(57)【要約】【課題】  高度な流量制御を必要とせず、簡単な構造の、且つ小型、安価な、メンテナンスの容易な薄膜形成装置と薄膜形成装置の排気手段の制御方法と薄膜を形成した基板の生産方法を提供する。【解決手段】  大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極の間に高周波電界を発生させて放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスと放電ガスとをプラズマ化し、プラズマ化したガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成し、前記製膜室内で発生したパーティクル等を含む廃ガスを排気する排気手段を有する薄膜形成装置において、前記製膜室内部のパーティクルなどの浮遊粒子及び塵の状態を計測し、その計測結果に応じて、前記排出手段の排気量を制御される排気手段を備えることを特徴とする薄膜形成装置。【選択図】        図１
2005194575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極の間に高周波電界を発生させて放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスと放電ガスとの混合ガスをプラズマ化し、プラズマ化した前記混合ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する製膜室と、該製膜室内に前記混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、前記製膜室内で発生したパーティクル等を含む廃ガスを排気する排気手段を有する薄膜形成装置において、
前記製膜室内部のパーティクルなどの浮遊粒子及び塵の状態を計測し、その計測結果に応じて、前記排出手段の排気量を制御される排気手段を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
パーティクルなどの浮遊粒子及び塵の状態の計測は、パーティクルなどの浮遊粒子及び塵の数量を計測することを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記排気手段は、前記製膜室の内部の前記廃ガスを排気する少なくとも１個の排気口と、
前記排気口に排気経路を介し接続され、制御手段により排気量が制御される１台の排気部材とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
前記排気手段は、前記製膜室の内部の前記廃ガスを排気する少なくとも１個の排気口と、
前記排気口に排気経路を介し接続され、制御手段により排気量が制御される少なくとも１台の排気量調整手段と、
前記排気量調整手段に排気経路を介し接続される、１台の排気部材とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
前記排気手段は、前記製膜室の内部の前記廃ガスを排気する複数の排気口と、
前記排気口に排気経路を介し接続され、制御手段により排気量が制御される複数の低排気量の排気部材とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記計測手段は、パーティクルなどの浮遊粒子及び塵を検知する検知手段と、検知したパーティクルなどの浮遊粒子及び塵の数量をカウントするカウンタとを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
【請求項７】
前記検知手段は少なくとも前記放電空間近傍の、前記廃ガスをサンプリングするサンプリング手段により、サンプリングされた前記廃ガス中のパーティクルなどの浮遊粒子及び塵を検知する検知手段であることを特徴とする請求項６に記載の薄膜形成装置。
【請求項８】
対向する電極の間に発生させる高周波電界は、第１の高周波電界および第２の高周波電界を重畳したものであり、
前記第１の高周波電界の周波数ω１より前記第２の高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１の高周波電界の強さＥ１、前記第２の高周波電界の強さＥ２および放電開始電界の強さＩＥとの関係が、
Ｅ１≧ＩＥ＞Ｅ２
または  Ｅ１＞ＩＥ≧Ｅ２  を満たし、
前記第２の高周波電界の出力密度が、１Ｗ／ｃｍ2以上であることを特徴とする請求項７に記載の薄膜形成装置。
【請求項９】
大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極の間に高周波電界を発生させて放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスと放電ガスとの混合ガスをプラズマ化し、プラズマ化した前記混合ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する製膜室と、該製膜室内に前記混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、前記製膜室内の廃ガスを排気する排気手段を有する薄膜形成装置の排気手段の制御方法において、
前記製膜室内部で生成したパーティクルの状態の数量を計測する工程と、
予め記憶されたパーティクルの状態の数量の各計測値に対する前記排気手段の各排気量の情報から、計測値に対応する排気量を決定する工程と、
決定した排気量に基づき前記排気手段を駆動し、パーティクルを含む廃ガスを排気する工程とを有することを特徴とする薄膜形成装置の排気手段の制御方法。
【請求項１０】
クリーンルーム内に請求項６に記載の薄膜形成装置を複数備え、該薄膜形成装置内に生成したパーティクルの状態に応じ、パーティクルを含む廃ガスを排気しながら、請求項６に記載の複数の薄膜形成装置にウエブ状の基材を連続的に搬送することにより、基材上に所定の厚さの薄膜を形成した基板の生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
大気圧環境下でプラズマを発生させ薄膜を形成する薄膜形成装置と薄膜形成装置の排気手段の制御方法と薄膜を形成した基板の生産方法に関し、特に排気手段を有する薄膜形成装置と薄膜形成装置の排気手段の制御方法と薄膜を形成した基板の生産方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＳＩ、半導体、表示デバイス、磁気記録デバイス、光電変換デバイス、ジョセフソンデバイス、太陽電池、光熱変換デバイス等の各種製品には、基材上に高機能性の薄膜を設けた材料が多数用いられている。
【０００３】
これら高機能性の薄膜とは、例えば、電極膜、誘電体保護膜、半導体膜、透明導電膜、エレクトロクロミック膜、蛍光膜、超伝導膜、誘電体膜、太陽電池膜、反射防止膜、耐摩耗性膜、光学干渉膜、反射膜、帯電防止膜、導電膜、防汚膜、ハードコート膜、下引き膜、バリア膜、電磁波遮蔽膜、赤外線遮蔽膜、紫外線吸収膜、潤滑膜、形状記憶膜、磁気記録膜、発光素子膜、生体適合膜、耐食性膜、触媒膜、ガスセンサ膜、装飾膜等のことである。
【０００４】
従来、このような高機能性の薄膜は、塗布法に代表される湿式製膜法か、あるいは、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の真空を用いた乾式製膜法によって、形成されている。
【０００５】
近年、例えば、大気圧プラズマ放電処理薄膜形成法が、上記湿式製膜法に比べてより高性能な薄膜が得られること、且つ、真空を用いた乾式製膜法に比べて生産性が高いこと等から、考案され実用化されつつある。大気圧プラズマ放電処理方法の最大のメリットは、真空にする必要がないので連続製膜が可能であることである。
【０００６】
高機能性の薄膜を形成する際、基材全面にわたって均一な膜厚であることが望ましいことはもちろんである。特に、反射防止膜のような光学薄膜は、膜厚の精度がそのまま膜性能となるため、よりハイレベルな膜厚均一性が求められる。
【０００７】
また、反射防止膜のような光学薄膜は極めて薄い膜である為、従来に比べ微少な、例えば１μｍ程度の直径の異物でも基材或いは薄膜上に付着すると、例えば点故障といった品質異常を発生することが分かってきた。
【０００８】
大気圧プラズマ放電による製膜法は、放電空間近傍の酸素濃度が高い部分では、活性化した未反応の製膜性ガス等によりパーティクルが生成されやすくなるという特性を有している為、光学薄膜等の製造時にパーティクルの除去が必要となってきた。
【０００９】
大気圧プラズマ放電を利用した製膜において、混合ガスの流入・流出の各流量を調整することにより放電空間のガス供給量が一定になるようにして膜厚を均一にし、更に、粘着ローラにより基材上の異物を粘着させて除去する方法（例えば特許文献１。）が知られている。
【特許文献１】特開２００１−９８０９３号公報（段落番号００６１〜００６４  図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、このような流入・流出の各流量を調整する方法はガスの供給・排出両側共、非常に精度の高い流量制御を行う必要があり、
更に、粘着ローラで異物を除去する方法は例えば粘着ローラを基材部分に配設すると、膜形成部分に付着した異物の除去が出来ない等粘着ローラの設置位置の制約を受けてしまうといった欠点、粘着力の選定によっては基材や膜を破損したり、逆に異物を除去しきれない可能性があるといった欠点、又粘着ローラに付着した異物が基材や膜形成部分に再付着してしまう可能性があるといった欠点がある。
【００１１】
このように、制御方法が複雑で、また設備構造が複雑、且つ大型、且つ高価になるとともに、粘着力を一定に保つ為の粘着ローラの管理、メンテナンスが難しいといった欠点があった。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、背景技術に述べた流入・流出の各流量を調整する方法ほど高度な流量制御を必要とせず、排気手段の簡単な構造の、且つ小型、安価な、メンテナンスの容易な薄膜形成装置と薄膜形成装置の排気手段の制御方法と薄膜を形成した基板の生産方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
パーティクルとは主にプラズマによる薄膜形成時に付随して生成される微粒子を指し、これが付着した場合薄膜の品質を阻害するもので、例えば放電空間近傍でまだ活性している混合ガスが粒子化して発生するものである。
【００１４】
又、基板とは上述した電極膜、誘電体保護膜等の薄膜が形成された基材を指す。
【００１５】
上記目的は下記の構成要素により達成される。
【００１６】
１）大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極の間に高周波電界を発生させて放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスと放電ガスとの混合ガスをプラズマ化し、プラズマ化した前記混合ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する製膜室と、該製膜室内に前記混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、前記製膜室内で発生したパーティクル等を含む廃ガスを排気する排気手段を有する薄膜形成装置において、
前記製膜室内部のパーティクルなどの浮遊粒子及び塵の状態を計測し、その計測結果に応じて、前記排出手段の排気量を制御される排気手段を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【００１７】
２）パーティクルなどの浮遊粒子及び塵の状態の計測は、パーティクルなどの浮遊粒子及び塵の数量を計測することを特徴とする１）項に記載の薄膜形成装置。
【００１８】
３）前記排気手段は、前記製膜室の内部の前記廃ガスを排気する少なくとも１個の排気口と、
前記排気口に排気経路を介し接続され、制御手段により排気量が制御される１台の排気部材とを備えることを特徴とする１）又は２）項に記載の薄膜形成装置。
【００１９】
４）前記排気手段は、前記製膜室の内部の前記廃ガスを排気する少なくとも１個の排気口と、
前記排気口に排気経路を介し接続され、制御手段により排気量が制御される少なくとも１台の排気量調整手段と、
前記排気量調整手段に排気経路を介し接続される、１台の排気部材とを備えることを特徴とする１）又は２）項に記載の薄膜形成装置。
【００２０】
５）前記排気手段は、前記製膜室の内部の前記廃ガスを排気する複数の排気口と、
前記排気口に排気経路を介し接続され、制御手段により排気量が制御される複数の低排気量の排気部材とを備えることを特徴とする１）又は２）項に記載の薄膜形成装置。
【００２１】
６）前記計測手段は、パーティクルなどの浮遊粒子及び塵を検知する検知手段と、検知したパーティクルなどの浮遊粒子及び塵の数量をカウントするカウンタとを備えることを特徴とする１）〜５）項のいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
【００２２】
７）前記検知手段は少なくとも前記放電空間近傍の、前記廃ガスをサンプリングするサンプリング手段により、サンプリングされた前記廃ガス中のパーティクルなどの浮遊粒子及び塵を検知する検知手段であることを特徴とする６）項に記載の薄膜形成装置。
【００２３】
８）対向する電極の間に発生させる高周波電界は、第１の高周波電界および第２の高周波電界を重畳したものであり、
前記第１の高周波電界の周波数ω１より前記第２の高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１の高周波電界の強さＥ１、前記第２の高周波電界の強さＥ２および放電開始電界の強さＩＥとの関係が、
Ｅ１≧ＩＥ＞Ｅ２
または  Ｅ１＞ＩＥ≧Ｅ２  を満たし、
前記第２の高周波電界の出力密度が、１Ｗ／ｃｍ2以上であることを特徴とする７）項に記載の薄膜形成装置。
【００２４】
９）大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極の間に高周波電界を発生させて放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスと放電ガスとの混合ガスをプラズマ化し、プラズマ化した前記混合ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する製膜室と、該製膜室内に前記混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、前記製膜室内の廃ガスを排気する排気手段を有する薄膜形成装置の排気手段の制御方法において、
前記製膜室内部で生成したパーティクルの状態の数量を計測する工程と、
予め記憶されたパーティクルの状態の数量の各計測値に対する前記排気手段の各排気量の情報から、計測値に対応する排気量を決定する工程と、
決定した排気量に基づき前記排気手段を駆動し、パーティクルを含む廃ガスを排気する工程とを有することを特徴とする薄膜形成装置の排気手段の制御方法。
【００２５】
１０）クリーンルーム内に６）項に記載の薄膜形成装置を複数備え、該薄膜形成装置内に生成したパーティクルの状態に応じ、パーティクルを含む廃ガスを排気しながら、６）項に記載の複数の薄膜形成装置にウエブ状の基材を連続的に搬送することにより、基材上に所定の厚さの薄膜を形成した基板の生産方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば次のような効果を奏することができる。即ち、
大気圧環境下で発生するプラズマにより薄膜を形成する薄膜形成装置において、薄膜を形成する製膜室内のパーティクルの数量を計測し、計測値に基づき製膜室内からのパーティクル等を含む気体の排気量を制御することにより、高精度な流量制御を必要とせず、簡単な構造の、且つ小型、安価な、メンテナンスの容易な、パーティクル等の微少な異物付着のない、薄膜形成装置と薄膜形成装置の排気手段の制御方法と薄膜を形成した基板の生産方法とが提供可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に図面を参照して本発明について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、本欄の説明は請求項の技術範囲や用語の意義を限定されるものではない。
【００２８】
以下、図を参照しながら、本発明の薄膜形成装置（大気圧プラズマ放電処理装置）について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の薄膜形成装置の一例を示す概略図である。
【００３０】
図１の装置は、ロール電極と複数の角筒型の棒状電極により放電空間が形成されており、それぞれの電極には周波数の異なる少なくとも０．５ＫＨｚの周波数を有する高周波電源を接続して両電極に２種の高周波電圧を印加し、両電極間に２種の高周波電圧を重畳した電界を発生させる構成である。
【００３１】
このように高周波電界を重畳することにより、たとえ放電開始電界強度が高い窒素のような放電ガスを使用した場合でも、安定に均一な放電を得ることが出来る。
【００３２】
１００は薄膜形成装置、１４０は２つの高周波電源を有する高周波電界発生手段、１５０はガス供給手段、１６０は電極温度調節手段である。
【００３３】
１３５はロール電極であり、ロール電極１３５に対向して配設される複数の角筒型電極１３６との間に放電空間１３２が形成されている。
【００３４】
ロール電極１３５には第１電源１４１から周波数ω１であって電圧Ｖ１の第１の高周波電圧を、また、複数の角筒型電極１３６には第２電源１４２から周波数ω１より高い周波数ω２であって電圧Ｖ２の第２の高周波電圧を印加する。
【００３５】
これにより各電極には電界が発生し、重畳する高周波電界が、ともにサイン波である場合、第１の高周波電界の周波数ω１と該周波数ω１より高い第２の高周波電界の周波数ω２とを重ね合わせた成分となり、その波形は周波数ω１のサイン波上に、それより高い周波数ω２のサイン波が重なった鋸歯状の波形となる。
【００３６】
ここで、放電開始電界の強さとは、実際の薄膜形成方法に使用される放電空間（電極の構成など）および反応条件（ガス条件など）において放電を起こすことの出来る最低電界強度のことを指す。放電開始電界強度は、放電空間に供給されるガス種や電極の誘電体種または電極間距離などによって多少変動するが、同じ放電空間においては、放電ガスの放電開始電界強度に支配される。
【００３７】
上述したような高周波電界を放電空間に印加することによって、薄膜形成可能な放電を起こし、高品位な薄膜形成に必要な高密度プラズマを発生することが出来ると推定される。
【００３８】
そして、上記第１電源により発生する高周波電界の強さＥ１、第２電源により発生する高周波電界の強さＥ２、及び放電開始電界の強さＩＥとの関係が
Ｅ１≧ＩＥ＞Ｅ２
または  Ｅ１＞ＩＥ≧Ｅ２  を満たし、
前記第２の電極の高周波電界の出力密度が、１Ｗ／ｃｍ2以上５０Ｗ／ｃｍ2以下（好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ2以上２０Ｗ／ｃｍ2以下）となっており、
前記第１の電極の高周波電界の出力密度が、１Ｗ／ｃｍ2以上（好ましくは５Ｗ／ｃｍ2以上）で５０Ｗ／ｃｍ2以下となっている。
【００３９】
又、周波数はω１が２００ＫＨｚ以下で、ω２が８００ＫＨｚ以上、又は、ω２のω１に対する比が１００倍以上に設定してある。
【００４０】
第１電源１４１とロール電極１３５との間には第１フィルタ１４３が、第２電源１４２と複数の角筒型電極１３６との間には第２フィルタ１４４が設置されている。
【００４１】
第１フィルタ１４３は、第１電源１４１からロール電極１３５への第１の高周波電圧の電流を通過させ第２の高周波電圧をアースして、第２電源から第１電源への第２の高周波電圧の電流を通過しにくくする。
【００４２】
また、第２フィルタはその逆で、第２電源１４２から複数の角筒型電極１３６への第の高周波電圧の電流を通過させ第１の高周波電圧をアースして、第１電源から第２電源への第１の高周波電圧の電流を通過しにくくする。
【００４３】
長尺の基材Ｆは、図示しない元巻きから巻きほぐして搬送されて来るか、または前工程から搬送されて来て、基材Ｆの搬送手段であるところのガイドロール１６４を経てニップロール１６５で基材に同伴されて来る空気等を遮断し、製膜室１３１内に搬送され、ロール電極１３５に接触したまま巻き回しながら複数の角筒型電極１３６との間に移送される。
【００４４】
製膜室１３１の内部では、ロール電極１３５と、対向する複数の角筒型電極１３６に印加された上述した電圧により、両電極間に高周波電界を発生させて放電空間１３２を形成し、放電空間１３２に供給される製膜性ガスと放電ガスとの混合ガスＧを大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下でプラズマ化し、プラズマ化した混合ガスを基材Ｆに晒して基材上に薄膜が形成される。
【００４５】
ここで、ガス供給手段１５０はガス供給口１５２から所定の流量で混合ガスＧを製膜室１３１の内部、特に放電空間１３２に供給している。
【００４６】
１６８及び１６９は製膜室１３１と外部とを仕切る仕切板である。
【００４７】
放電処理済みの、パーティクル等を含む廃ガスＧａは製膜室１３１内部の排気を行う排気手段１１０により排出される。
【００４８】
また、製膜室１３１には製膜室の内部のパーティクルの状態を計測する為に、製膜室内部の気体を局部的に吸引するサンプリングノズル１２１が配設してあり、
サンプリングされたパーティクル等を含む廃ガスＧａの例えばパーティクルの数量が、後述する計測手段１２０により計測される。
【００４９】
そして、製膜室内部のパーティクルを含む廃ガスＧａを排気するブロワ１１３が制御手段１０１によりその計測値に応じ排気量が調整され、製膜室内部のパーティクルを除去する。
【００５０】
薄膜が形成された基材Ｆは、ニップロール１６６、ガイドロール１６７を経て、図示してない巻き取り機で巻き取るか、次工程に移送される。
【００５１】
薄膜形成中、ロール電極１３５及び複数の角筒型電極１３６を加熱または冷却するために、電極温度調節手段１６０で温度を調節した媒体を、送液ポンプＰで配管１６１を経て両電極に送り、電極内側から温度を調節する。
【００５２】
以下に、本発明に係る排気手段と計測手段について詳細に説明する。
【００５３】
排気手段１１０は、製膜室１３１内の処理廃ガスＧａを排出する排気口１１１と、制御手段１０１により排気量が制御されるブロワ１１３と、排気口１１１とブロワ１１３とを連結する排気経路（以下排気経路を排気ダクトとも記す）１１２と、で構成されている。
【００５４】
ここで、製膜室内からの排気を確実且つ均一にする為に排気口１１１を複数設け、各排気口に接続された複数の排気ダクト１１２が１台のブロワ１１３に集められ、制御手段１０１により後述する計測手段１２０の計測値に応じブロワ１１３の排気量が調整され、調整された排気量で製膜室１３１の処理廃ガスＧａを排出するようになっている。
【００５５】
また、排気口１１１はパーティクル等を確実且つ効率的に排出する為に、パーティクルが発生しやすい放電空間１３２の近傍（例えば図４のＡ部）、また発生したパーティクル等が停滞しやすい製膜室内のガスの流れが停滞する領域（例えば図４のＢ部）等に配設すると良い。
【００５６】
１のブロワを配設する場合は、パーティクルの状態、例えば数量を計測する計測手段を複数設け、それらの計測値を制御手段で平均化し、平均値に基づきブロワ１１３の排気量を調整する。
【００５７】
計測手段１２０は、製膜室内のパーティクルの数量を計測するもので、パーティクル等を確実且つ効率的に検知する為に、
パーティクルが発生しやすい膜の製膜領域近傍（例えば図４のＡ部）、及び／又は、発生したパーティクル等が停滞しやすい薄製膜室内の気流が停滞する領域（例えば図４のＢ部）等に配設された、パーティクル等を含む廃ガスＧｂをサンプリングする複数のサンプリングノズル１２１と、
複数のサンプリングノズル１２１と後述するサンプリング手段１２２とを連結するサンプリング経路１２３の途中に配設され、サンプリング経路中を流れるパーティクルを検知する複数のセンサヘッド１２４と、
一定流量のブロア等で構成された気体を吸引（サンプリング）する前記サンプリング手段１２２と、
検知されたパーティクルの数量値をカウントし制御手段１０１へ入力するセンサアンプ１２５とで構成されている。
【００５８】
センサヘッド１２４は、製膜する薄膜の種類により異なるが、直径１μｍ、好ましくは０．５μｍの粒子を検知できるものを使用する。
【００５９】
ここで、センサヘッドは、製膜室内に浮遊するパーティクルの数量を直接計測するものでも良く、この場合はセンサヘッドを製膜室１３１の薄膜の製膜領域近傍（例えばＡ部）及び／又は製膜室内の気流の停滞する領域（例えばＢ部）に配設する。
【００６０】
また、ブロワ１１３の排気能力は、電源電圧変動、ガスの供給変動、製膜室内のガスの分布変動による必要排気流量変動に十分対応させる為、ガス供給手段１５０が供給できるガスの最大供給能力の１〜１０倍程度の能力、好ましくは１〜５倍程度の能力を持つものを使用する。
【００６１】
図９は排気手段の排気量の説明図である。
【００６２】
横軸は時間ｔ、縦軸は排気手段１１０の排気量Ｖを示している。
【００６３】
ａは例えば薄膜形成開始から時間がたっておらずパーティクルの量も少ないような時期で、制御手段はパーティクルの状態により排気量を制御しない場合と同様な排気量でブロアを駆動させている。
【００６４】
ｂは薄膜形成の継続に従いパーティクルの量が増加してきた時期で、パーティクルの量（パーティクルの数量）に応じパーティクルの量（パーティクルの数量）を所定量より増加させないように排気量を増加している。
【００６５】
ｃは排気量の増加によりパーティクルが減少した時期で、排気量も減少している。
【００６６】
ｄは排気量の減少によりパーティクルが増加した時期で、排気量も増加している。
【００６７】
これにより、実際計測されたパーティクルの数量に基いて、パーティクルを含む排気ガスの排気が可能となる。
【００６８】
排気口は３箇所に設けた例について説明したが、例えばサンプリングノズル毎或いは各角筒型電極毎に設けても良い。
【００６９】
図２は他の排気手段を説明する図である。
【００７０】
図１と同様な部分については図示、及び説明を省略する。
【００７１】
複数の排気口１１１に接続された排気ダクト１１２の途中に、パーティクルの数量を計測する計測手段（図１と同様な為図示せず）の計測値に応じ制御手段１０１により排気流量を調整する排気流量調節弁１１５を設け、各排気口１１１の排気流量を調整し、各排気流量調節弁１１５からの排気を一括して一定排気流量を有するブロワ１１３ａにより廃ガスＧａを排出するようにしても良い。
【００７２】
この場合、ブロワ１１３ａの排気容量は各排気流量調節弁１１５の総排気能力以上の（例えば２倍〜５倍）の能力を持つものを用いる。
【００７３】
又、各排気口１１１に接続された各排気流量調節弁１１５は、それぞれ各排気口１１１の近傍に位置する複数のサンプリングノズルから収集した廃ガスＧｂのパーティクル数の計測値の平均値に基づき、制御手段１０１により各排気流量調節弁１１５の排気流量をそれぞれ調整される。
【００７４】
これにより、実際計測されたパーティクルの数量に基いて、パーティクルを含む排気ガスの排気が可能となる。
【００７５】
図３は更に他の排気手段を説明する図である。
【００７６】
図１と同様な部分については図示、及び説明を省略する。
【００７７】
複数の排気口１１１に接続された排気ダクト１１２に、パーティクルの数量を計測する計測手段（図１と同様な為図示せず）の計測値に応じ制御手段１０１により排気流量を調整するブロア１１３ｂを設け、各排気口１１１の排気流量を調整し、製膜室１３１の処理廃ガスを排気するようにしても良い。
【００７８】
この場合、ブロワ１１３ｂの排気能力は全体の排気を１台のブロワで行う図１で説明したブロワ１１３より小排気流量のブロワ１１３ｂを用いる。
【００７９】
また、又、各排気口１１１に接続されたブロワ１１３ｂは、それぞれ各排気口１１１の近傍に位置する複数のサンプリングノズルから収集した廃ガスＧｂのパーティクル数の計測値の平均値に基づき、制御手段１０１により各排気流量調節弁１１５の排気流量をそれぞれ調整される。
【００８０】
コストが高くなってしまうが同じ排気流量のものを配設しても良いことは言うまでもない。
【００８１】
これにより、実際計測されたパーティクルの数量に基づいてパーティクルを含む排気ガスの排気が可能となる。
【００８２】
図４は図１の電極部分を取り出した図である。
【００８３】
複数の角筒型電極１３６の２つの電極２４０とロール電極１３５とで対向電極を構成しており、その間が放電空間１３２となっている。２つの電極２４０は、放電ガスおよび薄膜形成ガスを含むガスＧを放電空間１３２に供給するスリット２４２を形成している。スリット２４２はガス供給管２４３にてガス供給手段１５０と接続されている。ガス供給管２４３のスリット２４２側の出口がガス供給口１５２である。
【００８４】
放電空間１３２でプラズマ化されたガスＧｃに基材Ｆが晒されることにより、基材Ｆの上に薄膜が形成される。
【００８５】
図５は、図１に示したロール電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【００８６】
図５において、ロール電極１３５は、導電性の金属質母材１３５Ａとその上に誘電体１３５Ｂが被覆されたものである。プラズマ放電処理中の電極表面温度を制御するため、金属質母材１３５Ａの内部に温度調節用の媒体（例えば、水もしくはシリコンオイル等）を循環しうる構造となっている。
【００８７】
図６は、角筒型電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【００８８】
図６において、角筒型電極１３６は、図５同様、導電性の金属質母材１３６Ａに対し誘電体１３６Ｂの被覆を有し、該電極１３６は金属質のパイプで形成されているため内部に温度調節用の媒体を循環しうる構造であり、放電中の温度調節が行えるようになっている。
【００８９】
なお、角筒型電極１３６の数は、上記ロール電極の円周より大きな円周上に沿って複数本設置されており、該電極の放電面積は、回転するロール電極１３５に対向している全角筒型電極面の面積の和で表される。
【００９０】
角筒型電極１３６は、円筒型電極でもよいが、角筒型電極は円筒型電極に比べて、放電範囲（放電面積）を広げる効果があるので、本発明に好ましく用いられる。
【００９１】
図５及び図６において、ロール電極１３５及び角筒型電極１３６は、それぞれ導電性の金属質母材１３５Ａ及び１３６Ａの上に誘電体１３５Ｂ及び１３６Ｂとしてのセラミックスを溶射後、無機化合物の封孔材料を用いて封孔処理したものである。セラミックス誘電体は片肉で１ｍｍ程度の被覆があればよい。溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ、窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、特に好ましく用いられる。また、誘電体層が、ガラスライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体であってもよい。
【００９２】
導電性の金属質母材１３５Ａ及び１３６Ａとしては、チタン金属またはチタン合金、銀、白金、ステンレススティール、アルミニウム、鉄等の金属等や、鉄とセラミックスとの複合材料またはアルミニウムとセラミックスとの複合材料を挙げることが出来るが、チタン金属またはチタン合金が特に好ましい。
【００９３】
図７は、本発明の薄膜形成装置の他の一例を示す概略図である。
【００９４】
図７において、１０は製膜室であるプラズマ放電容器、１１は複数個から構成される角筒型電極、１２は角筒型電極１１と対向して配置され、シート状の基材Ｆを搭載する架台としても機能するアース電極である。角筒型電極１１およびアース電極１２の対向面にて放電空間１３が構成されている。アース電極１２は図中の矢印の方向に往復運動するように構成されている。アース電極１２を角筒型電極１１に対して往復運動させることにより、放電空間１３より大きい面積の製膜が可能となる。また、往復方向（基材の搬送方向）の放電の不均一があった場合にも、これを均す効果があり、結果として往復方向における均一製膜が可能となる。
【００９５】
放電空間１３に供給されるガスＧは、放電ガスおよび薄膜形成ガスを含んでいる。ガスＧは、図示しないガス供給手段からガス供給管を通してプラズマ放電容器１０内に充填される。ガス供給管の出口が図中のガス供給口２５である。ガスＧは、プラズマ放電容器１０内に配設されたメッシュ２６を通過することによって、流速が均一化される。
【００９６】
角筒型電極１１に接続された高周波電源２１から、高周波電圧を印加すると、放電空間１３においてガスＧがプラズマ化される。プラズマ化されたガスＧｃに基材Ｆが晒され、基材Ｆ上に薄膜が形成される。薄膜形成中のプラズマ放電処理の際の基材の温度によっては、得られる薄膜の物性や組成が変化することがあるため、図示しない電極温度調節手段等により電極を適切な温度に加熱または冷却することが望ましい。
【００９７】
このような薄膜形成装置においても、上述したと同様な考えに基づく図１に示す排気手段１１０と、計測手段１２０を追加配設することにより、上述したパーティクルの数量計測に基づく排気量制御を行い、プラズマ放電容器１０の内部のパーティクルを除去可能なことは言うまでもない。
【００９８】
以下に、フローチャートを用い薄膜形成装置の制御方法を説明する。
【００９９】
図８は薄膜形成装置のパーティクルの排気に係る制御方法を説明するフローチャートである。
【０１００】
以下第１の方法について図８（ａ）と図１を参照し、パーティクルの排気に係る制御方法の説明を行う。
【０１０１】
ステップ１  制御手段１０１は、サンプリング手段１２２を駆動させて、製膜領域近傍及び製膜室内の気流の停滞する領域に位置する複数のサンプリングノズルを含む複数のサンプリングノズル１２１によりパーティクル等を含むガスＧｂを吸引させる。
【０１０２】
そして、複数のサンプリング経路１２３を所定時間内に通過するガスＧｂ中のパーティクルを各センサヘッド１２４で検知させ、検知されたパーティクルの数量をセンサアンプ１２５でカウントさせ、各センサアンプの計測値（カウント値）を制御手段１０１に入力させ、ステップ２に歩進する。
【０１０３】
ステップ２  制御手段１０１は入力させたセンサアンプの計測値（カウント値）を記憶手段１０２に記憶させ、略同一時期に計測された全てのサンプリングノズルの計測値を演算して平均値を求め、ステップ３に歩進する。
【０１０４】
ステップ３  制御手段１０１は、予め記憶された、全てのセンサアンプのパーティクルの数量の平均値に対するブロワの排気量を記載したテーブルを記憶手段から読み出し、ステップ４に歩進する。
【０１０５】
ステップ４  制御手段１０１は、読み出したテーブルから、ステップ２で演算した平均値に対応する排気量を読み出し、排気量値を決定し、ステップ５に歩進する。
【０１０６】
ステップ５  制御手段１０１は、決定した排気量値に基づき排気指令値をブロワ１１３に入力し、
ブロワ１１３は入力された排気指令値に対応する量の排気を行ない、排気口１１１から排気ダクト１１２を介し、製膜室１３１中のパーティクルを含んだ廃ガスを吸引・排除し、エンドに歩進する。
【０１０７】
次に第２の方法について図８（ｂ）と図２を参照し、パーティクルの排気に係る制御方法の説明を行う。
【０１０８】
ステップ１  第１の方法と同様な為説明を省略する。
【０１０９】
ステップ２  制御手段１０１は、ステップ１で入力されたセンサアンプの計測値を記憶手段１０２に記憶させ、記憶させた計測値から略同一時期に計測された複数の所定領域毎（例えば、各排出口に近い製膜領域近傍及び製膜室内の気流の停滞する領域毎）の計測値を読み出し、平均値を求め、ステップ３に歩進する。
【０１１０】
ステップ３  制御手段１０１は、ステップ２で求めた平均値に対する排気調節弁１１５の排気量を記載したテーブルを記憶手段から読み出し、ステップ４に歩進する。
【０１１１】
ステップ４  制御手段１０１は、読み出したテーブルから、ステップ２で演算した平均値に対応する排気量を読み出し、読み出した排気量を必要な排気量値と決定し、ステップ５に歩進する。
【０１１２】
ステップ５  制御手段１０１は、ブロワ１１３ａを駆動させると共に決定した排気量値を排気調節弁１１５に入力し、
排気量値に対応する量の排気を行なう各排気調節弁１１５を介し、ブロワ１１３ａにより各排気口１１１から製膜室１３１中のパーティクルを含んだ廃ガスを排除し、エンドに歩進する。
【０１１３】
これにより各排気口毎に、各排気口に近い製膜領域近傍及び製膜室内の気流の停滞する領域のパーティクルを含む排ガスの排気が可能となる。
【０１１４】
次に第３の方法について図８（ｃ）と図３を参照し、パーティクルの排気に係る制御方法の説明を行う。
【０１１５】
ステップ１  第１の方法と同様な為説明を省略する。
【０１１６】
ステップ２  第２の方法と同様な為説明を省略する。
【０１１７】
ステップ３  制御手段１０１は、ステップ２で求めた平均値に対するブロワ１１３ｂの排気量を記載したテーブルを記憶手段から読み出し、ステップ４に歩進する。
【０１１８】
ステップ４  第２の方法と同様な為説明を省略する。
【０１１９】
ステップ５  制御手段１０１は、決定した排気量値を複数のブロワ１１３ｂに入力し、各ブロワ１１３ｂは入力された排気指令値に対応する量の排気を行ない、排気口１１１から排気ダクト１１２を介し、製膜室１３１中のパーティクルを含んだ廃ガスを吸引・排除し、エンドに歩進する。
【０１２０】
これにより各排気口毎に、各排気口に近い製膜領域近傍及び製膜室内の気流の停滞する領域のパーティクルを含む排ガスの排気が可能となる。
【０１２１】
以上説明した薄膜形成装置の構成及びその制御方法により、実際に計測したパーティクルの数量に基づいたパーティクルを含む廃ガスの排気が可能となり、高精度な流量制御を必要とせず、簡単な構造の、且つ小型、安価な、メンテナンスの容易な薄膜形成装置と薄膜形成装置の排気手段の制御方法と薄膜を形成した基板の生産方法を提供することが可能となる。
【０１２２】
図１０は薄膜を形成した基板の生産方法の説明図である。
【０１２３】
薄膜形成装置１００は図１或いは図２或いは図３で説明した構成を備え、図８のフローで説明した制御方法により排気手段が制御されている。このため、薄膜形成装置１００については最低必要源にとどめる。
【０１２４】
５０はクリーニングルームで、塵埃等を除去する図示しない塵埃除去装置により清浄な空気で満たされている。
【０１２５】
クリーニングルーム５０には複数の薄膜形成装置１００が一直線上に設置されており、図示しない基材の搬送装置によりウエブ状の基材Ｆが矢印方向に連続して搬送され、各薄膜形成装置１００に搬送される。
【０１２６】
そして、各薄膜形成装置１００により基材上に順次薄膜が形成され、所定の厚さにされる。
【０１２７】
薄膜形成装置１００では、製膜室１３１に搬送された基材Ｆ上、或いは上流の薄膜形成装置で形成された薄膜上にプラズマ化した製膜性ガスと放電ガスとの混合ガスが晒され、薄膜が形成される。
【０１２８】
薄膜の形成中は、製膜室１３１内部で生成したパーティクルの状態の数量を前述した計測手段により計測し、
その計測値に基づき前述した制御手段により前述した排気手段の排気量が調節され、廃ガスと共にパーティクルが排出される。
【０１２９】
なお、パーティクルを含んだ廃ガスは清浄化された後クリーニングルーム外に排出される。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の薄膜形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】他の排気手段を説明する図である。
【図３】更に他の排気手段を説明する図である。
【図４】図１の電極部分を取り出した図である。
【図５】図１に示したロール電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【図６】角筒型電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【図７】本発明の薄膜形成装置の他の一例を示す概略図である。
【図８】薄膜形成装置のパーティクルの排気に係る制御方法を説明するフローチャートである。
【図９】排気手段の排気量の説明図である。
【図１０】薄膜を形成した基板の生産方法の説明図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１００  薄膜形成装置
１０１  制御手段
１１０    排気手段
１１３、１１３ａ、１１３ｂ  ブロワ
１１５  排気調節弁
１２０  計測手段
１２１  サンプリングノズル
１２２  サンプリング手段
１２４  センサヘッド
１２５  センサアンプ
１３１  製膜室
１３２  放電空間
１３５  ロール電極
１３６  角筒型電極
１５０  ガス供給手段
１５２  ガス供給口
Ｆ  基材
Ｇ  ガス
【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】
2005194575.tif 000009
【図８】
2005194575.tif 000010
【図９】
2005194575.tif 000011
【図１０】
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