(57)【要約】      （修正有）【課題】装置コストを抑制しつつ、電力印加部に付着する反応副生成物の量を大幅に減らし、優れた品質の薄膜を形成する薄膜形成装置を提供する。【解決手段】成膜室５内で高周波電力を印加して基板１上に薄膜を形成する薄膜製造装置１００において、基板１と対面する位置に電力印加部２０が配置され、電力印加部２０の成膜室５側に電力印加電極２１が設けられ、電力印加部２０に電力を供給する給電線が接続され、電力印加部２０は、真空室１３の壁体１５と接続された支持体５７に固定された枠体５４に絶縁されて固定され、電力印加部２０と枠体５４との間に絶縁性及びシール性の間隔材５３が配設され、電力印加部２０に加熱手段のヒーター３１〜３３が設けられ、これらヒーターと電力供給手段３４との間に、給電線より供給される電力をカットする高周波カットフィルター３５が設けられている。【選択図】図４
2011241473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空室内を搬送される可撓性基板を開口された函状構成物の前面に停止させ、前記可撓性基板を前記函状構成物の開口周囲の端面に密着させ、前記函状構成物と前記可撓性基板とにより囲まれることで、前記真空室内において密閉された成膜室空間を形成し、成膜室空間内に原料ガスを導入し、高周波の電力を印加して前記可撓性基板上に薄膜を形成する薄膜製造装置において、
前記可撓性基板と対面する位置には電力が印加される電力印加部が配置され、
前記電力印加部の前記成膜室空間側には電力印加電極が設けられ、
前記電力印加部には電力を供給する給電線が接続され、
前記電力印加部は、前記真空室の壁体と接続された支持体に固定された、枠形状を有する枠体に絶縁されて固定され、
前記電力印加電極と前記枠体との間には絶縁性及びシール性を兼ね備えた間隔材が配設され、
前記函状構成物は、前記電力印加部、前記枠体、及び前記間隔材で構成されており、
前記電力印加部には加熱手段が設けられ、
前記加熱手段と該加熱手段に電力を供給する電力供給手段との間には、前記給電線より供給される電力をカットする電力カット手段が設けられていることを特徴とする薄膜製造装置。
【請求項２】
前記電力印加部の温度が、１７０℃以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造装置。
【請求項３】
前記電力印加部の前記加熱手段が、前記成膜室空間内に設置されるヒーターであり、前記電力カット手段が、高周波カットフィルターであることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜製造装置。
【請求項４】
前記電力印加部の前記加熱手段が、前記成膜室空間外に設置されるヒーターであり、前記電力カット手段が、高周波カットフィルターであることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜製造装置。
【請求項５】
前記電力印加部の前記加熱手段が、前記電力印加部の外周部に設置されるヒーターであり、前記電力カット手段が、高周波カットフィルターであることを特徴とする請求項４に記載の薄膜製造装置。
【請求項６】
前記ヒーターへの電力供給ラインの一部及び／又は前記ヒーターの一部を、コイル形状にしてなる高周波抵抗体を有していることを特徴とする請求項３〜５のいずれか記載の薄膜製造装置。
【請求項７】
前記高周波カットフィルターの代わりに、前記加熱手段と該加熱手段に電力を供給する前記電力供給手段との間にはリレー素子が設けられ、前記電力印加部に高周波の電力が前記給電線より供給されている間は前記リレー素子を開放状態とし、前記加熱手段への電力供給を停止し、前記電力印加部への高周波の電力供給が停止している間は前記リレー素子を接触させ、前記加熱手段へ電力供給するように構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜製造装置。
【請求項８】
前記電力印加部の前記加熱手段が、前記成膜室空間内に設置される流体管であり、前記流体管内には加熱された流体が流れ、前記電力印加部に接続されている前記流体管部と、前記流体を加熱する流体加熱手段との間には、前記給電線より供給される電力をカットする電力カット手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜製造装置。
【請求項９】
前記電力印加部の前記加熱手段が、前記成膜室空間外に設置される流体管であり、前記流体管内には加熱された流体が流れ、前記電力印加部に接続されている前記流体管部と、前記流体を加熱する流体加熱手段との間には、前記給電線より供給される電力をカットする電力カット手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜製造装置。
【請求項１０】
前記電力印加部の前記加熱手段が、前記電力印加部の外周部に設置される流体管であり、前記流体管内には加熱された流体が流れ、前記電力印加部に接続されている前記流体管部と、前記流体を加熱する流体加熱手段との間には、前記給電線より供給される電力をカットする電力カット手段が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の薄膜製造装置。
【請求項１１】
前記電力印加部と前記加熱手段との間には、熱伝導性の良い柔軟材料が挿入配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の薄膜製造装置。
【請求項１２】
前記電力カット手段が、前記加熱手段への電力供給ラインの一部を囲む電磁波シールド性を有するカバーを備えていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか記載の薄膜製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送り室から巻取り室へ向けて搬送される可撓性基板の表面に薄膜を成膜する薄膜製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺の高分子材料板あるいはステンレス鋼などの金属板からなる可撓性基板（以下基板という）の表面に、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を主材料とした光電変換層を含む各層を形成して薄膜光電変換素子を製造する方法は、基板をロール状にして運搬及び処理することが可能となるため、生産性に優れた薄膜光電変換素子の製造方法として広く採用されている。
このような長尺の基板上に複数の層を成膜する方法として、各成膜室内を移動する基板上に層を成膜するロールツーロール方式と、成膜室内で停止させた基板上に成膜した後、成膜が終了した基板部分を成膜室外へ送り出すステッピングロール方式とがある。
【０００３】
図１１は、基板面を鉛直にして搬送される２枚の基板（可撓性基板）をそれぞれ並行して搬送し、各基板の一面上に薄膜を形成するようにしたステッピングロール方式の薄膜製造装置の一例を示す平面断面図である。図１２は成膜室近傍の詳細を示す部分断面図であり、（Ａ）は成膜時、（Ｂ）は基板搬送時を示している。
図１１に示す薄膜製造装置１００において、先ず送り室１１１内に配設された２つの搬入ロール１０２から基板１０１が引き出され、該基板１０１は予備真空室１１２を経て成膜用真空室１１３に入る。この成膜用真空室１１３内には、一つの電圧印加電極１２１の外側に２つの接地電極１２２がそれぞれ対向配置されており、これら電圧印加電極１２１と接地電極１２２との間に搬入された各基板１０１は成膜用真空室１１３内に形成された成膜室１０５で一旦停止されて表面への成膜が行われる。成膜終了後、アクチュエータ１２４が起動し、成膜された各基板１０１は巻取り室１１４内に配設された２つの搬送ロール１０３にそれぞれ巻き取られる。
【０００４】
また、図１２に示す薄膜製造装置１００において、成膜用真空室１１３は壁体１１５によって外界と区切られており、図１２（Ａ）で示される成膜時には、搬送ローラ１０４に挟まれた基板１０１の外側に接地電極１２２が密着し、内側に成膜室壁１５１のシール材１５２がそれぞれ密着することにより、成膜室１０５が気密状態に保持される。
そして、電圧印加電極１２１と接地電極１２２との間に電圧が印加されてプラズマ１０６が生じ、接地電極１２２に内蔵されたヒーター１２３により加熱された基板１０１の表面上には、原料ガスの分解による薄膜が形成され、成膜が終了する。
【０００５】
かかる成膜の終了後、基板１０１を搬送する際には、搬送ローラ１０４及び各接地電極１２２を図１１に示すアクチュエータ１２４によって外側方向（図１２（Ａ）の矢印Ａ方向）に移動させる。図１２（Ｂ）は、かかる移動が行われた後の状態を示している。
以上のようにして、基板１０１を成膜室壁１５１及び接地電極１２２に接触させることなく、巻取り室１１４への方向（図１２（Ｂ）の矢印Ｂ方向）に搬送することが可能となる。
電圧印加電極１２１には、成膜用真空室１１３の外部から電力を供給する電源と、必要に応じて配置されるインピーダンス整合器と、該インピーダンス整合器と電圧印加電極１２１を接続する給電線を経て電力が印加される。図１３にはそのような構成の一例が示されている。同図は成膜室外に高周波電源５０１とインピーダンス整合器５０２が配置され、インピーダンス整合器５０２と成膜室の一部で電力が印加される電力印加部５０４とを給電線５０３で接続している。電力印加電極５０５は電力印加部５０４と接続されており、高周波電源５０１から供給された電力は、インピーダンス整合器５０２、給電線５０３及び電力印加部５０４を経由して電力印加電極５０５に供給され、接地電極１２２との間にプラズマを形成し、基板１０１上に薄膜を形成している。図１３には、このような構成が背中合わせに２セット配置されている。また、薄膜を形成するため、成膜室に供給されたガスは、使用後、電力印加部５０４の一部を開口して形成された排気口５０６を経由して成膜室外に排気される。
【０００６】
ところで、このような薄膜製造装置１００を用いて、プラズマＣＶＤ法で基板１０１上に薄膜を形成する場合、基板温度としては１００℃〜４００℃程度の温度が適用される。この際、プラズマ発生時に薄膜形成種の他に薄膜形成に寄与しないパウダー状の反応副生成物（微粒子）が発生することが多い。この反応副生成物は、経験上相対的に温度の低い部位に選択的に付着する場合が多く、成膜時間が長くなるにつれ、排気口に押し流されるガス流路に接する成膜室内の壁面などに付着して堆積していくことになる。
反応副生成物がある一定量以上堆積すると、反応副生成物が基板上に付着し、ピンホール等の欠陥の原因となったり、あるいは、成膜室壁面に付着した反応副生成物が装置下部へ落下し、ガスの流通経路の一部を塞いでしまうといった問題が発生する。したがって、定期的に薄膜製造装置の運転を停止して真空室を大気開放し、清掃及びメンテナンスを行って、反応副生成物を成膜室から除去する必要がある。
【０００７】
一方、吸引装置等による成膜室の清掃及び部品交換などのメンテナンス作業には、数時間から数十時間を要する。このような時間の増大は生産性の低下を招くため、極力反応副生成物の形成を抑制したり、あるいは、反応副生成物が落下してもガスの流通経路に影響を与えないような施策を取る必要がある。
そこで、特許文献１（特開２００８−１５０６９３号公報）では、高温になると反応副生成物の形成及び付着が抑制されることを考慮し、接地電位を有する成膜室の外壁を加熱することによって、反応副生成物の形成及び付着を抑制する構成が示されている。また、特許文献２（特開２００９−２２１５１７号公報）では、形成及び付着した反応副生成物が落下することにより、ガスの流通経路に影響を与えることを防ぐため、チャンバ壁面に反応生成物受けを取付けて、落下した反応副生成物がガス流通経路に侵入するのを防ぐような構成が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１５０６９３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２１５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の薄膜製造装置において、電力印加電極及び電力印加部には、主として接地電極内に内蔵されたヒーターから原料ガスを介して熱が伝達されるため、接地電極部に比べて加熱後の温度が低かった。このうちで、電力印加電極は、ヒーターと対向して配置されているため、輻射による加熱と、プラズマ処理中にプラズマからのエネルギー授与に伴う加熱が伴うため、電力印加部と比べて相対的に温度が高くなる。このため、成膜室内で最も温度が低いのは、電力印加部ということになる。例えば、ａ−Ｓｉ等の膜の成膜時に適用される基板温度２００℃〜３００℃程度の温度を適用した場合、電力印加部の温度は１００℃〜１５０℃程度の温度となっている。
【００１０】
また、ガスの流れを考慮すると、プラズマ中で生成された反応副生成物は、電力印加電極の周縁部を経由して電力印加電極の裏側にある排気口に流れる。この時、電力印加電極周縁部から排気口に流れるまでのガス経路は直線形状でない場合が多く、電力印加部の前面でガスの流れが滞りやすい環境になっている。つまり、電力印加部表面で反応副生成物が長時間滞留し、熱泳動等の力により反応副生成物が電力印加部表面に付着しやすい環境となっている。反応副生成物の付着状況は、この直線形状でない箇所での堆積量が多い態様で電力印加部全体に付着している。このような状況で成膜室内において基板への成膜を繰り返すと、選択的に電力印加部表面に反応副生成物が付着して堆積することになる。
【００１１】
しかしながら、従来の薄膜製造装置では、反応副生成物の形成及び付着を抑制する機構が設けられていないため、電力印加部に付着した反応副生成物の落下等による成膜への悪影響が発生する前に、比較的高い頻度で成膜室を大気開放し、反応副生成物の除去を行う必要があり、生産性向上を十分に高めることができなかった。
【００１２】
一方、従来の薄膜製造装置において、電力印加部の温度を反応副生成物の付着を抑制することができる温度とするために、何らかの加熱手段を用いて加熱することが対策として考えられる。しかし、電力印加部には高周波電力が印加されており、接地電極部内のヒーターのように単純にヒーターの配置等を行うと、放電が不安定になるばかりでなく、ヒーターと連通する外部電気機器系統にも悪影響を与えるおそれがあった。また、電力印加部の内部に加熱手段を設ける方法も考えられるが、装置のサイズが１ｍを超えるような大型装置の場合、電力印加部の構造が複雑になり、コストアップになるばかりでなく、ヒーター線の断線等が発生した場合、電力印加部自体の交換が必要となり、メンテナンス性が著しく悪い製造装置となってしまうおそれがあった。
なお、発生した反応副生成物を反応生成物受けで受ける方法に関しては、一定の効果はあるが、反応副生成物の形成及び付着を抑制する根本的な解決とはならないため、メンテナンスサイクルを大幅に延ばすには至らずにいた。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、装置コストを抑制しつつ、電力印加部に付着する反応副生成物の量を大幅に減らし、優れた品質の薄膜を形成するとともに、加熱手段の制御系に悪影響を与えることなく加熱手段で加熱しつつプラズマを形成し、かつメンテナンスサイクルを大幅に延ばし、生産性の向上を図ることが可能な薄膜製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、真空室内を搬送される可撓性基板を開口された函状構成物の前面に停止させ、前記可撓性基板を前記函状構成物の開口周囲の端面に密着させ、前記函状構成物と前記可撓性基板とにより囲まれることで、前記真空室内において密閉された成膜室空間を形成し、成膜室空間内に原料ガスを導入し、高周波の電力を印加して前記可撓性基板上に薄膜を形成する薄膜製造装置において、前記可撓性基板と対面する位置には電力が印加される電力印加部が配置され、前記電力印加部の前記成膜室空間側には電力印加電極が設けられ、前記電力印加部には電力を供給する給電線が接続され、前記電力印加部は、前記真空室の壁体と接続された支持体に固定された、枠形状を有する枠体に絶縁されて固定され、前記電力印加部と前記枠体との間には絶縁性及びシール性を兼ね備えた間隔材が配設され、前記函状構成物は、前記電力印加部、前記枠体、及び前記間隔材で構成されており、前記電力印加部には加熱手段が設けられ、前記加熱手段と該加熱手段に電力を供給する電力供給手段との間には、前記給電線より供給される電力をカットする電力カット手段が設けられている。
【００１５】
本発明において、具体的には次のように構成されていることが好ましい。
（１）前記電力印加部の温度が、１７０℃以上に設定されている。
（２）前記電力印加部の前記加熱手段が、前記成膜室空間内に設置されるヒーターであり、前記電力カット手段が、高周波カットフィルターである。
（３）前記電力印加部の前記加熱手段が、前記成膜室空間外に設置されるヒーターであり、前記電力カット手段が、高周波カットフィルターである。
（４）前記電力印加部の前記加熱手段が、前記電力印加部の外周部に設置されるヒーターであり、前記電力カット手段が、高周波カットフィルターである。
【００１６】
また、本発明は、前記ヒーターへの電力供給ラインの一部及び／又は前記ヒーターの一部を、コイル形状にしてなる高周波抵抗体を有していることが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明は、前記高周波カットフィルターの代わりに、前記加熱手段と該加熱手段に電力を供給する前記電力供給手段との間にはリレー素子が設けられ、前記電力印加部に高周波の電力が前記給電線より供給されている間は前記リレー素子を開放状態とし、前記加熱手段への電力供給を停止し、前記電力印加部への高周波の電力供給が停止している間は前記リレー素子を接触させ、前記加熱手段へ電力供給するように構成されていることが好ましい。
【００１８】
さらに、本発明において、具体的には次のように構成されていることが好ましい。
（１）前記電力印加部の前記加熱手段が、前記成膜室空間内に設置される流体管であり、前記流体管内には加熱された流体が流れ、前記電力印加部に接続されている前記流体管部と、前記流体を加熱する流体加熱手段との間には、前記給電線より供給される電力をカットする電力カット手段が設けられている。
（２）前記電力印加部の前記加熱手段が、前記成膜室空間外に設置される流体管であり、前記流体管内には加熱された流体が流れ、前記電力印加部に接続されている前記流体管部と、前記流体を加熱する流体加熱手段との間には、前記給電線より供給される電力をカットする電力カット手段が設けられている。
（３）前記電力印加部の前記加熱手段が、前記電力印加部の外周部に設置される流体管であり、前記流体管内には加熱された流体が流れ、前記電力印加部に接続されている前記流体管部と、前記流体を加熱する流体加熱手段との間には、前記給電線より供給される電力をカットする電力カット手段が設けられている。
【００１９】
そして、本発明において、前記電力印加部と前記加熱手段との間には、熱伝導性の良い柔軟材料が挿入配置されていることが好ましい。
【００２０】
また、本発明においては、前記電力カット手段が、前記加熱手段への電力供給ラインの一部を囲む電磁波シールド性を有するカバーを備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
上述の如く、本発明に係る薄膜製造装置は、真空室内を搬送される可撓性基板を開口された函状構成物の前面に停止させ、前記可撓性基板を前記函状構成物の開口周囲の端面に密着させ、前記函状構成物と前記可撓性基板とにより囲まれることで、前記真空室内において密閉された成膜室空間を形成し、成膜室空間内に原料ガスを導入し、高周波の電力を印加して前記可撓性基板上に薄膜を形成するものであって、前記可撓性基板と対面する位置には電力が印加される電力印加部が配置され、前記電力印加部の前記成膜室空間側には電力印加電極が設けられ、前記電力印加部には電力を供給する給電線が接続され、前記電力印加部は、前記真空室の壁体と接続された支持体に固定された、枠形状を有する枠体に絶縁されて固定され、前記電力印加部と前記枠体との間には絶縁性及びシール性を兼ね備えた間隔材が配設され、前記函状構成物は、前記電力印加部、前記枠体、及び前記間隔材で構成されており、前記電力印加部には加熱手段が設けられ、前記加熱手段と該加熱手段に電力を供給する電力供給手段との間には、前記給電線より供給される電力をカットする電力カット手段が設けられているので、電力印加部を原料ガスによる伝熱だけでなく、加熱手段によって直接加熱することが可能となり、反応副生成物が付着しない所定温度に電力印加部を昇温することができる。
したがって、本発明の薄膜製造装置によれば、電力印加部に付着する反応副生成物の量を大幅に減少させることが可能となり、基板上に品質の優れた薄膜を形成することができるとともに、メンテナンスサイクルの大幅な延長によって生産性を向上させることができる。しかも、電力カット手段の存在によって、加熱手段の制御系に悪影響を与えることがないので、電力印加部を加熱しながら、成膜室においてプラズマを安定的にかつ均一な密度で形成でき、良好な膜厚分布の薄膜を得ることができる。
【００２２】
また、本発明において、前記電力印加部の温度が、１７０℃以上、好ましくは２００℃以上に設定されているので、電力印加部への反応副生成物の付着量を効率的に減らすことができる。
【００２３】
さらに、本発明において、前記電力印加部の前記加熱手段が、前記成膜室空間内に設置されるヒーターであるので、反応副生成物の付着が多い箇所を直接加熱することができ、電力印加部への反応副生成物の付着を確実に抑えることができる。しかも、本発明において、前記電力カット手段が高周波カットフィルターであるので、簡易な構造により、プラズマを形成するために適用される電力の周波数を確実にカットすることができる。
一方、本発明において、前記電力印加部の前記加熱手段が、前記成膜室空間外に設置され、あるいは前記電力印加部の外周部に設置されるヒーターであるので、反応性の高い原料ガスを適用する場合でも、これらヒーター、ヒーター電力線等にコスト高を招く耐食処理を施す必要がなく、電力印加部への加熱が可能となり、良好な成膜を行うことができるとともに、部品交換頻度やメンテナンス頻度を減らすことができ、生産コストの低減化を実現できる。
【００２４】
さらに、本発明においては、給電線より供給される高周波電力をカットする電力カット手段に加えて、ヒーターへの電力供給ラインの一部及び／又はヒーターの一部を、コイル形状にしてなる高周波抵抗体を有しているので、高周波電力に対する抵抗が高まって、給電線からの高周波電力を更に効果的にカットすることができ、その結果、ヒーターに高周波電力が伝達することをより確実に防止することが可能となり、ヒーターの安定動作に寄与する。
【００２５】
また、本発明において、前記高周波カットフィルターの代わりに、前記加熱手段と該加熱手段に電力を供給する前記電力供給手段との間にはリレー素子が設けられ、前記電力印加部に高周波の電力が前記給電線より供給されている間は前記リレー素子を開放状態とし、前記加熱手段への電力供給を停止し、前記電力印加部への高周波の電力供給が停止している間は前記リレー素子を接触させ、前記加熱手段へ電力供給するように構成されているので、成膜に用いられる高周波電力を供給している放電中は、リレー素子をオフにしてヒーターへの電力供給を停止することが可能となり、高周波電力がヒーター温度制御機構や成膜中のプラズマに影響を与えることはなくなり、良質な薄膜を形成することができる。
【００２６】
さらに、本発明において、前記電力印加部の前記加熱手段が、前記成膜室空間の内または外に設置される流体管であり、あるいは、前記電力印加部の外周部に設置される流体管であり、前記流体管内には加熱された流体が流れ、前記電力印加部に接続されている前記流体管部と、前記流体を加熱する流体加熱手段との間には、前記給電線より供給される電力をカットするカット手段が設けられているので、加熱手段がヒーターである場合と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
また、本発明において、前記電力印加部と前記加熱手段との間には、熱伝導性の良い柔軟材料が挿入配置されているので、ヒーターの熱を電力印加部に確実に伝達でき、当該電力印加部を効率的に加熱することができる。
【００２８】
更に、本発明においては、前記電力カット手段が、前記加熱手段への電力供給ラインの一部を囲む電磁波シールド性を有するカバーを有しているので、電力カット手段でカットしきれない高周波や、その他の電磁波等をカットすることができ、ヒーターを安定動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る薄膜製造装置を示す平面断面図である。
【図２】上記第１実施形態における図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。
【図３】上記第１実施形態における図１のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図である。
【図４】図２におけるＸ部の拡大断面図である。
【図５】図４におけるＹ部の拡大断面図である。
【図６】成膜回数を変えた場合の反応副生成物の重量変化を示す線図である。
【図７】ヒーターの温度を変え、同一の成膜条件で１０００回成膜を実施した場合の反応副生成物の重量変化を示す線図である。
【図８】図７の結果より反応副生成物が落下する重量に到達するまでに何回成膜を繰り返すことが可能であるかを示す線図である。
【図９】本発明の第２及び第３実施形態に係る薄膜製造装置を示すものであり、図４におけるＺ部の拡大断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る薄膜製造装置を示し、図２におけるＸ部の拡大断面図である。
【図１１】従来の、ステッピングロール方式の薄膜製造装置の一例を示す平面断面図である。
【図１２】図１１に示す薄膜製造装置の成膜室近傍の詳細を示す部分断面図であって、（Ａ）は成膜時、（Ｂ）は基板搬送時を示している。
【図１３】図１１に示す薄膜製造装置の電圧力加電極周辺の構造の一例を示す平面断面図である。
【図１４】同第６実施形態の薄膜製造装置の変形例を示す、要部拡大説明図である。
【図１５】同第６実施形態の薄膜製造装置の他の変形を示す、要部拡大説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る薄膜製造装置を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る薄膜製造装置の平面断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図、図４は図２におけるＸ部の拡大断面図、図５は図４におけるＹ部の拡大断面図である。
この第１実施形態に係る薄膜製造装置は、ステッピングロール方式で成膜を行うものであり、図１〜図３において、１は可撓性基板（以下基板という）、１００は薄膜製造装置であり、次のように構成されている。
【００３２】
本発明の第１実施形態に係る薄膜製造装置１００は、函状の壁体１５を備えており、該壁体１５の内部には、一端側から他端側へ向かって順に、送り室１１、成膜用真空室１３、及び巻取り室１４が形成されている。送り室１１内には２つの搬入ロール２が対向して配設され、巻取り室１４内には２つの搬送ロール３が対向して配設されている。
かかる薄膜製造装置１００においては、送り室１１の搬入ロール２から引き出された２列の基板１が並行して搬送されて成膜用真空室１３に入り、該成膜用真空室１３の内部に設置され基板１側が開口されてなる後述の函状構成物１０の前面で一旦停止され、該函状構成物１０の開口周囲の端面に押し付けられて密着し、函状構成物１０と基板１とによって囲まれることで密閉された成膜室５を形成し、該成膜室５の空間内に原料ガスを導入し高周波の電力を印加することによってそれぞれの表面への成膜が行われて薄膜が形成され、その後、巻取り室１４内の２つの搬送ロール３にそれぞれ巻き取られるように構成されている。なお、成膜室５は、形成される薄膜の種類等により複数配置されていても良い。
【００３３】
また、薄膜製造装置１００は、並行して搬送される２列の基板１の間にそれぞれ対向配置された電力印加電極２１を備える電力印加部２０及び接地電極（稼動部）２２、各電力印加部２０の間に配置されたシールド支持体５７、後述するように当該電力印加部２０に絶縁してねじ止めされる枠体５４、並びに前記シールド支持体５７の内部に貫挿された給電構造体６０を備えている。シールド支持体５７の一端は、図２に示すように、電力印加部２０の中央部に第２接続板９１を介して接続されている。接地電極２２は、各電力印加電極２１の基板１と対向する側に対向配置され、接地電極２２には基板１を加熱するための基板用ヒーター２３が内蔵されている。また、各電力印加電極２１は、成膜室５の空間側に設けられており、電力印加部２０の外側（成膜室５側）の外壁面２０ａから間隔を空けて平行に配置されている。
以上の、電力印加部２０の電力印加電極２１と接地電極２２とによって、成膜時に気密状態となる成膜室５内に電力が印加され、基板１の表面に薄膜を形成するためのプラズマが当該成膜室５内に生成されることになる。プラズマＣＶＤ法を用いて基板１上に薄膜光電変換素子を形成する場合、供給電力としてはＲＦ〜マイクロ波帯の高周波電力が供給されている場合が多い。
【００３４】
各電力印加部２０の内側には、排気のための中空部７２を有する排気部材９が配置されており、該排気部材９は、成膜時に供給される反応ガスをこれに穿孔された中空部７２を通して排気するために用いられたものである。すなわち、図３に示すように、排気部材９の中空部７２は、互いに直交する２つの孔によって構成されている。
また、第１実施形態の各電力印加部２０には、図１及び図３に示すように、成膜室５内からのガスを排気するための排気口７２ａがそれぞれ設けられている。そして、図３に示すように、各排気口７２ａは、排気部材９の中空部７２の両側端部に接続されている。これにより、相対する前記排気口７２ａ同士は、排気部材９の中空部７２に連通される構造となり、反応ガスは各電力印加部２０の排気口７２ａから排気部材９の中空部７２を通って壁体１５の外界に排出されることになる。
さらに、排気部材９の電力印加部２０と接触する面には、シール材９ａが設けられており、該シール材９ａによって当該接触面を流体密にシールしている。
このように、各電力印加部２０同士を排気部材９によって連結して一体化することで、各成膜室５からガスを別々に排気する必要がなくなるので、排気構造が簡単化されて装置コストの低減化を図ることができる。
【００３５】
一方、上記枠体５４は、例えばステンレス鋼などの導電性の部材からなり、絶縁性及びシール性を兼ね備えた間隔材５３を挟んで、各電力印加部２０の外側にそれぞれ配置されている。また、枠体５４及び電力印加部２０の前記間隔材５３との接触面には溝が刻設されており、該溝にはシール材５３ａ及び５３ｂが設けられて当該接触面を流体密にシールしている。
このようにして配置された各枠体５４は、図３に示すように、電力印加部２０に対して電気的絶縁を保持するための絶縁管が被せられたねじ５４ａによって、それぞれねじ止めされ、またシールド支持体５７に対してはねじ５４ｃによってねじ止めされている。したがって、上記函状構成物１０は、電力印加部２０、枠体５４及び間隔材５３によって構成されている。
これにより、枠体５４は、シールド支持体５７に対しては導電的に結合され、シールド支持体５７と同様に接地電位に保持されることになる。
シールド体５７は、例えばアルミニウム等の導電性材料からなり、上記のように対向配置された電力印加部２０の間に配設されており、枠状に切り抜いた形状に形成されることにより電力印加部２０の側面を覆って配置されている。
また、成膜用真空室１３と外部とを区切る前記壁体１５は接地電位にあり、シールド体５７はこの壁体１５に接続されることで接地電位に保たれている。
さらに、対向配置された電力印加部２０の間には、図３に示すように、金属隔膜体５８が配置されており、該金属隔膜体５８は例えばアルミニウム等の導電性材料からなり、電力印加部２０とは電気的に絶縁される空間を保ち得る間隔を保持するとともに、両端部がシールド支持体５７に接続されて、壁体１５の接地電位とされている。
【００３６】
給電構造体６０は、図２に示すように、例えば銅またはアルミニウムなどの導電性の部材からなる給電体６１と、同様の導電性の部材からなり該給電体６１の全周を囲む外周導体６２との間の空間ギャップを、上下端部に配置され絶縁材料からなる絶縁支持体６３ａ，６３ｂによって保持してなる同軸構造に構成されている。
給電構造体６０の同軸構造は、例えば、給電体６１の全周を管状の外周導体６２で囲む丸形状とされており、給電体６１の外径と外周導体６２の内径を選択して空間ギャップを変えることにより、給電体６１と外周導体６２の接地電位間とに形成されたコンデンサ容量を変更し、給電構造体６０のインピーダンスを容易に変更することが可能となる。
【００３７】
上記成膜用真空室１３内の上部には、図２に示すように、第１接地箱体８０が配置されている。この第１接地箱体８０は、例えばアルミニウムなどの導電性の部材からなり、接地電位である壁体１５の内面に固定して接地されているとともに、下部が給電構造体６０の外周導体６２と接続、接地されている。また、第１接地箱体８０内は、電気導入体６５により壁体１５と絶縁リング６４を介して絶縁され、シール材を介して成膜用真空室１３と外界とを区切って真空遮断しながら電気的に外界と連通されるようになっている。さらに、第１接地箱体８０は、給電構造体６０の外周導体６２と接続、接地され、給電体６１は当該第１接地箱体８０内に貫通配置されている。
【００３８】
第１接地箱体８０内には、図２に示すように、第１接続板８１が配置されている。この第１接続板８１は、導電性の部材からなり、第１接地箱体８０内に連通された電気導入体６５と、第１接地箱体８０を貫通された前記給電体６１とを第１接地箱体８０内で接続している。これにより、成膜用真空室１３の外界に設備されている高周波電源５２から送電された高周波電力が、インピーダンス整合器５１及び電気導入体６５及び第１接続板８１を介して、給電構造体６０に伝送されるようになっている。
一方、シールド支持体５７側には、図２に示すように、第２接地箱体９０が配置されている。この第２接地箱体９０は、例えばアルミニウムなどの導電性の部材からなり、金属隔膜体５８に設けた孔形状と同一箱形状とし、金属隔膜体５８と接続され、シールド支持体５７を介して接地電位である壁体１５と接続、接地されている。また、第２接地箱体９０は、給電構造体６０の外周導体６２とも接続、接地されており、給電体６１は第２接地箱体９０内に貫通配置されている。
第２接地箱体９０の上方には、図２に示すように、第２接続板９１が配置されている。この第２接続板９１は、例えば銅またはアルミニウムなどの導電性の部材からなり、第２接地箱体９０内に貫通された給電体６１と電力印加部２０及び電力印加電極２１とを当該第２接続板９１を介して第２接地箱体９０の内側で接続し、成膜用真空室１３の外界に設備された高周波電源５２から送電された高周波電力が、給電構造体６０及び第２接続板９１を介して電力印加部２０及び電力印加電極２１に伝送されるようになっている。すなわち、給電線は、給電体６１、第２接続板９１などによって構成されている。
【００３９】
上記のように構成された薄膜製造装置１００では、図２に示すように、第２接続板９１が接続される電力印加部２０及び電力印加電極２１の中央部の直上に対応する部位の壁体１５の上部側に、インピーダンス整合器５１が設置されており、該インピーダンス整合器５１に対して高周波電源５２が接続されている。なお、このインピーダンス整合器５１は、電力印加部２０及び電力印加電極２１からの反射波を最小にする制御を行うものである。
また、シールド支持体５７には、図２に示すように、その上面側のインピーダンス整合器５１に対応する位置から、鉛直下方向の第２接続板９１を電力印加部２０の中央部に接続する位置に向かって、その内部を貫通する貫通孔５７ａが、電力印加部２０に対応してそれぞれ設けられている。この貫通孔５７ａは、これに貫挿された給電構造体６０を電力印加部２０及び電力印加電極２１の中央部接続位置まで導く機能を有しており、各給電構造体６０をこの貫通孔５７ａにそれぞれ貫挿させることで、電力印加部２０及び電力印加電極２１の中央部へ給電可能としている。
さらに、図２に示すように、給電構造体６０を構成する給電体６１は棒形状をなしており、上端部がインピーダンス整合器５１に電気導入体６５及び第１接続板８１を介してインピーダンス整合器５１に接続されている。そして、各給電構造体６０の給電体６１は、接地電位に保たれた外周導体６２によってシールドされた状態でシールド支持体５７の貫通孔５７ａを貫挿して、当該貫通孔５７ａの直下に配され、上記のように第２接続板９１に接続されている。このようにして、インピーダンス整合器５１の鉛直下方向に配された各給電体６１は、その状態を保ったままで、その下部が第２接続板９１を介して各電力印加部２０及び電力印加電極２１の給電位置とそれぞれ接続されることとなる。
以上のような接続態様によって、各給電構造体６０を介して各電力印加部２０及び電力印加電極２１の中央部への給電が行われ、電力印加部２０及び電力印加電極２１への印加電力が最も均等に配される給電状態を実現しつつ、給電体６１からの電磁波の伝播及び給電体６１と電力印加部２０及び電力印加電極２１との間に生じる浮遊キャパシタンスの影響を抑制し、各電力印加部２０及び電力印加電極２１への高周波電流の流入を抑制することが可能になっている。
【００４０】
次に、本発明の第１実施形態に係る薄膜製造装置１００を用いて可撓性基板１上に薄膜を形成する方法について、その概略を説明する。
図１において、成膜時には、アクチュエータ２４によって、各接地電極２２及び成膜室５で停止された各基板１が函状構成物１０の枠体５４に向かってそれぞれ移動し、枠体５４と基板１とが、該枠体５４の基板１と接触する面に保持されたシール材５４ｚを介して密着する。これにより、気密状態の成膜室５が電力印加部２０及び電力印加電極２１と基板１との間にそれぞれ形成される。
そして、上記のようにして接続された各給電構造体６０によって、高周波電源５２の出力電圧が各電力印加部２０及び電力印加電極２１の中央部に給電され、電圧印加部２０及び電力印加電極２１と接地電極２２との間に高周波電力がそれぞれ印加される。これによって各成膜室５内にプラズマが発生し、図示しない導入管から導入された反応ガスが分解され、接地電極２２の基板用ヒーター２３によって加熱された基板１の表面上に薄膜がそれぞれ形成されることになる。
なお、各成膜室５に供給された反応ガスは、図示しない真空ポンプによって、図３に示すように、各電力印加部２０に設けられた排気口７２ａを介して排気部材９の中空部７２に排気されてから、シールド支持体５７に設けられた排気ポート５７ｂを通って外部に排気され、これによって各成膜室５内の圧力が維持されている。
【００４１】
本発明の第１実施形態の薄膜製造装置１００における特徴部分は、主として電力印加部２０に加熱手段が設けられている点と、加熱手段と電力供給手段との間に電力カット手段が設けられている点である。
本発明の第１実施形態に係る加熱手段は、図１〜図４に示すように、電力印加部２０の温度を１７０℃以上に設定することが可能な第１の印加部ヒーター３１である。
第１の印加部ヒーター３１は、電力線３１ａを介して当該第１の印加部ヒーター３１に電力を供給する電力供給手段３４に接続されており、この第１の印加部ヒーター３１と電力供給手段３４との間であって、電力線３１ａの基端側には、給電線を構成する給電体６１、第２接続板９１等より供給される電力をカットする電力カット手段の高周波カットフィルター３５が設けられている。電力供給手段３４及び高周波カットフィルター３５は、真空室１３の壁体１５の外側上部に配設され、ケーブル３６を介して互いに接続されている。なお、前記電力線３１ａ及び前記ケーブル３６が、本発明における「加熱手段への電力供給ライン」、「ヒーターへの電力供給ライン」を構成している。
【００４２】
電力線３１ａの周囲には、電力印加部２０及び成膜室５を経由する際に気密を維持する構造が付加されている。また、電力線３１ａは、接地電位を有する部材と接触しないように配線されており、必要に応じて絶縁部材を介して接地電位部材に固定されている。また、第１の印加部ヒーター３１と対応して、電力印加部２０及びヒーターの温度の計測及びヒーターの制御のための温度センサ（図示せず）がそれぞれ配設されおり、これら温度センサのラインも電力線３１ａと同様、接地電位を有する部材と接触しないように、高周波カットフィルター３５まで配線されている。
本実施形態では、プラズマを形成するために用いられる電力の周波数として、１３．５６ＭＨｚ（ＲＦ）の周波数帯が適用されている。このため、高周波カットフィルター３５は、１３．５６ＭＨｚの周波数をカットする仕様となっている。なお、適用する周波数は、ＲＦ帯の周波数だけでなく、ＶＨＦ帯、マイクロ波帯としても良く、その場合は、使用する電源周波数に合わせてカットフィルターの仕様を変更することとする。
【００４３】
第１の印加部ヒーター３１は、成膜室５の空間内に設置されるヒーターであり、反応副生成物の付着が多い箇所である、電力印加部２０の成膜室５側の外壁面２０ａ上に取付けられている。そのため、第１の印加部ヒーター３１は、図５に示すように、フィルムヒーター等の薄いフィルム状の加熱体３０を薄い金属板３７で両面から挟み込み、外壁面２０ａ上にネジ３９でネジ止めすることにより、電力印加部２０の外壁面２０ａに固定されている。なお、今回第１の印加部ヒーター３１は薄いフィルム状の加熱体としたが、ガスの流路を塞がない構成であれば薄いフィルム状の加熱体としなくとも良く、印加部ヒーター３１と電力印加部２０の外壁面２０ａとの間に熱伝導の良い柔軟材料シートを挿入しても良い。
【００４４】
以上のように、本発明の第１実施形態の薄膜製造装置１００においては、電力印加部２０の成膜室５側の外壁面２０ａを加熱する第１の印加部ヒーター３１が設けられているとともに、プラズマを形成するために用いられる電力の周波数をカットする高周波カットフィルター３５が設けられているため、基板１への成膜時にも影響を与えることなく電力印加部２０の外壁面２０ａを加熱して高温にすることができる。したがって、成膜室５の空間内で生成される反応副生成物が電力印加部２０の外壁面２０ａに付着及び堆積するのを大幅に抑えることが可能となり、基板１上に品質の優れた薄膜を形成できる上、メンテナンスサイクルを大幅に延長でき、生産性の向上を図ることができる。
【００４５】
このような本発明の第１実施形態の薄膜製造装置１００による作用効果を確認するため、次の条件で薄膜の形成を行った。
具体的には、幅１ｍの基板をセットした後、装置の真空引きを行った。その後、基板温度を２００℃にセットし、水素を導入して脱ガス工程を約５時間実施し、成膜室全体の加熱を行った。本発明に係る第１実施形態の薄膜製造装置１００の効果を明らかにするため、今回第１の印加部ヒーター３１の温度を複数条件で設定し、成膜を実施した。脱ガス工程後の電力印加部２０の温度は、第１の印加部ヒーター３１で加熱しない場合は１３０℃前後であった。第１の印加部ヒーター３１による加熱を適用する際には、電力印加部２０の温度が１５０℃、１７０℃、２００℃の３通りの条件で成膜を行った。
今回、ガス種類としてはＳｉＨ４ガスとＨ２ガスを適用し、基板上にａ−Ｓｉ膜の形成を行った。ａ−Ｓｉ膜の膜厚は１回当り約１５０ｎｍ堆積し、成膜回数を最大１０００回繰り返して実施した。
【００４６】
まず、ヒーター加熱無し（電力印加部２０の温度１３０℃）の状態で、成膜を行い、所定の成膜回数実施後、装置を大気開放して電力印加部２０に付着していた反応副生成物（パウダー）を収集し、その重さの計測を行った（落下した反応副生成物がある場合、落下した分も収集して重量を測定した）。図６に成膜回数を変えた場合の反応副生成物の重量変化を示している。同図では、成膜回数５００回時の重量値が１．０となるように規格化した。同図より、成膜回数の増大に伴い、ほぼ直線的に反応副生成物の重量が増加していることが分かる。ここで、成膜回数５００回以上の条件では、反応副生成物が成膜室下に落下しており、ガス流通経路の一部を塞いでしまっていることが分かった。よって、電力印加部２０に付着する反応副生成物の重量が、図６における５００回成膜時の重量程度となると、電力印加部２０から落下するという知見が得られた。
【００４７】
次に、第１の印加部ヒーター３１の温度を可変させ、各々のヒーター条件で前述の成膜条件で計１０００回の成膜を実施した場合の反応副生成物重量の推移を図７に示している。図７も図６と同様、１３０℃時の成膜回数５００回時の重量値が１．０になるよう規格化してある。図７より、反応副生成物の重量は、温度の増加に伴い指数関数的に減少していることが分かる。ここで図６より得られた反応副生成物が電力印加部２０より落下する重量に関する知見を元に、図７の結果より反応副生成物が落下する重量に到達するまでに上記成膜条件で何回成膜を繰り返すことが可能かを算出した結果を図８に示している。図８では、ヒーター加熱無し（１３０℃）での成膜回数（５００回）が１．０となるように規格化してある。同図より、ヒーター温度１５０℃程度の場合、ヒーター加熱無し（１３０℃）の場合と比べて２倍程度、１７０℃以上にするとヒーター加熱無し（１３０℃）の場合と比べて５倍以上の成膜回数となり、１５０℃の場合でも効果はあるが、１７０℃以上、好ましくは２００℃以上とすることで反応副生成物落下までの成膜回数が飛躍的に延びることが分かった。なお、形成した薄膜の成膜速度、膜厚均一性、膜質等は、どの温度でもほぼ同程度であり、かつどの温度でも成膜初期〜後期までほぼ一定しており（反応副生成物が落下した場合は除く）、第１の印加部ヒーター３１の存在が成膜自身に影響を与えておらず、良好な薄膜が形成されていることが確認できた。
【００４８】
［第２実施形態］
図１、図４及び図９は、本発明の第２実施形態に係る薄膜製造装置を示すものであり、図９は図４におけるＺ部の拡大断面図である。
この第２実施形態に係る電力印加部２０の加熱手段は、電力線３２ａを介して高周波カットフィルター３５及び電力供給手段３４に接続される第２の印加部ヒーター３２である。この第２の印加部ヒーター３２は、成膜室５の空間外に設置されるヒーターであり、反応副生成物の付着が多い箇所の外壁面２０ａの背面側である、電力印加部２０の内壁面２０ｂ上に取付けられている。そのため、第２の印加部ヒーター３２は、図９に示すように、内壁面２０ｂ上に熱伝導性の良い柔軟材料シート４１を介在させた状態で、板状の加熱体４０を設置し、ネジ４３でネジ止めすることにより、電力印加部２０の内壁面２０ｂに固定されている。柔軟材料シート４１は、加熱体４０から電力印加部２０への熱伝導を良くするために、内壁面２０ｂの界面にカーボンシートなどの柔軟材料を挿入することによって配置されている。なお、前記電力線３２ａ及び前記ケーブル３６（図４参照）が、本発明における「加熱手段への電力供給ライン」、「ヒーターへの電力供給ライン」を構成している。
その他の構成は、上記第１実施形態と同様であり、同一の部材は同一の符号で示している。
【００４９】
本発明の第２実施形態に係る薄膜製造装置によれば、第２の印加部ヒーター３２が電力印加部２０の内壁面２０ｂに設けられているため、反応性の高い原料ガスを適用する場合でも、電力印加部２０の加熱が可能となり、良好な成膜を行うことができる。
上記第１実施形態における第１の印加部ヒーター３１の配置構成の場合、例えば、原料ガスとして反応性の高いフッ素系のガス等を適用する場合、ヒーターやヒーター電力線、温度センサ等に耐食処理を施さなければならなくなり、コスト高を招いてしまうことや、耐食処理をしても寿命は本実施形態の場合と比べて短くなると考えられ、定期的な交換及びメンテナンスが必要となる。しかし、第２実施形態で示すように、成膜室５の室外側の部位である電力印加部２０の内壁面２０ｂに第２の印加部ヒーター３２を設けることで、この問題を回避することができる。この構成の場合、電力印加部２０を常に真空を保持する側から加熱することになるため、第２の印加部ヒーター３２の熱が電力印加部２０に確実に伝熱されるようにするため、電力印加部２０との間にはアルミホイールやカーボンシート等熱伝導の良い柔軟材料柔軟材料シート４１が挿入配置されている。その他の作用効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００５０】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る電力印加部２０の加熱手段は、電力線３３ａを介して高周波カットフィルター３５及び電力供給手段３４に接続される第３の印加部ヒーター３３である（図４参照）。この第３の印加部ヒーター３３は、成膜室５の空間外に設置されるヒーターであり、第２の印加部ヒーター３２と同様、図９に示す構造でネジ止めすることにより、電力印加部２０の外周面２０ｃに固定されている。なお、前記電力線３３ａ及び前記ケーブル３６（図４参照）が、本発明における「加熱手段への電力供給ライン」、「ヒーターへの電力供給ライン」を構成している。
その他の構成は、上記第１及び第２実施形態と同様であり、同一の部材は同一の符号で示している。
【００５１】
本発明の第３実施形態に係る薄膜製造装置によれば、第３の印加部ヒーター３３が電力印加部２０の外周面２０ｃに設けられているため、第３の印加部ヒーター３３へのアクセスは最低限の分解作業で済み、メンテナンス性に優れている。
上記第２実施形態における第２の印加部ヒーター３２の配置構成の場合、第２の印加部ヒーター３２は電力印加部２０の内壁面２０ｂに配置されているため、第２の印加部ヒーター３２にアクセスするには、一度成膜室５の構成部材を全て分解する必要があり、メンテナンス性に課題が残る。第３実施形態のように、第３の印加部ヒーター３３を電力印加部２０の外周面２０ｃに配置すれば、このような課題を解消できる。しかし一方で、ヒーターの設置面積は第２実施形態の場合と比べて減少するため、電力印加部２０への加熱能力に劣るが、電力印加部２０において最も反応副生成物が付着する場所はガス経路が９０度屈曲している箇所近傍であるため、第３実施形態における第３の印加部ヒーター３３の配置の場合、最も反応副生成物が付着する箇所を効率良くに加熱することができ、反応副生成物付着量の低減に大きく寄与する結果となる。実際、第２実施形態のヒーター配置構成と第３実施形態のヒーター配置構成において、同一成膜条件、同一成膜回数で成膜を行い、反応副生成物重量を比較したところ、第３実施形態の場合は、第２実施形態の場合の約１．１〜１．２倍程度であり、極端な反応副生成物の増加は見られないことが確認できた。その他の作用効果は、上記第１及び第２実施形態と同様である。
【００５２】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る薄膜製造装置では、上記第１実施形態〜上記第３実施形態における高周波カットフィルター３５を適用する代わりに、接点のＯＮ／ＯＦＦによって電力の供給／遮断を選択することが可能なリレー素子（図示せず）が第１〜第３の印加部ヒーター３１，３２，３３への電力線３１ａ，３２ａ，３３ａの途中に配置されている。なお、リレー素子以外は、前記実施形態と実質的に同一であるため、図１〜５を参照して、第４実施形態について説明する。この場合、リレー素子をＯＮにしたまま成膜に使われる高周波の電力を供給すると、高周波電力が当該印加部ヒーター３１，３２，３３への電力線３１ａ，３２ａ，３３ａを通り、ヒーター温度制御機構へ影響を与える他、成膜中のプラズマにも影響を与えてしまい、その結果、良質な薄膜を得ることができなくなる。そのため、成膜に使われる高周波の電力を供給している間（放電中）は、リレー素子をＯＦＦにし、ヒーター温度制御機構とヒーター３１，３２，３３との間を絶縁状態にする必要がある。リレー素子をＯＦＦにし、電力を遮断している間はヒーター３１，３２，３３への電力供給は停止するが、周期的に成膜（高周波電力印加状態）と基板搬送（高周波電力供給停止状態）が繰り返されるステッピングロール方式において、高周波電力供給停止状態時のみにヒーター３１，３２，３３を加熱することで、これらヒーター３１，３２，３３の温度をある程度維持することが可能となる。実際の量産においては、装置の生産性を考慮し、タクト数分〜数十分のオーダーで成膜が繰り返される。この程度の時間間隔の場合、真空中であることもあり、ヒーター３１，３２，３３の温度低下量は最大でも７〜８℃程度であることを確認した。このため、放電していない時間に間欠的にヒーター３１，３２，３３に電力を導入することで、成膜初期〜後期まで１７０℃以上の温度を保つことができることを確認した。
【００５３】
リレー素子の場合、接点がＯＦＦの状態においては、その部分にコンデンサが形成されていることに相当する。そのため、接点ＯＦＦの状態での第１〜第３の印加部ヒーター３１，３２，３３への電力線３１ａ，３２ａ，３３ａのインピーダンスが、成膜に使われる高周波の電力をカットする値となるよう、コンデンサの容量が調節された構成とする必要がある。このような構成にすることで、実際に成膜を行った結果、上記第１実施形態〜上記第３実施形態とほぼ同程度の効果を有することを確認できた。
なお、この第４実地形態のように、リレー素子を用いた構成の場合、成膜に使用される電力として高周波電力だけでなく、直流の電力を供給する場合にも適用することが可能となる。その他の作用効果は、上記第１実施形態〜上記第３実施形態と同様である。
【００５４】
［第５実施形態］
図１０は、本発明の第５実施形態に係る薄膜製造装置を示すものであり、図２におけるＸ部の拡大断面図である。
本発明の第５実施形態に係る薄膜製造装置では、図１０に示すように、電力印加部２０の加熱手段として、上記第１実施形態〜上記第３実施形態における第１〜第３の印加部ヒーター３１，３２，３３を適用する代わりに、複数本の流体管４５が上記第１実施形態〜上記第３実施形態と同様の位置にそれぞれ配置されている。これら流体管４５は、装置外部で流体加熱手段４６に接続され、管内に加熱された流体が流れるように構成されている。適用する流体としては、１７０℃〜２００℃程度の高温にしても沸騰しない液体とする必要がある。
なお、第５実施形態の流体管４５は、例えば、その一部をコイル状に巻き、管全体のインピーダンスが成膜に使われる高周波の電力をカットする値になるように、管の形状を調整することや、当該流体管４５の一部に絶縁性の流体管（適用する流体の温度において耐熱のある素材）を配置することで、成膜に使われる高周波の電力をカットするカット手段としての構成を取ることとする。
その他の構成は、上記第１実施形態〜上記第３実施形態と同様であり、同一の部材は同一の符号で示している。
【００５５】
本発明の第５実施形態に係る薄膜製造装置によれば、電力印加部２０の加熱手段として、流体管４５が上記第１実施形態〜上記第３実施形態と同様の位置にそれぞれ配置されているので、実際に成膜を行った結果、記第１実施形態〜上記第３実施形態とほぼ同程度の効果を有することを確認できた。その他の作用効果は、上記第１実施形態〜上記第３実施形態と同様である。
【００５６】
［第６実施形態］
次に図１４、１５を参照して、本発明の第６実施形態に係る薄膜製造装置について説明する。前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
図１４に示すように、この第６実施形態では、前記実施形態と同様に、薄膜製造装置の函状の壁体１５の外側に、電力カット手段である高周波カットフィルター３５が配設されており、この高周波カットフィルター３５にケーブル３６を介して電力供給手段３４が接続されている。また、高周波カットフィルター３５を介して、ケーブル３６に接続された電力線３１ａ，３２ａ，３３ａが、第１の印加部ヒーター３１，第２の印加部ヒーター３２，第３の印加部ヒーター３３にそれぞれ接続されている。
すなわち、ケーブル３６及び電力線３１ａ、ケーブル３６及び電力線３２ａ、ケーブル３６及び電力線３３ａが、本発明における「加熱手段への電力供給ライン」、「ヒーターへの電力供給ライン」を構成している。
そして、各電力線３１ａ，３２ａ，３３ａの途中部分が、コイル形状に巻回されて高周波抵抗体７５が設けられている。高周波抵抗体７５は、図１４に示すようにコイルの間隔を空けて巻く方が望ましい。コイル間隔を空けずに巻くと、高周波抵抗体７５が抵抗体となり、高周波のカット性能は減少するため、コイル間隔を空けずに巻く場合は、高周波抵抗体７５を被覆する必要がある。
更に、加熱手段への電力供給ラインの一部は、電磁波シールド性を有するカバーにより覆われる構成となっている。この実施形態では、図１４に示すように、磁波シールド性を有するカバー７６が、高周波カットフィルター３５に隣接して配設されており、壁体１５の外側に配置された電力線３１ａ，３２ａ，３３ａの露出部分が、カバー７６により覆われるようになっている。なお、このカバー７６は、図１４の想像線で示すように、壁体１５の外側に配置された電力線３１ａ，３２ａ，３３ａの露出部分、及び、高周波カットフィルター３５自体を囲む構造としてもよい。
図１５には、第１の印加部ヒーター３１を平面的に見た場合の説明図が示されている。この図に示されるように、第１の印加部ヒーター３１の壁面に取付けられた、温度検出用の熱電対７８の一部を、コイル形状に巻回して高周波抵抗体７５ａとしてもよい。なお、第２の印加部ヒーター３２及び第３の印加部ヒーター３３も、同様の構造にしてもよい。
【００５７】
上記構造からなる第６実施形態に係る薄膜製造装置によれば、図１４に示すように、各ヒーター３１，３２，３３へ、電力供給手段３４からの電力を導通させる、電力線３１ａ，３２ａ，３３ａの途中部分が、コイル形状の高周波抵抗体７５となっているので、高周波電源５２（図２参照）から給電線（給電体６１や第２接続板９１等）を通って送電されるプラズマ放電用の高周波電力に対する、抵抗力を高めることができる。また、図１５に示すように、温度検出用の熱電対７８の一部も、高周波抵抗体７５となっているので、上記と同様に、給電線からの高周波電力に対する抵抗力を高めることができる。
すなわち、この第６実施形態においては、ヒーターへの電力供給ラインの一部及び／又はヒーターの一部を、コイル形状にしてなる高周波抵抗体を有しているので、給電線より供給される高周波電力をカットする電力カット手段である高周波カットフィルター３５と相まって、給電線からの高周波電力を効果的にカットすることができ、各ヒーター３１，３２，３３に高周波電力が伝達することを、より確実に防止することが可能となり、高周波ノイズ等による各ヒーター３１，３２，３３の制御系等への影響を抑えて、その安定動作に寄与する。
また、壁体１５の外側に配置された電力線３１ａ，３２ａ，３３ａの露出部分が、カバー７６により覆われているので、高周波カットフィルター３５により、カットしきれない高周波や、その他の電磁波等を効果的にカットすることができ、各ヒーター３１，３２，３３を安定動作させることができる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
例えば、既述の実施形態では、電力印加部２０の加熱手段として、上記第１実施形態〜上記第３実施形態及び第６実施形態における第１〜第３の印加部ヒーター３１，３２，３３をそれぞれ別個独立に設けているが、薄膜製造装置の種類、運転サイクル、薄膜の品質及び種類などに応じて、すべての印加部ヒーター３１，３２，３３を電力印加部２０の所定箇所に設けたり、また、任意の組み合わせで設けてもよい。第５実施形態の流体管４５についても同様である。
【符号の説明】
【００５９】
１  可撓性基板
２  搬入ロール
３  搬出ロール  
５  成膜室
９  排気部材
１０  函状構成物
１１  送り室
１３  成膜用真空室
１４  巻き取り室
１５  壁体
２０  電力印加部
２０ａ  外壁面
２０ｂ  内壁面
２０ｃ  外周面
２１  電力印加電極
２２  接地電極
２３  基板用ヒーター
２４  アクチュエータ
３０，４０  加熱体
３１，３２，３３  印加部ヒーター
３１ａ，３２ａ，３３ａ  電力線
３４  電力供給手段
３５  高周波カットフィルター
３６  ケーブル
４１  柔軟材料シート
４５  流体管
４６  流体加熱手段
４７  電力カット手段
５１  インピーダンス整合器
５２  高周波電源
５４  枠体
５７  シールド支持体
５７ａ  貫通孔
５８  金属隔膜体
６０  給電構造体
６１  給電体
６２  外周導体
６３ａ，６３ｂ  絶縁支持体
６４  絶縁リング
６５  電気導入体
７２  中空部
７２ａ  排気口
７５  高周波抵抗体
７６  カバー
７７  発熱線
７８  熱電対
８０  第１接地箱体
８１  第１接続板
９０  第２接地箱体
９１  第２接続板
１００  薄膜製造装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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