
０Åの厚さに形成した。このダイヤモンド状炭素薄膜の
成膜条件は、図１に示す装置を用いた場合、1.7 ×1010
dyne／cm2 の圧縮性残留内部応力を有するダイヤモンド
状炭素薄膜が形成される成膜条件で成膜を行った。具体
的な成膜条件を以下に示す。 投入電力 1.5 Kw 成膜圧力 80 Pa 基板間隔 15mm 基板温度 非加熱 成膜ガス C2H6＋H2 (200sccm/50sccm)
【００２６】巻き取りロールにより回収したフィルムを
目視により検査したところ、薄膜を形成する前のフラッ
トな状態が維持できており、ダイヤモンド状炭素薄膜の
物性に関しても、剥離は全く認められず全面に均一に形
成されていた。また硬度に関しては、ビッカース硬度は
基板及び、膜厚の問題で計測できなかったが、代用特性
として鋼球を押しつけ移動させたときの耐久性は全く問
題なく、満足の得られるものであった。
目視により検査したところ、薄膜を形成する前のフラッ
トな状態が維持できており、ダイヤモンド状炭素薄膜の
物性に関しても、剥離は全く認められず全面に均一に形
成されていた。また硬度に関しては、ビッカース硬度は
基板及び、膜厚の問題で計測できなかったが、代用特性
として鋼球を押しつけ移動させたときの耐久性は全く問
題なく、満足の得られるものであった。
【００２７】これは、成膜時に電極(1) の曲率に沿うよ
うに走行する基板(3) の表面に圧縮応力を有するダイヤ
モンド状炭素薄膜が形成されると、ダイヤモンド状炭素
薄膜はその内部残留応力によって、基板の反りとは反対
方向に反ろうとするので、結果として互いの反りが打ち
消し合い、残留内部応力はほとんど無い状態が実現でき
たためと考えられる。
うに走行する基板(3) の表面に圧縮応力を有するダイヤ
モンド状炭素薄膜が形成されると、ダイヤモンド状炭素
薄膜はその内部残留応力によって、基板の反りとは反対
方向に反ろうとするので、結果として互いの反りが打ち
消し合い、残留内部応力はほとんど無い状態が実現でき
たためと考えられる。
【００２８】〔比較例１〕ここでは比較例１として、実
施例１と同じ成膜条件において、図１に示す従来より公
知の高周波プラズマＣＶＤ装置を用いてダイヤモンド状
炭素薄膜(500Å厚）を形成した例を示す。基板としてＰ
ＥＴのフィルムを用いることや、電極の大きさや形状に
関しては、実施例１と同様である。即ち、実施例１と異
なるのは、電極に曲率を与える点、曲率を与えられた電
極に従って基板であるフィルムが同様の曲率でもって湾
曲する点、を除いては実施例１と同様である。
施例１と同じ成膜条件において、図１に示す従来より公
知の高周波プラズマＣＶＤ装置を用いてダイヤモンド状
炭素薄膜(500Å厚）を形成した例を示す。基板としてＰ
ＥＴのフィルムを用いることや、電極の大きさや形状に
関しては、実施例１と同様である。即ち、実施例１と異
なるのは、電極に曲率を与える点、曲率を与えられた電
極に従って基板であるフィルムが同様の曲率でもって湾
曲する点、を除いては実施例１と同様である。
【００２９】本比較例において得られたダイヤモンド状
炭素薄膜は、フィルムからの剥離は全く認められなかっ
たが、フィルム自体のカール状態が大きく、矯正処理を
施さなくては、とてもフラットな状態にすることは困難
な形状を有していた。また、鋼球を押しつけ移動させた
ときの耐久性において、局所的にフィルムとの界面から
ピーリングする現象が発生した。これは、ダイヤモンド
状炭素薄膜と基板との間で大きな応力が発生しているこ
とを意味している。
炭素薄膜は、フィルムからの剥離は全く認められなかっ
たが、フィルム自体のカール状態が大きく、矯正処理を
施さなくては、とてもフラットな状態にすることは困難
な形状を有していた。また、鋼球を押しつけ移動させた
ときの耐久性において、局所的にフィルムとの界面から
ピーリングする現象が発生した。これは、ダイヤモンド
状炭素薄膜と基板との間で大きな応力が発生しているこ
とを意味している。
【００３０】〔比較例２〕本比較例は、実施例１の条件
において、高周波給電電極(1) の曲率半径を電極幅と同
寸法の１８０ｍｍとした例であり、他の条件は同一とし
た例である。本比較例において、ダイヤモンド状炭素薄
膜を５００Åの厚さに形成したところ、成膜時におい
て、強制的に曲率をもたせたフィルムの復元しようとす
る力が強すぎ、形成後の経時変化においてマイクロクラ
ックが生じ、また局所的に膜の剥離が起こり、薄膜のス
トレスを補償すなわち中和する効果はまったく得られな
かった。
において、高周波給電電極(1) の曲率半径を電極幅と同
寸法の１８０ｍｍとした例であり、他の条件は同一とし
た例である。本比較例において、ダイヤモンド状炭素薄
膜を５００Åの厚さに形成したところ、成膜時におい
て、強制的に曲率をもたせたフィルムの復元しようとす
る力が強すぎ、形成後の経時変化においてマイクロクラ
ックが生じ、また局所的に膜の剥離が起こり、薄膜のス
トレスを補償すなわち中和する効果はまったく得られな
かった。
【００３１】本比較例の結果より、ダイヤモンド状炭素
薄膜に存在する圧縮残留内部応力を打ち消すために、成
膜時において予め基板を湾曲させることにより与える応
力が大き過ぎると、基板に与えた応力が残留してしまい
問題が生じることが結論される。
薄膜に存在する圧縮残留内部応力を打ち消すために、成
膜時において予め基板を湾曲させることにより与える応
力が大き過ぎると、基板に与えた応力が残留してしまい
問題が生じることが結論される。
【００３２】〔曲率半径の最適値について〕下記の表１
に示すのは、実施例１の条件において一対の基板(1),
(2) に与えた曲率の大きさを変化させて、フィルム(3)
上にダイヤモンド状炭素薄膜を成膜する場合の結果をま
とめたものである。
に示すのは、実施例１の条件において一対の基板(1),
(2) に与えた曲率の大きさを変化させて、フィルム(3)
上にダイヤモンド状炭素薄膜を成膜する場合の結果をま
とめたものである。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１より、実施例１で示した成膜条件にお
いて、1.7 ×1010dyne／cm2 程度の圧縮性残留内部応力
を有するダイヤモンド状炭素薄膜をＰＥＴフィルム上に
形成する際には、基板であるＰＥＴフィルム（厚さ１０
μｍ、幅１３０ｍｍ、長さ９０ｍ）に３２０〜４００ｍ
ｍ程度の曲率半径を図３の(3) に示すような状態で与え
ることで、ダイヤモンド状炭素薄膜中に残留する応力を
打ち消せることが結論される。
いて、1.7 ×1010dyne／cm2 程度の圧縮性残留内部応力
を有するダイヤモンド状炭素薄膜をＰＥＴフィルム上に
形成する際には、基板であるＰＥＴフィルム（厚さ１０
μｍ、幅１３０ｍｍ、長さ９０ｍ）に３２０〜４００ｍ
ｍ程度の曲率半径を図３の(3) に示すような状態で与え
ることで、ダイヤモンド状炭素薄膜中に残留する応力を
打ち消せることが結論される。
【００３５】
【実施例２】本実施例は、実施例１の条件において、薄
膜形成領域である平行平板型の電極間をフィルムが走行
通過する前後にエキスパンダーロールを付加し、同時に
ダイヤモンド状炭素薄膜を５００Å形成した例である。
エキスパンダーロールはフィルムの幅方向に張力を与え
ることによって、フィルムの撓みやシワを取り除く装置
である。本実施例の成膜の結果、薄膜形成前のフィルム
をエキスパンダーロールを介して伸ばすことで、微少な
シワが完全に除去され、また薄膜形成後は薄膜の形成さ
れたフィルムのフラット性をより向上させ得ることが判
明した。また、ダイヤモンド状炭素薄膜の物性は、前述
の実施例１とほぼ同等のものが得られた。このエキスパ
ンダーロールを用いることは、フィルム走行系が長い場
合には極めて有効な方策である。
膜形成領域である平行平板型の電極間をフィルムが走行
通過する前後にエキスパンダーロールを付加し、同時に
ダイヤモンド状炭素薄膜を５００Å形成した例である。
エキスパンダーロールはフィルムの幅方向に張力を与え
ることによって、フィルムの撓みやシワを取り除く装置
である。本実施例の成膜の結果、薄膜形成前のフィルム
をエキスパンダーロールを介して伸ばすことで、微少な
シワが完全に除去され、また薄膜形成後は薄膜の形成さ
れたフィルムのフラット性をより向上させ得ることが判
明した。また、ダイヤモンド状炭素薄膜の物性は、前述
の実施例１とほぼ同等のものが得られた。このエキスパ
ンダーロールを用いることは、フィルム走行系が長い場
合には極めて有効な方策である。
【００３６】
【実施例３】本実施例は、図１に示す従来からのプラズ
マＣＶＤ装置において、基板であるフィルム(3) のみに
図３に示すのと同じ３６０ｍｍの曲率を与えた例であ
る。また、フィルム(3) は図４に示すのと同様にプラズ
マ領域(4) の一方から他方に通過するようにして走行さ
せて成膜を行った。
マＣＶＤ装置において、基板であるフィルム(3) のみに
図３に示すのと同じ３６０ｍｍの曲率を与えた例であ
る。また、フィルム(3) は図４に示すのと同様にプラズ
マ領域(4) の一方から他方に通過するようにして走行さ
せて成膜を行った。
【００３７】本実施例においては、一対の電極が従来か
ら知られている平行平板型の構成のままで、基板のみに
所定の曲率を与えて成膜する方法である。本実施例は、
基板としてテープ状のフレキシブルなものを用いること
が前提である。そして電極(1) と電極(2) との間を連続
的に通過する構成をとるものとする。この際、基板搬送
系によって基板の幅方向（搬送される方向と垂直な方
向）に応力が働くように基板を湾曲させ、成膜を行なう
ことによって、実施例１と同様な効果を得ることができ
る。
ら知られている平行平板型の構成のままで、基板のみに
所定の曲率を与えて成膜する方法である。本実施例は、
基板としてテープ状のフレキシブルなものを用いること
が前提である。そして電極(1) と電極(2) との間を連続
的に通過する構成をとるものとする。この際、基板搬送
系によって基板の幅方向（搬送される方向と垂直な方
向）に応力が働くように基板を湾曲させ、成膜を行なう
ことによって、実施例１と同様な効果を得ることができ
る。
【００３８】本実施例を実施するには、フィルム(3) に
曲率を与える搬送機構が必要になるが、電極は従来のま
まの平行平板型の電極を使えることが特徴である。本実
施例で得られたダイヤモンド状炭素薄膜の状態は、実施
例１で得られたものと同様なものであり、基板であるフ
ィルムからの剥離やクラックの発生、フィルムのソリ等
は認められず、好ましいものであった。
曲率を与える搬送機構が必要になるが、電極は従来のま
まの平行平板型の電極を使えることが特徴である。本実
施例で得られたダイヤモンド状炭素薄膜の状態は、実施
例１で得られたものと同様なものであり、基板であるフ
ィルムからの剥離やクラックの発生、フィルムのソリ等
は認められず、好ましいものであった。
【００３９】
【実施例４】本実施例は、図２に示す従来より知られた
誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置において、円筒キャン
ローラ(8) の表面を凹状にし、一方ガイトローラ表面を
凸状にすることによって、ダイヤモンド状炭素薄膜が成
膜される部分でのフィルム(3) の幅方向に一定の曲率半
径を与えて成膜を行うものである。本実施例の構成をと
ることによっても、ダイヤモンド状炭素薄膜の圧縮性残
留内部応力をキャンセルすることができ、フラットでし
かも膜の剥離やクラックの発生の無いものを得ることが
できる。また薄膜に引張性残留応力が存在する場合は、
上記構成とは逆に、円筒キャンローラ(8) の表面を凸状
にし、一方ガイトローラ表面を凹状にすることによって
薄膜の内部応力をキャンセルするこができる。
誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置において、円筒キャン
ローラ(8) の表面を凹状にし、一方ガイトローラ表面を
凸状にすることによって、ダイヤモンド状炭素薄膜が成
膜される部分でのフィルム(3) の幅方向に一定の曲率半
径を与えて成膜を行うものである。本実施例の構成をと
ることによっても、ダイヤモンド状炭素薄膜の圧縮性残
留内部応力をキャンセルすることができ、フラットでし
かも膜の剥離やクラックの発生の無いものを得ることが
できる。また薄膜に引張性残留応力が存在する場合は、
上記構成とは逆に、円筒キャンローラ(8) の表面を凸状
にし、一方ガイトローラ表面を凹状にすることによって
薄膜の内部応力をキャンセルするこができる。
【００４０】
【発明の効果】本発明の如く、成膜時において予めフレ
キシブルな基板に対し、成膜される膜が有する残留応力
を打ち消す方向の応力が発生する曲率を与えて成膜を行
うことによって、薄膜形成によって加わるストレスを緩
和、さらには中和、すなわち界面応力を限りなくゼロに
なるように制御することができ、薄膜形成後のフィルム
のフラット化を実現することができる。そして、結果的
に薄膜の物性を維持しつつ、界面の密着性をも確保する
ことが可能となる。
キシブルな基板に対し、成膜される膜が有する残留応力
を打ち消す方向の応力が発生する曲率を与えて成膜を行
うことによって、薄膜形成によって加わるストレスを緩
和、さらには中和、すなわち界面応力を限りなくゼロに
なるように制御することができ、薄膜形成後のフィルム
のフラット化を実現することができる。そして、結果的
に薄膜の物性を維持しつつ、界面の密着性をも確保する
ことが可能となる。
【図１】従来より用いられている平行平板型の容量結合
高周波プラズマＣＶＤ装置の内部構造を示す断面図であ
る。
高周波プラズマＣＶＤ装置の内部構造を示す断面図であ
る。
【図２】従来より用いられている誘導結合高周波プラズ
マＣＶＤ装置の概略図である。
マＣＶＤ装置の概略図である。
【図３】本発明の実施例で用いたダイヤモンド状炭素薄
膜形成装置の電極近傍の内部構造を示す断面図である。
膜形成装置の電極近傍の内部構造を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例で用いたダイヤモンド状炭素薄
膜形成装置の電極近傍の内部構造を示す断面図である。
膜形成装置の電極近傍の内部構造を示す断面図である。
【図５】薄膜形成後におけるフィルムの従来における状
態（Ａ）と本発明を用いることによって得られる状態
（Ｂ）とについて比較した簡単な断面図である。
態（Ａ）と本発明を用いることによって得られる状態
（Ｂ）とについて比較した簡単な断面図である。
１ 高周波給電電極 ２ 対向接地電極 ３ 基板 ４ プラズマ領域 ５ 高周波電源系 ６ 高周波励起用コイル ７ 外部バイアス印加用補助電極 ８ 円筒キャンローラ ９ 直流電源 10 ガイドローラ 11 プラズマ石英管 12 ロール状フィルムの進行方向 13 薄膜
Claims (4)
- 【請求項１】 気相法で基板上に薄膜を形成する成膜装
置であって、 成膜後に薄膜に残留する内部応力を打ち消す方向に基板
を湾曲させる機能を有する成膜装置。 - 【請求項２】 請求項１において、基板としてフィルム
状のフレキシブルな材料を用いることを特徴とする成膜
装置。 - 【請求項３】 気相法で基板上で薄膜を形成する方法で
あって、 成膜時において基板を湾曲させることによって、成膜さ
れる薄膜に残留する内部応力を打ち消すことを特徴とす
る成膜方法。 - 【請求項４】 請求項２において、基板としてフィルム
状のフレキシブルな材料を用いることを特徴とする成膜
方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5089116A JPH06280026A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 成膜装置及び成膜方法 |
| US08/907,919 US5879741A (en) | 1993-03-24 | 1997-08-11 | Apparatus and method for forming film |
| US09/233,144 US6261634B1 (en) | 1993-03-24 | 1999-01-11 | Apparatus and method for forming film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5089116A JPH06280026A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 成膜装置及び成膜方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000082096A Division JP2000297374A (ja) | 2000-01-01 | 2000-03-23 | 基板およびｐｅｔフィルム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06280026A true JPH06280026A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=13961928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5089116A Withdrawn JPH06280026A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 成膜装置及び成膜方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5879741A (ja) |
| JP (1) | JPH06280026A (ja) |
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| EP0780489A1 (en) * | 1995-12-19 | 1997-06-25 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Method and apparatus for coating a substrate with diamond film |
| JPH11189879A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 回転電極を用いた薄膜形成方法 |
| EP0962548A2 (en) * | 1998-06-01 | 1999-12-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for deposition of a stressed film |
| EP0782176A3 (en) * | 1995-12-22 | 2000-01-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Deposited-film forming process and deposited-film forming apparatus |
| JP2004133109A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Seiko Epson Corp | 薄膜が形成された基板の製造方法、電気光学装置の製造方法、電気光学装置及び電子機器 |
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| US8039836B2 (en) | 2005-09-06 | 2011-10-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
| JP2014154355A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 酸化物成膜方法及びｃｖｄ装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US6927826B2 (en) * | 1997-03-26 | 2005-08-09 | Semiconductor Energy Labaratory Co., Ltd. | Display device |
| JPH11307782A (ja) | 1998-04-24 | 1999-11-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
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| KR100302457B1 (ko) | 1999-04-06 | 2001-10-29 | 박호군 | 다이아몬드 막 증착방법 |
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| US7952100B2 (en) | 2006-09-22 | 2011-05-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| EP2152788B1 (en) | 2007-05-29 | 2019-08-21 | Tpk Holding Co., Ltd | Surfaces having particles and related methods |
| US10105875B2 (en) | 2008-08-21 | 2018-10-23 | Cam Holding Corporation | Enhanced surfaces, coatings, and related methods |
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| CN103155174B (zh) | 2010-08-07 | 2017-06-23 | 宸鸿科技控股有限公司 | 具有表面嵌入的添加剂的装置组件和相关的制造方法 |
| KR20150120376A (ko) | 2013-02-20 | 2015-10-27 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 박리 방법, 반도체 장치, 및 박리 장치 |
| CN105793957B (zh) | 2013-12-12 | 2019-05-03 | 株式会社半导体能源研究所 | 剥离方法及剥离装置 |
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