薄膜製造装置
【課題】シワが発生していない状態の可撓性基板の表面に薄膜を良好な品質で成膜することができる薄膜製造装置を提供する。
【解決手段】薄膜製造装置１００は、可撓性基板２０に圧接される第二電極部材１２０の前面１２１は、長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。このため、所定の張力が作用した状態で第二電極部材１２０に圧接される可撓性基板２０に長手方向と直交する方向にも張力が作用することになり、この方向にシワが発生することが防止される。
【解決手段】薄膜製造装置１００は、可撓性基板２０に圧接される第二電極部材１２０の前面１２１は、長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。このため、所定の張力が作用した状態で第二電極部材１２０に圧接される可撓性基板２０に長手方向と直交する方向にも張力が作用することになり、この方向にシワが発生することが防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺形状の可撓性基板の一面に成膜室で薄膜を成膜する薄膜製造装置に関し、特に、可撓性基板の成膜と搬送とを交互に繰り返すステッピングロール方式の薄膜製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、薄膜光電変換素子の製造において、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を主原料とする光電変換層を、長尺の高分子材料あるいはステンレス鋼などの金属からなる可撓性基板上に形成することは生産性の点で優れている。
【０００３】
このような光電変換層をはじめとして、薄膜光電変換素子には複数の層が形成される。長尺の可撓性基板上に複数層を形成するための薄膜製造装置には、主にロールツーロール方式のものとステッピングロール方式のものとがある。
【０００４】
ロールツーロール方式は、成膜室を連続的に移動していく可撓性基板上に連続的に成膜していく方式であり、ステッピングロール方式は、成膜室内で可撓性基板を一旦停止させて成膜した後、成膜の終わった可撓性基板部分をその成膜室から次の成膜室へと送り出す方式である。
【０００５】
成膜にはプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法が広く用いられている。プラズマＣＶＤ法を用いたステッピングロール方式の場合、成膜室開放−基板の１フレーム移動−成膜室封止−原料ガス導入−圧力制御−放電開始−放電終了−原料ガス停止−ガス引き−成膜室開放、の一連の操作が繰り返される。
【０００６】
ステッピングロール方式の成膜は、ロールツーロール方式の成膜に比べ、隣接する成膜室とのガス相互拡散がない、装置がコンパクトになる、といった点で優れている。
【０００７】
ここで、従来のステッピングロール方式の薄膜製造装置の構造および機能を図５ないし図７を参照して以下に簡単に説明する。図５および図６に示すように、薄膜製造装置１は、可撓性基板２０にａ−Ｓｉなどの薄膜を形成するための成膜室として、複数のプラズマＣＶＤ室２を有している。
【０００８】
薄膜製造装置１は、可撓性基板２０の給送ロール３および巻取りロール４を有している。複数のプラズマＣＶＤ室２、給送ロール３および巻取りロール４を有する各部屋は真空容器となっており、各部屋毎は仕切弁５にて仕切られている。
【０００９】
可撓性基板２０には搬送方向に常に一定張力が掛かっている。可撓性基板２０は、給送ロール３から送り出されて各プラズマＣＶＤ室２を通って所定の成膜処理が施され、巻取りロール４に巻き取られていくようになっている。
【００１０】
プラズマＣＶＤ室２には、電圧印加機構である高電圧電源７に接続された高電圧電極８とヒータ９を内蔵した接地電極１０が配置されている。成膜時には、接地電極１０が可撓性基板２０を可撓性基板面に対して垂直方向から押え、可撓性基板２０は、接地電極１０に接触する。なお、図７は可撓性基板２０に表面形状が平面の接地電極（以降、平面接地電極１０と呼ぶ）を押圧する前の状態を示す三面図である。
【００１１】
上述のような構成において、従来の薄膜製造装置１では、高電圧電極８への高周波電圧の印加により、平面接地電極１０と成膜空間にはプラズマが発生し、図示しない導入管から導入された原料ガスが分解され、可撓性基板２０にａ−Ｓｉなどの薄膜が形成されるようになっている。
【００１２】
ここで、上述のような薄膜製造装置１の要部構造を、図８ないし図１０に基づいて、さらに詳細に説明する。図８は成膜室開放時の断面図、図９は成膜室封止時の断面図である。
【００１３】
まず、図８に示すように、成膜室であるプラズマＣＶＤ室２は、断続的に搬送されてくる可撓性基板２０の後面側および前面側に函状の上部成膜室壁体２１と下部成膜室壁体２２が対向配置されている。下部成膜室には高電圧電源７に接続された高電圧電極８が、上部成膜室にはヒータ９を内蔵した平面接地電極１０が設けられている。
【００１４】
成膜時には、図９に示すように、上部成膜室壁体２１が下部成膜室壁体２２側へ前進し、可撓性基板２０が平面接地電極１０に押えられて下部成膜室壁体２２の開口側の端面に取り付けられたシール材２２ａに接触する。
【００１５】
これにより、下部成膜室壁体２２と可撓性基板２０によって排気管２３に連通する気密に密閉された成膜空間が形成される。高電圧電極８に高周波電圧が印加されると、成膜空間にプラズマが発生し、図示しない導入管から導入された原料ガスが分解され、可撓性基板２０にａ−Ｓｉ膜などが形成される。
【００１６】
なお、薄膜太陽電池の分野では、例えば、基板の一面上に形成された薄膜光電変換素子の透明電極層と他面上に形成された金属電極層とを、基板に開けられた貫通孔を通る導体を介して接続する構造が開発されている(例えば、特許文献１参照)。
【００１７】
これにより、電流がシート抵抗の高い透明電極層を流れる距離が短くなるようにしている。このような薄膜光電変換素子の形成をプラズマＣＶＤ室２内で行う場合は、可撓性基板２０に形成された貫通孔を介して、上部成膜室壁体２１と可撓性基板２０によって囲まれた非成膜空間が成膜空間に連通することになる。
【００１８】
そのため、成膜空間と共に非成膜空間も真空気密に保つ必要がでてくる。このような場合には、プラズマＣＶＤ室２に次の図１０に示すようなシール構造を設けることにより、非成膜空間をも真空に保つことができるようになる。
【００１９】
図１０は成膜室のシール構造の要部断面図である。ただし、図１０では、図８および図９に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００２０】
上部成膜室壁体２１の端面には二つの帯状端板２１ｂ，２１ｃが、下部成膜室壁体２２の端面には二つの帯状端板２２ｂ，２２ｃが、それぞれネジ止めされ、その間に形成されるアリ溝にシール材２１ａ，２２ａを脱落しないように保持している。
【００２１】
成膜時には、可撓性基板２０を上部成膜室側の帯状端板２１ｂ，２１ｃ表面およびその間のシール材２１ａと、可撓性基板２０を下部成膜室側の帯状端板２２ｂ，２２ｃ表面およびその間のシール材２２ａとで挟む。それにより、図１０に示した上部成膜室および下部成膜室の成膜空間および非成膜空間が真空に保たれる。
【００２２】
ここで、前述した薄膜製造装置１において、可撓性基板２０に平面接地電極１０を押圧した状態を図１１および図１２に示す。この時、可撓性基板２０は搬送方向両側に搬送張力がかかった状態、かつ、可撓性基板２０の両端が仕切弁５によって固定されている。
【００２３】
加熱した平面接地電極１０を可撓性基板２０に接触させると、可撓性基板２０は熱膨張し、平面接地電極１０との接触部において平面接地電極１０の搬送方向両端部付近を起点として搬送方向に沿ったシワが発生する。
【００２４】
例えば、可撓性基板２０に耐熱性のある１ｍ幅のポリイミドフィルムを用い、その幅方向に直交する搬送方向に２００Ｎ程度の張力を加え、ヒータ９を温度２５０℃に加熱して平面接地電極１０を可撓性基板２０に接触させると、その張力と熱により、可撓性基板２０の搬送方向に１ｍ当たり４ｍｍ程度の伸びが生じ、幅方向は２ｍｍ程度収縮する。
【００２５】
この幅方向の収縮により、可撓性基板２０にはその搬送方向にウェーブ状のシワ（ウェーブ高さ約２ｍｍ〜３ｍｍ）が発生するようになる。シワが発生したままの可撓性基板２０を上部成膜室と下部成膜室の間に挟み、真空保持して成膜すると、可撓性基板２０の位置に依って高電圧電極８との距離が異なってくる。
【００２６】
このため、形成されるａ−Ｓｉ膜などの薄膜の膜厚分布が不均一になる。その結果、薄膜特性が著しく低下したり、色むらが生じて外観上の商品価値が低下したりするといった問題が生じる。
【００２７】
従来、このような問題を解決するため、例えば、可撓性基板縁部に、弾性のある唇状体の先端を押し当て、可撓性基板を接地電極で成膜室内に押し込む際に、唇状体の先端を可撓性基板外方に向けて滑らせることによって、唇状体の摩擦力で可撓性基板を外方へ放射状に伸ばし、可撓性基板にできたシワを伸ばした状態で薄膜を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００２８】
同じく、このような問題を解決するため、例えば、薄膜製造装置を、プラズマＣＶＤ室の可撓性基板の搬送方向両側で、第一保持機構部によって可撓性基板の幅方向における一端部を挟持し、第二保持機構部によって可撓性基板の幅方向における他端部を挟持し、第二保持機構部で挟持された他端部を引張機構部によって可撓性基板の幅方向へ引っ張るように構成する。
【００２９】
これにより、可撓性基板のシワが伸ばされ、その平坦性が向上し、膜厚分布の良好な薄膜を安定して形成する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開平０６−３４２９２４号公報
【特許文献２】特開平０８−２５０４３１号公報（段落番号０００９〜００１０）
【特許文献３】特開２００５−７２４０８公報（段落番号００１９〜００４９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
上述した特許文献２の技術では、可撓性基板に生じたシワを唇状体で伸ばしたうえで薄膜を形成する方法の場合、唇状体の先端を摩擦力によって滑らせる。このため、唇状体が磨耗し、その際発生する塵が可撓性基板上に堆積して、薄膜特性の低下や不安定化を招くことがある。
【００３２】
さらに、繰り返し動作による磨耗や加熱によって唇状体が劣化し、プロセス途中からそのシワ伸ばし効果が小さくなったり、または、なくなったりする恐れもある。また、このような唇状体の交換には手間がかかりメンテナンス性が悪い。
【００３３】
一方、特許文献３の技術では、シワ伸ばし効果が小さい。第一保持機構部と第二保持機構部の間の可撓性基板は接地電極と接触していないため、シワの発生量は、可撓性基板の成膜範囲（接地電極との接触部）のシワ発生量より少ない。
【００３４】
このとき、第一保持機構部と第二保持機構部間のシワを伸ばす動作を行うと、第一保持機構部と第二保持機構部の間のシワが伸びきり、第一保持機構部と第二保持機構部間の距離は一定に保たれる。
【００３５】
可撓性基板の成膜範囲（接地電極との接触部）のシワ量が第一保持機構部と第二保持機構部間のシワ量より多いため、可撓性基板の成膜範囲（接地電極との接触部）のシワは伸ばしきれずに残る。その結果、薄膜特性が特許文献２の技術より劣る。
【００３６】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、シワが発生していない状態の可撓性基板の表面に薄膜を良好な品質で成膜することができる薄膜製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明の薄膜製造装置は、長尺形状の可撓性基板の一面に成膜室で薄膜を成膜する薄膜製造装置であって、可撓性基板を長手方向に搬送して所定の張力が作用した状態で成膜室に位置させる基板搬送機構と、成膜室で可撓性基板の薄膜が成膜される一面に離間して対向される第一電極部材と、成膜室で可撓性基板の他面に圧接される第二電極部材と、可撓性基板に対向した第一電極部材と第二電極部材とに所定の電位差を発生させる電圧印加機構と、第二電極部材を所定温度に発熱させる電極加熱機構と、を有し、第二電極部材は、可撓性基板が圧接される表面の長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。
【００３８】
従って、本発明の薄膜製造装置では、基板搬送機構が可撓性基板を長手方向に搬送して所定の張力が作用した状態で成膜室に位置させる。その成膜室では可撓性基板の薄膜が成膜される一面に第一電極部材が離間して対向され、可撓性基板の他面に第二電極部材が圧接される。このように可撓性基板に対向した第一電極部材と第二電極部材とに電圧印加機構が所定の電位差を発生させ、第二電極部材を電極加熱機構が所定温度に発熱させる。このため、この加熱されて通電される可撓性基板の一面に薄膜が成膜される。ただし、この可撓性基板に圧接される第二電極部材の表面は、長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。このため、所定の張力が作用した状態で第二電極部材に圧接される可撓性基板に長手方向と直交する方向にも張力が作用することになり、この方向にシワが発生することが防止される。
【００３９】
また、上述のような薄膜製造装置において、第一電極部材は、可撓性基板が対向する表面の長手方向と直交する断面形状が、第二電極部材の凸曲面に対応した円弧状の凹曲面に形成されていてもよい。
【００４０】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、可撓性基板が圧接されて発熱される所定範囲の表面から長手方向の両側に、端部まで温度が徐々に低下する加熱緩和部材が形成されていてもよい。
【００４１】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、加熱緩和部材が長手方向で電極加熱機構の両端より外側に突出していてもよい。
【００４２】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、加熱緩和部材が長手方向で第一電極部材の両端より外側に突出していてもよい。
【００４３】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、加熱緩和部材が長手方向で外側ほど板厚が減少する形状に形成されていてもよい。
【００４４】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、加熱緩和部材の可撓性基板が圧接される表面の長手方向と平行な断面形状が円弧状の凸曲面に形成されていてもよい。
【００４５】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、加熱緩和部材の可撓性基板が圧接される表面の長手方向と直交する断面形状も、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されていてもよい。
【００４６】
なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【００４７】
また、本発明で云う薄膜とは、可撓性基板に比較して充分に薄い膜を意味しており、半導体技術で一般的に厚膜と呼称される薄膜も許容する。また、本発明で云う円弧状とは、円滑に湾曲して突出した形状を意味しており、幾何学的に正確な正円の一部である必要はない。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の薄膜製造装置では、可撓性基板に圧接される第二電極部材の表面は、長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。このため、所定の張力が作用した状態で第二電極部材に圧接される可撓性基板に長手方向と直交する方向にも張力が作用することになり、この方向にシワが発生することが防止される。従って、シワが発生していない状態の可撓性基板の表面に薄膜を良好な品質で成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態の薄膜製造装置であるプラズマＣＶＤ装置の第二電極部材である曲面接地電極の構造を示す三面図である。
【図２】プラズマＣＶＤ装置で曲面接地電極が可撓性基板に圧接されていない状態を示す模式的な横断平面図である。
【図３】プラズマＣＶＤ装置で曲面接地電極が可撓性基板に圧接されている状態を示す模式的な横断平面図である。
【図４】一変形例の第二電極部材である曲面接地電極が可撓性基板に圧接される状態を示す三面図である。
【図５】一従来例の薄膜製造装置であるプラズマＣＶＤ装置の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
【図６】一従来例のプラズマＣＶＤ装置の内部構造を示す模式的な横断平面図である。
【図７】第二電極部材である平面接地電極と可撓性基板との関係を示す三面図である。
【図８】他の従来例のプラズマＣＶＤ装置の成膜室であるプラズマＣＶＤ室で平面接地電極が可撓性基板に圧接されていない状態を示す模式的な縦断側面図である。
【図９】平面接地電極が可撓性基板に圧接されている状態を示す模式的な縦断側面図である。
【図１０】プラズマＣＶＤ室の要部を示す縦断側面図である。
【図１１】平面接地電極が圧接されることで可撓性基板にシワが発生する状態を説明する模式図である。
【図１２】平面接地電極が圧接されることで可撓性基板にシワが発生する状態を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
本発明の実施の一形態を図１ないし図３を参照して以下に説明する。ただし、本実施の形態に関して前述した一従来例と同一の部分は、同一の名称および符号を使用して詳細な説明は省略する。
【００５１】
本実施の形態の薄膜製造装置であるプラズマＣＶＤ装置１００も、図２および図３に示すように、従来と同様に、長尺形状の可撓性基板２０の一面に成膜室であるプラズマＣＶＤ室２で薄膜を成膜する。
【００５２】
このため、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００は、可撓性基板２０を長手方向に搬送して所定の張力が作用した状態でプラズマＣＶＤ室２に位置させる基板搬送機構が、給送ロール３および巻取りロール４で形成されている。
【００５３】
また、プラズマＣＶＤ室２で可撓性基板２０の薄膜が成膜される一面に離間して対向される第一電極部材である高電圧電極１１０と、プラズマＣＶＤ室２で可撓性基板２０の他面に圧接される第二電極部材である曲面接地電極１２０と、可撓性基板２０に対向した高電圧電極１１０と曲面接地電極１２０とに所定の電位差を発生させる電圧印加機構である高電圧電源７と、曲面接地電極１２０を所定温度に発熱させる電極加熱機構であるヒータ９と、を有する。
【００５４】
ただし、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、従来とは相違して、図１ないし図３に示すように、曲面接地電極１２０は、可撓性基板２０が圧接される表面である前面１２１の長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面で形成されている。
【００５５】
このため、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、接地電極の前面１２１が、いわゆる蒲鉾形に形成されている。そこで、この接地電極を本実施の形態では曲面接地電極１２０と呼称している。
【００５６】
なお、高電圧電極１１０は、可撓性基板２０が対向する表面である後面１１１の長手方向と直交する断面形状が、曲面接地電極１２０の凸曲面に対応した円弧状の凹曲面に形成されている。
【００５７】
さらに、曲面接地電極１２０は、可撓性基板２０が圧接されて発熱される所定範囲の表面から長手方向の両側に、端部まで温度が徐々に低下する加熱緩和部材１２２が形成されている。
【００５８】
この曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２が長手方向でヒータ９の両端より外側に突出しているとともに、高電圧電極１１０の両端より外側に突出している。
【００５９】
この曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２の可撓性基板２０が圧接される前面１２３の長手方向と平行な断面形状が円弧状の凸曲面に形成されている。このため、曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２が長手方向で外側ほど板厚が減少している。
【００６０】
なお、曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２の可撓性基板２０が圧接される前面１２３の長手方向と直交する断面形状も、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。
【００６１】
上述のような構成において、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、図２に示すように、従来と同様に、基板搬送機構が可撓性基板２０を長手方向に搬送して所定の張力が作用した状態でプラズマＣＶＤ室２に位置させる。
【００６２】
そのプラズマＣＶＤ室２では可撓性基板２０の薄膜が成膜される一面に高電圧電極１１０が離間して対向され、図１および図３に示すように、可撓性基板２０の他面に曲面接地電極１２０が圧接される。この時、可撓性基板２０は搬送方向両側に搬送張力が作用したまま、かつ、可撓性基板２０の両端が仕切弁５によって固定された状態となる。
【００６３】
このように可撓性基板２０に対向した高電圧電極１１０と曲面接地電極１２０とに高電圧電源７が所定の電位差を発生させ、曲面接地電極１２０をヒータ９が所定温度に発熱させる。このため、この加熱されて通電される可撓性基板２０の一面にプラズマＣＶＤにより薄膜が成膜される。
【００６４】
ただし、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、可撓性基板２０に圧接される曲面接地電極１２０の前面１２１の長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。
【００６５】
このため、所定の張力が作用した状態で曲面接地電極１２０に圧接される可撓性基板２０に長手方向と直交する方向にも張力が作用することになり、この方向にシワが発生することが防止される。
【００６６】
より詳細には、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００でも、曲面接地電極１２０を可撓性基板２０に接触させた瞬間に可撓性基板２０は熱膨張し、曲面接地電極１２０との接触部から可撓性基板２０の搬送方向に沿ってシワが発生する。
【００６７】
さらに曲面接地電極１２０を前進させて可撓性基板２０を垂直方向に押圧すると、可撓性基板２０は搬送方向の張力により現状位置を保持しようしているために曲面接地電極１２０に密着する。
【００６８】
ここで、曲面接地電極１２０の前面からなる曲面の半径は、例えば、曲面の弧長が可撓性基板２０の横幅＋熱膨張分以上となる寸法となっている。このため、上述のように曲面接地電極１２０に圧接された可撓性基板２０のシワを解消することができる。
【００６９】
しかも、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、前述のように高電圧電極１１０は、可撓性基板２０が対向する表面である後面１１１の長手方向と直交する断面形状が、曲面接地電極１２０の凸曲面に対応した円弧状の凹曲面に形成されている。
【００７０】
このため、曲面接地電極１２０の凸曲面からなる前面１２１に圧接されて湾曲した可撓性基板２０に、高電圧電極１１０の後面１１１が平行に対向する。従って、凸曲面として湾曲した可撓性基板２０の前面に良質な薄膜を形成することができる。
【００７１】
なお、曲面接地電極１２０を可撓性基板２０に押圧した際、曲面接地電極１２０の搬送方向両端部付近（シワの発生起点付近）は熱膨張部と非膨張部の境界（以降、熱膨張境界線と呼ぶ）となり、シワが残りやすいことになる。
【００７２】
しかし、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、曲面接地電極１２０は、可撓性基板２０が圧接されて発熱される所定範囲の表面から長手方向の両側に、端部まで温度が徐々に低下する加熱緩和部材１２２が形成されている。
【００７３】
このため、両端部ほど温度が低くなり、熱膨張境界線が成膜範囲から遠ざかるので、熱膨張境界線におけるシワの量が減少する。つまり、熱膨張境界線の一部のシワも製膜範囲から遠ざかり、薄膜の膜厚分布の均一性が向上し、特性の良い薄膜を形成することができる。
【００７４】
特に、加熱緩和部材１２２が長手方向で外側ほど板厚が減少している。従って、上述のように端部まで温度が徐々に低下する加熱緩和部材１２２が簡単な構造で実現されている。
【００７５】
しかも、曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２が長手方向でヒータ９の両端より外側に突出しているとともに、高電圧電極１１０の両端より外側に突出している。このため、可撓性基板２０のシワを成膜範囲より外側に位置させることができる。
【００７６】
さらに、曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２の可撓性基板２０が圧接される前面１２３の長手方向と平行な断面形状が円弧状の凸曲面に形成されている。
【００７７】
従って、仕切弁５で両側が保持された可撓性基板２０に曲面接地電極１２０が圧接されても、可撓性基板２０が加熱緩和部材１２２の端部で曲折されてシワが発生することも良好に防止される。
【００７８】
さらに、曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２の可撓性基板２０が圧接される前面１２３の長手方向と直交する断面形状も、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。
【００７９】
このため、可撓性基板２０は加熱緩和部材１２２に圧接された部分にもシワが発生しにくく、より良好にシワの発生を抑制して良質な薄膜を形成することができる。
【００８０】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では曲面接地電極１２０の可撓性基板２０が圧接される前面１２１が凸曲面からなるとともに、その長手方向の両側に加熱緩和部材１２２が形成されていることを例示した。
【００８１】
しかし、図４に示すように、曲面接地電極１２０の可撓性基板２０が圧接される前面１２１が凸曲面からなり、その長手方向の両側に加熱緩和部材１２２が形成されていなくともよい。
【００８２】
この場合、シワを防止する機能は低下するが、曲面接地電極１２０の構造を簡単にして生産性を向上させることができ、薄膜の成膜範囲も拡大することができる。つまり、加熱緩和部材１２２の有無には一長一短があるため、要求される仕様などを配慮して形成の有無が判断される。
【符号の説明】
【００８３】
１ 薄膜製造装置
２ プラズマＣＶＤ室
３ 給送ロール
４ 巻取ロール
５ 仕切弁
７ 高電圧電源
８ 高電圧電極
９ ヒータ
１０ 平面接地電極
２０ 可撓性基板
２１ 上部成膜室壁体
２１ａ シール材
２１ｂ，２１ｃ 帯状端板
２２ 下部成膜室壁体
２２ａ シール材
２２ｂ，２２ｃ 帯状端板
２３ 排気管
１００ プラズマＣＶＤ装置
１１０ 高電圧電極
１１１ 後面
１２０ 曲面接地電極
１２１ 前面
１２２ 加熱緩和部材
１２３ 前面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺形状の可撓性基板の一面に成膜室で薄膜を成膜する薄膜製造装置に関し、特に、可撓性基板の成膜と搬送とを交互に繰り返すステッピングロール方式の薄膜製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、薄膜光電変換素子の製造において、例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を主原料とする光電変換層を、長尺の高分子材料あるいはステンレス鋼などの金属からなる可撓性基板上に形成することは生産性の点で優れている。
【０００３】
このような光電変換層をはじめとして、薄膜光電変換素子には複数の層が形成される。長尺の可撓性基板上に複数層を形成するための薄膜製造装置には、主にロールツーロール方式のものとステッピングロール方式のものとがある。
【０００４】
ロールツーロール方式は、成膜室を連続的に移動していく可撓性基板上に連続的に成膜していく方式であり、ステッピングロール方式は、成膜室内で可撓性基板を一旦停止させて成膜した後、成膜の終わった可撓性基板部分をその成膜室から次の成膜室へと送り出す方式である。
【０００５】
成膜にはプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法が広く用いられている。プラズマＣＶＤ法を用いたステッピングロール方式の場合、成膜室開放−基板の１フレーム移動−成膜室封止−原料ガス導入−圧力制御−放電開始−放電終了−原料ガス停止−ガス引き−成膜室開放、の一連の操作が繰り返される。
【０００６】
ステッピングロール方式の成膜は、ロールツーロール方式の成膜に比べ、隣接する成膜室とのガス相互拡散がない、装置がコンパクトになる、といった点で優れている。
【０００７】
ここで、従来のステッピングロール方式の薄膜製造装置の構造および機能を図５ないし図７を参照して以下に簡単に説明する。図５および図６に示すように、薄膜製造装置１は、可撓性基板２０にａ−Ｓｉなどの薄膜を形成するための成膜室として、複数のプラズマＣＶＤ室２を有している。
【０００８】
薄膜製造装置１は、可撓性基板２０の給送ロール３および巻取りロール４を有している。複数のプラズマＣＶＤ室２、給送ロール３および巻取りロール４を有する各部屋は真空容器となっており、各部屋毎は仕切弁５にて仕切られている。
【０００９】
可撓性基板２０には搬送方向に常に一定張力が掛かっている。可撓性基板２０は、給送ロール３から送り出されて各プラズマＣＶＤ室２を通って所定の成膜処理が施され、巻取りロール４に巻き取られていくようになっている。
【００１０】
プラズマＣＶＤ室２には、電圧印加機構である高電圧電源７に接続された高電圧電極８とヒータ９を内蔵した接地電極１０が配置されている。成膜時には、接地電極１０が可撓性基板２０を可撓性基板面に対して垂直方向から押え、可撓性基板２０は、接地電極１０に接触する。なお、図７は可撓性基板２０に表面形状が平面の接地電極（以降、平面接地電極１０と呼ぶ）を押圧する前の状態を示す三面図である。
【００１１】
上述のような構成において、従来の薄膜製造装置１では、高電圧電極８への高周波電圧の印加により、平面接地電極１０と成膜空間にはプラズマが発生し、図示しない導入管から導入された原料ガスが分解され、可撓性基板２０にａ−Ｓｉなどの薄膜が形成されるようになっている。
【００１２】
ここで、上述のような薄膜製造装置１の要部構造を、図８ないし図１０に基づいて、さらに詳細に説明する。図８は成膜室開放時の断面図、図９は成膜室封止時の断面図である。
【００１３】
まず、図８に示すように、成膜室であるプラズマＣＶＤ室２は、断続的に搬送されてくる可撓性基板２０の後面側および前面側に函状の上部成膜室壁体２１と下部成膜室壁体２２が対向配置されている。下部成膜室には高電圧電源７に接続された高電圧電極８が、上部成膜室にはヒータ９を内蔵した平面接地電極１０が設けられている。
【００１４】
成膜時には、図９に示すように、上部成膜室壁体２１が下部成膜室壁体２２側へ前進し、可撓性基板２０が平面接地電極１０に押えられて下部成膜室壁体２２の開口側の端面に取り付けられたシール材２２ａに接触する。
【００１５】
これにより、下部成膜室壁体２２と可撓性基板２０によって排気管２３に連通する気密に密閉された成膜空間が形成される。高電圧電極８に高周波電圧が印加されると、成膜空間にプラズマが発生し、図示しない導入管から導入された原料ガスが分解され、可撓性基板２０にａ−Ｓｉ膜などが形成される。
【００１６】
なお、薄膜太陽電池の分野では、例えば、基板の一面上に形成された薄膜光電変換素子の透明電極層と他面上に形成された金属電極層とを、基板に開けられた貫通孔を通る導体を介して接続する構造が開発されている(例えば、特許文献１参照)。
【００１７】
これにより、電流がシート抵抗の高い透明電極層を流れる距離が短くなるようにしている。このような薄膜光電変換素子の形成をプラズマＣＶＤ室２内で行う場合は、可撓性基板２０に形成された貫通孔を介して、上部成膜室壁体２１と可撓性基板２０によって囲まれた非成膜空間が成膜空間に連通することになる。
【００１８】
そのため、成膜空間と共に非成膜空間も真空気密に保つ必要がでてくる。このような場合には、プラズマＣＶＤ室２に次の図１０に示すようなシール構造を設けることにより、非成膜空間をも真空に保つことができるようになる。
【００１９】
図１０は成膜室のシール構造の要部断面図である。ただし、図１０では、図８および図９に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００２０】
上部成膜室壁体２１の端面には二つの帯状端板２１ｂ，２１ｃが、下部成膜室壁体２２の端面には二つの帯状端板２２ｂ，２２ｃが、それぞれネジ止めされ、その間に形成されるアリ溝にシール材２１ａ，２２ａを脱落しないように保持している。
【００２１】
成膜時には、可撓性基板２０を上部成膜室側の帯状端板２１ｂ，２１ｃ表面およびその間のシール材２１ａと、可撓性基板２０を下部成膜室側の帯状端板２２ｂ，２２ｃ表面およびその間のシール材２２ａとで挟む。それにより、図１０に示した上部成膜室および下部成膜室の成膜空間および非成膜空間が真空に保たれる。
【００２２】
ここで、前述した薄膜製造装置１において、可撓性基板２０に平面接地電極１０を押圧した状態を図１１および図１２に示す。この時、可撓性基板２０は搬送方向両側に搬送張力がかかった状態、かつ、可撓性基板２０の両端が仕切弁５によって固定されている。
【００２３】
加熱した平面接地電極１０を可撓性基板２０に接触させると、可撓性基板２０は熱膨張し、平面接地電極１０との接触部において平面接地電極１０の搬送方向両端部付近を起点として搬送方向に沿ったシワが発生する。
【００２４】
例えば、可撓性基板２０に耐熱性のある１ｍ幅のポリイミドフィルムを用い、その幅方向に直交する搬送方向に２００Ｎ程度の張力を加え、ヒータ９を温度２５０℃に加熱して平面接地電極１０を可撓性基板２０に接触させると、その張力と熱により、可撓性基板２０の搬送方向に１ｍ当たり４ｍｍ程度の伸びが生じ、幅方向は２ｍｍ程度収縮する。
【００２５】
この幅方向の収縮により、可撓性基板２０にはその搬送方向にウェーブ状のシワ（ウェーブ高さ約２ｍｍ〜３ｍｍ）が発生するようになる。シワが発生したままの可撓性基板２０を上部成膜室と下部成膜室の間に挟み、真空保持して成膜すると、可撓性基板２０の位置に依って高電圧電極８との距離が異なってくる。
【００２６】
このため、形成されるａ−Ｓｉ膜などの薄膜の膜厚分布が不均一になる。その結果、薄膜特性が著しく低下したり、色むらが生じて外観上の商品価値が低下したりするといった問題が生じる。
【００２７】
従来、このような問題を解決するため、例えば、可撓性基板縁部に、弾性のある唇状体の先端を押し当て、可撓性基板を接地電極で成膜室内に押し込む際に、唇状体の先端を可撓性基板外方に向けて滑らせることによって、唇状体の摩擦力で可撓性基板を外方へ放射状に伸ばし、可撓性基板にできたシワを伸ばした状態で薄膜を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００２８】
同じく、このような問題を解決するため、例えば、薄膜製造装置を、プラズマＣＶＤ室の可撓性基板の搬送方向両側で、第一保持機構部によって可撓性基板の幅方向における一端部を挟持し、第二保持機構部によって可撓性基板の幅方向における他端部を挟持し、第二保持機構部で挟持された他端部を引張機構部によって可撓性基板の幅方向へ引っ張るように構成する。
【００２９】
これにより、可撓性基板のシワが伸ばされ、その平坦性が向上し、膜厚分布の良好な薄膜を安定して形成する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開平０６−３４２９２４号公報
【特許文献２】特開平０８−２５０４３１号公報（段落番号０００９〜００１０）
【特許文献３】特開２００５−７２４０８公報（段落番号００１９〜００４９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
上述した特許文献２の技術では、可撓性基板に生じたシワを唇状体で伸ばしたうえで薄膜を形成する方法の場合、唇状体の先端を摩擦力によって滑らせる。このため、唇状体が磨耗し、その際発生する塵が可撓性基板上に堆積して、薄膜特性の低下や不安定化を招くことがある。
【００３２】
さらに、繰り返し動作による磨耗や加熱によって唇状体が劣化し、プロセス途中からそのシワ伸ばし効果が小さくなったり、または、なくなったりする恐れもある。また、このような唇状体の交換には手間がかかりメンテナンス性が悪い。
【００３３】
一方、特許文献３の技術では、シワ伸ばし効果が小さい。第一保持機構部と第二保持機構部の間の可撓性基板は接地電極と接触していないため、シワの発生量は、可撓性基板の成膜範囲（接地電極との接触部）のシワ発生量より少ない。
【００３４】
このとき、第一保持機構部と第二保持機構部間のシワを伸ばす動作を行うと、第一保持機構部と第二保持機構部の間のシワが伸びきり、第一保持機構部と第二保持機構部間の距離は一定に保たれる。
【００３５】
可撓性基板の成膜範囲（接地電極との接触部）のシワ量が第一保持機構部と第二保持機構部間のシワ量より多いため、可撓性基板の成膜範囲（接地電極との接触部）のシワは伸ばしきれずに残る。その結果、薄膜特性が特許文献２の技術より劣る。
【００３６】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、シワが発生していない状態の可撓性基板の表面に薄膜を良好な品質で成膜することができる薄膜製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明の薄膜製造装置は、長尺形状の可撓性基板の一面に成膜室で薄膜を成膜する薄膜製造装置であって、可撓性基板を長手方向に搬送して所定の張力が作用した状態で成膜室に位置させる基板搬送機構と、成膜室で可撓性基板の薄膜が成膜される一面に離間して対向される第一電極部材と、成膜室で可撓性基板の他面に圧接される第二電極部材と、可撓性基板に対向した第一電極部材と第二電極部材とに所定の電位差を発生させる電圧印加機構と、第二電極部材を所定温度に発熱させる電極加熱機構と、を有し、第二電極部材は、可撓性基板が圧接される表面の長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。
【００３８】
従って、本発明の薄膜製造装置では、基板搬送機構が可撓性基板を長手方向に搬送して所定の張力が作用した状態で成膜室に位置させる。その成膜室では可撓性基板の薄膜が成膜される一面に第一電極部材が離間して対向され、可撓性基板の他面に第二電極部材が圧接される。このように可撓性基板に対向した第一電極部材と第二電極部材とに電圧印加機構が所定の電位差を発生させ、第二電極部材を電極加熱機構が所定温度に発熱させる。このため、この加熱されて通電される可撓性基板の一面に薄膜が成膜される。ただし、この可撓性基板に圧接される第二電極部材の表面は、長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。このため、所定の張力が作用した状態で第二電極部材に圧接される可撓性基板に長手方向と直交する方向にも張力が作用することになり、この方向にシワが発生することが防止される。
【００３９】
また、上述のような薄膜製造装置において、第一電極部材は、可撓性基板が対向する表面の長手方向と直交する断面形状が、第二電極部材の凸曲面に対応した円弧状の凹曲面に形成されていてもよい。
【００４０】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、可撓性基板が圧接されて発熱される所定範囲の表面から長手方向の両側に、端部まで温度が徐々に低下する加熱緩和部材が形成されていてもよい。
【００４１】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、加熱緩和部材が長手方向で電極加熱機構の両端より外側に突出していてもよい。
【００４２】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、加熱緩和部材が長手方向で第一電極部材の両端より外側に突出していてもよい。
【００４３】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、加熱緩和部材が長手方向で外側ほど板厚が減少する形状に形成されていてもよい。
【００４４】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、加熱緩和部材の可撓性基板が圧接される表面の長手方向と平行な断面形状が円弧状の凸曲面に形成されていてもよい。
【００４５】
また、上述のような薄膜製造装置において、第二電極部材は、加熱緩和部材の可撓性基板が圧接される表面の長手方向と直交する断面形状も、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されていてもよい。
【００４６】
なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【００４７】
また、本発明で云う薄膜とは、可撓性基板に比較して充分に薄い膜を意味しており、半導体技術で一般的に厚膜と呼称される薄膜も許容する。また、本発明で云う円弧状とは、円滑に湾曲して突出した形状を意味しており、幾何学的に正確な正円の一部である必要はない。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の薄膜製造装置では、可撓性基板に圧接される第二電極部材の表面は、長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。このため、所定の張力が作用した状態で第二電極部材に圧接される可撓性基板に長手方向と直交する方向にも張力が作用することになり、この方向にシワが発生することが防止される。従って、シワが発生していない状態の可撓性基板の表面に薄膜を良好な品質で成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態の薄膜製造装置であるプラズマＣＶＤ装置の第二電極部材である曲面接地電極の構造を示す三面図である。
【図２】プラズマＣＶＤ装置で曲面接地電極が可撓性基板に圧接されていない状態を示す模式的な横断平面図である。
【図３】プラズマＣＶＤ装置で曲面接地電極が可撓性基板に圧接されている状態を示す模式的な横断平面図である。
【図４】一変形例の第二電極部材である曲面接地電極が可撓性基板に圧接される状態を示す三面図である。
【図５】一従来例の薄膜製造装置であるプラズマＣＶＤ装置の内部構造を示す模式的な縦断側面図である。
【図６】一従来例のプラズマＣＶＤ装置の内部構造を示す模式的な横断平面図である。
【図７】第二電極部材である平面接地電極と可撓性基板との関係を示す三面図である。
【図８】他の従来例のプラズマＣＶＤ装置の成膜室であるプラズマＣＶＤ室で平面接地電極が可撓性基板に圧接されていない状態を示す模式的な縦断側面図である。
【図９】平面接地電極が可撓性基板に圧接されている状態を示す模式的な縦断側面図である。
【図１０】プラズマＣＶＤ室の要部を示す縦断側面図である。
【図１１】平面接地電極が圧接されることで可撓性基板にシワが発生する状態を説明する模式図である。
【図１２】平面接地電極が圧接されることで可撓性基板にシワが発生する状態を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
本発明の実施の一形態を図１ないし図３を参照して以下に説明する。ただし、本実施の形態に関して前述した一従来例と同一の部分は、同一の名称および符号を使用して詳細な説明は省略する。
【００５１】
本実施の形態の薄膜製造装置であるプラズマＣＶＤ装置１００も、図２および図３に示すように、従来と同様に、長尺形状の可撓性基板２０の一面に成膜室であるプラズマＣＶＤ室２で薄膜を成膜する。
【００５２】
このため、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００は、可撓性基板２０を長手方向に搬送して所定の張力が作用した状態でプラズマＣＶＤ室２に位置させる基板搬送機構が、給送ロール３および巻取りロール４で形成されている。
【００５３】
また、プラズマＣＶＤ室２で可撓性基板２０の薄膜が成膜される一面に離間して対向される第一電極部材である高電圧電極１１０と、プラズマＣＶＤ室２で可撓性基板２０の他面に圧接される第二電極部材である曲面接地電極１２０と、可撓性基板２０に対向した高電圧電極１１０と曲面接地電極１２０とに所定の電位差を発生させる電圧印加機構である高電圧電源７と、曲面接地電極１２０を所定温度に発熱させる電極加熱機構であるヒータ９と、を有する。
【００５４】
ただし、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、従来とは相違して、図１ないし図３に示すように、曲面接地電極１２０は、可撓性基板２０が圧接される表面である前面１２１の長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面で形成されている。
【００５５】
このため、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、接地電極の前面１２１が、いわゆる蒲鉾形に形成されている。そこで、この接地電極を本実施の形態では曲面接地電極１２０と呼称している。
【００５６】
なお、高電圧電極１１０は、可撓性基板２０が対向する表面である後面１１１の長手方向と直交する断面形状が、曲面接地電極１２０の凸曲面に対応した円弧状の凹曲面に形成されている。
【００５７】
さらに、曲面接地電極１２０は、可撓性基板２０が圧接されて発熱される所定範囲の表面から長手方向の両側に、端部まで温度が徐々に低下する加熱緩和部材１２２が形成されている。
【００５８】
この曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２が長手方向でヒータ９の両端より外側に突出しているとともに、高電圧電極１１０の両端より外側に突出している。
【００５９】
この曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２の可撓性基板２０が圧接される前面１２３の長手方向と平行な断面形状が円弧状の凸曲面に形成されている。このため、曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２が長手方向で外側ほど板厚が減少している。
【００６０】
なお、曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２の可撓性基板２０が圧接される前面１２３の長手方向と直交する断面形状も、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。
【００６１】
上述のような構成において、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、図２に示すように、従来と同様に、基板搬送機構が可撓性基板２０を長手方向に搬送して所定の張力が作用した状態でプラズマＣＶＤ室２に位置させる。
【００６２】
そのプラズマＣＶＤ室２では可撓性基板２０の薄膜が成膜される一面に高電圧電極１１０が離間して対向され、図１および図３に示すように、可撓性基板２０の他面に曲面接地電極１２０が圧接される。この時、可撓性基板２０は搬送方向両側に搬送張力が作用したまま、かつ、可撓性基板２０の両端が仕切弁５によって固定された状態となる。
【００６３】
このように可撓性基板２０に対向した高電圧電極１１０と曲面接地電極１２０とに高電圧電源７が所定の電位差を発生させ、曲面接地電極１２０をヒータ９が所定温度に発熱させる。このため、この加熱されて通電される可撓性基板２０の一面にプラズマＣＶＤにより薄膜が成膜される。
【００６４】
ただし、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、可撓性基板２０に圧接される曲面接地電極１２０の前面１２１の長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。
【００６５】
このため、所定の張力が作用した状態で曲面接地電極１２０に圧接される可撓性基板２０に長手方向と直交する方向にも張力が作用することになり、この方向にシワが発生することが防止される。
【００６６】
より詳細には、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００でも、曲面接地電極１２０を可撓性基板２０に接触させた瞬間に可撓性基板２０は熱膨張し、曲面接地電極１２０との接触部から可撓性基板２０の搬送方向に沿ってシワが発生する。
【００６７】
さらに曲面接地電極１２０を前進させて可撓性基板２０を垂直方向に押圧すると、可撓性基板２０は搬送方向の張力により現状位置を保持しようしているために曲面接地電極１２０に密着する。
【００６８】
ここで、曲面接地電極１２０の前面からなる曲面の半径は、例えば、曲面の弧長が可撓性基板２０の横幅＋熱膨張分以上となる寸法となっている。このため、上述のように曲面接地電極１２０に圧接された可撓性基板２０のシワを解消することができる。
【００６９】
しかも、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、前述のように高電圧電極１１０は、可撓性基板２０が対向する表面である後面１１１の長手方向と直交する断面形状が、曲面接地電極１２０の凸曲面に対応した円弧状の凹曲面に形成されている。
【００７０】
このため、曲面接地電極１２０の凸曲面からなる前面１２１に圧接されて湾曲した可撓性基板２０に、高電圧電極１１０の後面１１１が平行に対向する。従って、凸曲面として湾曲した可撓性基板２０の前面に良質な薄膜を形成することができる。
【００７１】
なお、曲面接地電極１２０を可撓性基板２０に押圧した際、曲面接地電極１２０の搬送方向両端部付近（シワの発生起点付近）は熱膨張部と非膨張部の境界（以降、熱膨張境界線と呼ぶ）となり、シワが残りやすいことになる。
【００７２】
しかし、本実施の形態のプラズマＣＶＤ装置１００では、曲面接地電極１２０は、可撓性基板２０が圧接されて発熱される所定範囲の表面から長手方向の両側に、端部まで温度が徐々に低下する加熱緩和部材１２２が形成されている。
【００７３】
このため、両端部ほど温度が低くなり、熱膨張境界線が成膜範囲から遠ざかるので、熱膨張境界線におけるシワの量が減少する。つまり、熱膨張境界線の一部のシワも製膜範囲から遠ざかり、薄膜の膜厚分布の均一性が向上し、特性の良い薄膜を形成することができる。
【００７４】
特に、加熱緩和部材１２２が長手方向で外側ほど板厚が減少している。従って、上述のように端部まで温度が徐々に低下する加熱緩和部材１２２が簡単な構造で実現されている。
【００７５】
しかも、曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２が長手方向でヒータ９の両端より外側に突出しているとともに、高電圧電極１１０の両端より外側に突出している。このため、可撓性基板２０のシワを成膜範囲より外側に位置させることができる。
【００７６】
さらに、曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２の可撓性基板２０が圧接される前面１２３の長手方向と平行な断面形状が円弧状の凸曲面に形成されている。
【００７７】
従って、仕切弁５で両側が保持された可撓性基板２０に曲面接地電極１２０が圧接されても、可撓性基板２０が加熱緩和部材１２２の端部で曲折されてシワが発生することも良好に防止される。
【００７８】
さらに、曲面接地電極１２０は、加熱緩和部材１２２の可撓性基板２０が圧接される前面１２３の長手方向と直交する断面形状も、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている。
【００７９】
このため、可撓性基板２０は加熱緩和部材１２２に圧接された部分にもシワが発生しにくく、より良好にシワの発生を抑制して良質な薄膜を形成することができる。
【００８０】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では曲面接地電極１２０の可撓性基板２０が圧接される前面１２１が凸曲面からなるとともに、その長手方向の両側に加熱緩和部材１２２が形成されていることを例示した。
【００８１】
しかし、図４に示すように、曲面接地電極１２０の可撓性基板２０が圧接される前面１２１が凸曲面からなり、その長手方向の両側に加熱緩和部材１２２が形成されていなくともよい。
【００８２】
この場合、シワを防止する機能は低下するが、曲面接地電極１２０の構造を簡単にして生産性を向上させることができ、薄膜の成膜範囲も拡大することができる。つまり、加熱緩和部材１２２の有無には一長一短があるため、要求される仕様などを配慮して形成の有無が判断される。
【符号の説明】
【００８３】
１ 薄膜製造装置
２ プラズマＣＶＤ室
３ 給送ロール
４ 巻取ロール
５ 仕切弁
７ 高電圧電源
８ 高電圧電極
９ ヒータ
１０ 平面接地電極
２０ 可撓性基板
２１ 上部成膜室壁体
２１ａ シール材
２１ｂ，２１ｃ 帯状端板
２２ 下部成膜室壁体
２２ａ シール材
２２ｂ，２２ｃ 帯状端板
２３ 排気管
１００ プラズマＣＶＤ装置
１１０ 高電圧電極
１１１ 後面
１２０ 曲面接地電極
１２１ 前面
１２２ 加熱緩和部材
１２３ 前面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺形状の可撓性基板の一面に成膜室で薄膜を成膜する薄膜製造装置であって、
前記可撓性基板を長手方向に搬送して所定の張力が作用した状態で前記成膜室に位置させる基板搬送機構と、
前記成膜室で前記可撓性基板の前記薄膜が成膜される一面に離間して対向される第一電極部材と、
前記成膜室で前記可撓性基板の他面に圧接される第二電極部材と、
前記可撓性基板に対向した前記第一電極部材と前記第二電極部材とに所定の電位差を発生させる電圧印加機構と、
前記第二電極部材を所定温度に発熱させる電極加熱機構と、を有し、
前記第二電極部材は、前記可撓性基板が圧接される表面の前記長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている薄膜製造装置。
【請求項２】
前記第一電極部材は、前記可撓性基板が対向する表面の前記長手方向と直交する断面形状が、前記第二電極部材の前記凸曲面に対応した円弧状の凹曲面に形成されている請求項１に記載の薄膜製造装置。
【請求項３】
前記第二電極部材は、前記可撓性基板が圧接されて発熱される所定範囲の表面から前記長手方向の両側に、端部まで温度が徐々に低下する加熱緩和部材が形成されている請求項１または２に記載の薄膜製造装置。
【請求項４】
前記第二電極部材は、前記加熱緩和部材が前記長手方向で前記電極加熱機構の両端より外側に突出している請求項３に記載の薄膜製造装置。
【請求項５】
前記第二電極部材は、前記加熱緩和部材が前記長手方向で前記第一電極部材の両端より外側に突出している請求項４に記載の薄膜製造装置。
【請求項６】
前記第二電極部材は、前記加熱緩和部材が前記長手方向で外側ほど板厚が減少している請求項３ないし５の何れか一項に記載の薄膜製造装置。
【請求項７】
前記第二電極部材は、前記加熱緩和部材の前記可撓性基板が圧接される表面の前記長手方向と平行な断面形状が円弧状の凸曲面に形成されている請求項３ないし６の何れか一項に記載の薄膜製造装置。
【請求項８】
前記第二電極部材は、前記加熱緩和部材の前記可撓性基板が圧接される表面の前記長手方向と直交する断面形状も、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている請求項３ないし７の何れか一項に記載の薄膜製造装置。
【請求項１】
長尺形状の可撓性基板の一面に成膜室で薄膜を成膜する薄膜製造装置であって、
前記可撓性基板を長手方向に搬送して所定の張力が作用した状態で前記成膜室に位置させる基板搬送機構と、
前記成膜室で前記可撓性基板の前記薄膜が成膜される一面に離間して対向される第一電極部材と、
前記成膜室で前記可撓性基板の他面に圧接される第二電極部材と、
前記可撓性基板に対向した前記第一電極部材と前記第二電極部材とに所定の電位差を発生させる電圧印加機構と、
前記第二電極部材を所定温度に発熱させる電極加熱機構と、を有し、
前記第二電極部材は、前記可撓性基板が圧接される表面の前記長手方向と直交する断面形状が、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている薄膜製造装置。
【請求項２】
前記第一電極部材は、前記可撓性基板が対向する表面の前記長手方向と直交する断面形状が、前記第二電極部材の前記凸曲面に対応した円弧状の凹曲面に形成されている請求項１に記載の薄膜製造装置。
【請求項３】
前記第二電極部材は、前記可撓性基板が圧接されて発熱される所定範囲の表面から前記長手方向の両側に、端部まで温度が徐々に低下する加熱緩和部材が形成されている請求項１または２に記載の薄膜製造装置。
【請求項４】
前記第二電極部材は、前記加熱緩和部材が前記長手方向で前記電極加熱機構の両端より外側に突出している請求項３に記載の薄膜製造装置。
【請求項５】
前記第二電極部材は、前記加熱緩和部材が前記長手方向で前記第一電極部材の両端より外側に突出している請求項４に記載の薄膜製造装置。
【請求項６】
前記第二電極部材は、前記加熱緩和部材が前記長手方向で外側ほど板厚が減少している請求項３ないし５の何れか一項に記載の薄膜製造装置。
【請求項７】
前記第二電極部材は、前記加熱緩和部材の前記可撓性基板が圧接される表面の前記長手方向と平行な断面形状が円弧状の凸曲面に形成されている請求項３ないし６の何れか一項に記載の薄膜製造装置。
【請求項８】
前記第二電極部材は、前記加熱緩和部材の前記可撓性基板が圧接される表面の前記長手方向と直交する断面形状も、中央ほど突出した円弧状の凸曲面に形成されている請求項３ないし７の何れか一項に記載の薄膜製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１７４２８８（Ｐ２０１０−１７４２８８Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６５８２（Ｐ２００９−１６５８２）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【出願人】（０００１６５９７４）古河機械金属株式会社 (211)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【出願人】（５９１０８３２４４）富士電機システムズ株式会社 (1,717)
【出願人】（０００１６５９７４）古河機械金属株式会社 (211)
【Ｆターム（参考）】
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