(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上のローラと、前記ローラによって支持され走行するベルトと、前記ベルトの一部と対向する位置に成膜すべき基材を保持する基材保持手段と、前記ベルトと前記基材との間隙でプラズマを発生させるプラズマ発生手段とを備え、前記ベルトは導電性のベルト電極であり、前記プラズマ発生手段は、前記ベルト電極と前記基材又は前記基材保持手段との間に、高周波電力又は直流電力を印加するものであることを特徴とするプラズマＣＶＤ成膜装置。
【請求項２】
前記ベルトの前記プラズマの発生領域における曲率は、その曲率半径が前記ローラの半径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のプラズマＣＶＤ成膜装置。
【請求項３】
前記ベルトと前記基材との間隙距離が最短部で０．１〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマＣＶＤ成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマＣＶＤ（化学的気相成長）法により基材（被成膜基材）上に成膜を行うプラズマＣＶＤ成膜装置に関し、高速でかつ大きな面積で成膜を行えるとともに、均質な堆積膜を形成することができるようにしたプラズマＣＶＤ成膜装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表面硬度の向上、特定波長の吸収、ガス透過性の改善、光触媒機能の発揮などを目的として、種々の機能性薄膜（機能性堆積膜）の開発・実用化が進められている。このような機能性薄膜には、シリコン，アモルファスカーボン，ダイヤモンドライクカーボンなどの無機質薄膜、チタニア，ジルコンなどの金属酸化物薄膜、アルミニウム，チタンなどの金属薄膜など、種々のものがある。そして、このような機能性薄膜を工業製品に用いるには、その製造コストの低減が最重要課題であり、製造時における成膜コストの低減のため、成膜速度の高速化や、成膜面積の大面積化を図ることが必要となる。
【０００３】
そこで、従来では困難とされていた１気圧（≒０．１ＭＰａ）以上の高い圧力下でもグロー放電によるプラズマを発生させることができ、高速でかつ大面積で成膜を行うことができるプラズマＣＶＤ成膜装置が提案されている（特開平９−１０４９８５号公報）。この従来のプラズマＣＶＤ成膜装置は、特徴的構成として円筒状外周面を有する回転電極を備え、この回転電極と成膜すべき基材としての平板状をなす基板との間にプラズマを発生させ、該プラズマ中に反応ガスを供給して化学反応により前記基板上に成膜を行うものである。図６は円筒状外周面を有する回転電極を備えたこの従来のプラズマ成膜装置の構成を模式的に示す側面図である。
【０００４】
図６において、反応容器（チャンバ）７１内には、図における左右方向及び上下方向に移動可能な基材搬送台７５が設けられ、その上に基板ホルダー（図示せず）を介して成膜すべき基板７４が載置されている。基板７４が載置される基板ホルダーは、接地されている。そして、この基板７４と例えば０．５ｍｍ程度のわずかな間隙（ギャップ）を持って対向するように、円筒状外周面を有する円柱状のローラ状（ドラム状）回転電極７６が設けられている。ローラ状回転電極７６の回転軸７６ａは、その両側に設けられた軸受（図示せず）により電気的に絶縁された状態で軸支されるとともに、該回転軸７６ａの一方側が反応容器７１の外側面に取り付けられた回転電極用モータ（図示せず）の駆動軸に電気的に絶縁された状態で連結されている。また、反応容器７１の外側には高周波電源７７が設けられており、ローラ状回転電極７６の回転軸７６ａは、整合器（インピーダンス・マッチングボックス）７８を介して高周波電源７７に電気的に接続されている。また、７２は反応容器７１内に反応ガスなどを導入するためのガス導入管、７３は排気管である。
【０００５】
このように構成されるプラズマＣＶＤ成膜装置において、ガス導入管７２より反応容器７１内に反応ガス（例えばＳｉＨ4 とＨ2 との混合ガス）及び希釈ガス（例えばＨｅ）を供給するとともに、排気管７３を介して排気し、反応容器７１内７１を所定の雰囲気圧力（例えば０．１ＭＰａ）に維持する。そして、回転させているローラ状回転電極７６に高周波電力を供給して該回転電極７６と基板７４との間にプラズマＰを発生させる。そうすると、前記のガスはローラ状回転電極７６の回転によって該回転電極７６と基板７４間のギャップ（間隙）に引き込まれてプラズマ発生領域Ｐに導かれ、ここで反応ガスが化学反応を起こすことにより、基板７４間上に成膜（例えばアモルファスシリコン膜）がなされる。
【０００６】
このように、高速成膜を行うべく、雰囲気圧力を高くし（反応ガス濃度を高くし）、該高い雰囲気圧力下においても異常放電を生起することなくグロー放電が行えるようにローラ状回転電極７６と基板７４間の間隙を狭めている。そして、平行平板型電極式成膜装置に比べて間隙を大幅に狭めても、ローラ状回転電極７６の回転により生じる流れによってプラズマ発生領域Ｐに反応ガスを十分に供給できるので、高速度の成膜を行うことができる。また、前記プラズマはローラ状回転電極７６の軸方向に沿って発生するいわゆるライン状のプラズマとなる。その結果、このようなライン状のプラズマにより化学反応を起こさせながら、基板７４が載置された基材搬送台７５を図６における左右方向に移動させることで、基板７４上における回転電極対向面全体に高速度の成膜を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述した従来のプラズマＣＶＤ成膜装置では、円筒状外周面を有する回転電極と平板状の基板との間にプラズマを発生させ、該基板上に成膜を行うようにしたものであるから、均質性に優れた堆積膜を得るという点において改善の余地があった。
【０００８】
この点について説明する。均質な堆積膜を得るためには、プラズマを生起させるための電界強度分布が均一（電界強度の値が一定）であることが必要である。電極と基板間の電界強度は、電極と基板間の間隙寸法によって定まる。回転電極の場合にはその外周面が曲線をなしているので、幅を持つプラズマ発生領域において回転電極と基板間の電界強度は、一定でなく、ギャップが最も狭い電極直下位置を中心にしてそれから離れるにしたがって小さくなる。このようにプラズマ領域において電界強度分布が均一になっておらず、膜厚方向に異なる膜質のものが積み重なった堆積膜が形成されるようになってしまっている。
【０００９】
また、均質な堆積膜を得るためには、プラズマ発生領域にガスを乱れなくスムーズに供給することが必要である。ところが、円筒状外周面を有する回転電極の場合には、回転電極の回転により生じる流れによってプラズマ発生領域にガスを量的には十分供給できるものの、狭いギャップへのガスの流れ易さという点で十分でない。このため、ガスの一部が、狭いギャップに入らずに基板表面に沿ってガス導入側の方へ戻って拡散してしまうことがしばしば発生する。そして、このような十分に解離していない反応種が基板上に到着することで均質な膜の形成が阻害されている。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の欠点を解消させて、基材上に高速でかつ大きな面積で成膜を行えるとともに、均質な堆積膜を形成することができるプラズマＣＶＤ成膜装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は次のような構成としている。請求項１の発明は、２以上のローラと、前記ローラによって支持され走行するベルトと、前記ベルトの一部と対向する位置に成膜すべき基材を保持する基材保持手段と、前記ベルトと前記基材との間隙でプラズマを発生させるプラズマ発生手段とを備え、前記ベルトは導電性のベルト電極であり、前記プラズマ発生手段は、前記ベルト電極と前記基材又は前記基材保持手段との間に、高周波電力又は直流電力を印加するものであることを特徴とするプラズマＣＶＤ成膜装置である。
【００１２】
請求項２の発明は、前記請求項１記載のプラズマＣＶＤ成膜装置において、前記ベルトの前記プラズマの発生領域における曲率は、その曲率半径が前記ローラの半径よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３の発明は、前記請求項１又は２記載のプラズマＣＶＤ成膜装置において、前記ベルトと前記基材との間隙距離が最短部で０．１〜５ｍｍであることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明によるプラズマＣＶＤ成膜装置は、ベルトを支持する２以上のローラが、プラズマ発生領域においてベルトと水平に延びる基材との間隙（ギャップ）距離が一定になるように配設されている。あるいは、ベルトを支持する２以上のローラが、プラズマ発生領域におけるベルトの曲率が該ベルトを支持する各ローラの外周面の曲率より小さく（プラズマ発生領域におけるベルトの曲率半径が、該ベルトを支持する各ローラの半径より大きく）、従来の円筒状外周面を有する１つの回転電極を備えたものに比べて、プラズマ発生領域においてベルトと水平に延びる基材との間隙距離、特に最短部付近の変動が極めて小さくなるように配設されている。これにより、従来の回転電極を備えたものと比較してプラズマ発生領域における電界強度分布を均一にすることができる。
【００２０】
また、ベルトにより、ベルトと水平に延びる基材との間において、ベルトの走行方向上流側からプラズマ発生領域に至るまでに十分に長くてコンダクタンス（ガスの流れ易さの度合い）がほぼ一定のガス流路を形成することができる。これによってプラズマ発生領域にガスを乱れなくスムーズに供給することができる。このように、本発明によるプラズマＣＶＤ成膜装置によれば、基材上に高速でかつ大きな面積で成膜を行えることに加え、従来の円筒状外周面を有する回転電極を備えたものに比べて、プラズマ発生領域における電界強度分布を均一にすることができるとともに、プラズマ発生領域にガスを乱れなくスムーズに十分に供給することができるので、均質な堆積膜を形成することができる。なお、本発明によるプラズマＣＶＤ成膜装置では、基材上に成膜を行うに際し、走行するベルトに対して基材を移動させるようにしてもよいし、基材に対して走行するベルト全体を移動させるようにしてもよい。
【００２２】
本発明によるプラズマＣＶＤ成膜装置では、反応容器内にベルトに付着した不要な堆積膜を除去するクリーニング機構を備えることにより、装置のメンテナンスにかかる手間を減らして装置稼働率を向上させることができる。クリーニング機構としては、反応容器内に反応ガス（原料ガス）に代えてエッチング性ガス（四フッ化炭素、三フッ化窒素、三フッ化塩素、六フッ化硫黄などのフッ素系ガス）を導入してプラズマを発生させ、エッチング作用により不要な堆積膜を除去するようにしたドライクリーニング機構があげられる。その他として、ベルトに付着した不要な堆積膜を回転ブラシなどによって除去する機械的除去機構を備えるようにしてもよい。なお、雰囲気圧力が大気圧にて成膜を行う場合には、薬液による洗浄を行うことも可能である。
【００２３】
本発明によるプラズマＣＶＤ成膜装置では、プラズマ発生用電源としては、高周波電力、あるいは直流電力を供給する電源があげられる。高周波電力を供給するプラズマ発生用電源の周波数は、工業的に広く用いられている１３．５６ＭＨｚが装置コストの点において有利である。また、１５０ＭＨｚというようなより高い周波数は、堆積膜のより高品質化という点で好ましいものである。成膜プロセスなどによって適宜使い分けることがよい。なお、高周波電力、あるいは直流電力をパルス状に供給して、プラズマを発生させるようにすることも可能である。
【００２４】
本発明によるプラズマＣＶＤ成膜装置では、雰囲気圧力の範囲は、２．６ｋＰａ（≒２０Ｔｏｒｒ）〜１３０ｋＰａ（≒１０００Ｔｏｒｒ）が適切である。雰囲気圧力が２．６ｋＰａを下回ると、ベルトを走行させてもベルト表面とガスとの間に滑りが発生し、プラズマ発生領域に十分なガスを供給するためのガスの流れが得られない。一方、１３０ｋＰａを上回ると、ベルトと基材とのギャップが狭くなり過ぎてしまい、プラズマ発生領域に対するガス供給が不均一になってしまう。したがって、プラズマを発生させる際の雰囲気圧力は、２．６ｋＰａ〜１３０ｋＰａが適切である。そして、高速成膜の点から、また、反応容器の排気装置が簡略化でき、装置及び運転コストの低減が図れる点から、雰囲気圧力が略大気圧にてプラズマを発生させて成膜を行うことがより好ましい。
【００２５】
本発明によるプラズマＣＶＤ成膜装置では、プラズマを発生させるためのガス（プラズマ発生用ガス）としては、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスの他に、空気、酸素、窒素などが使用可能であり、金属酸化物薄膜を形成する場合には、酸素、一酸化二窒素又は空気を用いると、そのプラズマによって発生したオゾンを酸化に利用できるので都合がよい。また、形成する堆積膜（薄膜）の種類によっては、メタンやシランなどの原料ガスを加える他、ジボランやフォスフィンなどの添加ガスを加えることも可能である。
【００２６】
本発明によるプラズマＣＶＤ成膜装置では、成膜すべき基材の材質は、鋼，アルミニウムなどの金属、プラスチック（有機樹脂）や、ガラスなとが挙げられる。また、形状が板状の基材について成膜を行うだけでなく、ローラ状（ロール状）に巻かれた基材についてプラズマ発生領域において水平をなすようにしてこれを順次巻き取りながら成膜を行うことも可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施形態によるプラズマＣＶＤ成膜装置の構成を模式的に示す側面図、図２は図１のプラズマＣＶＤ成膜装置の構成を模式的に示す平面図である。
【００２８】
図１及び図２において、１は箱型状をなすステンレス鋼製の反応容器（チャンバー）、４は成膜すべき基材としての平板状をなす基板である。反応容器１内において、基材保持手段としての基板ホルダー（基板ステージ）５上に載置された基板４は、基板搬送機構６によって真っ直ぐ水平に矢印Ａ方向に移動されるようになされている。基板ホルダー５には図示しない抵抗加熱式ヒーターが内蔵されている。
【００２９】
また、反応容器１内には、２つのローラ８，９と、これらに掛け回されて走行する薄肉鋼製の導電性無端ベルト電極７とが配設されている。各ローラ８，９は円筒状外周面を有している。２つのローラ８，９は、プラズマ発生領域Ｐにおいて導電性無端ベルト電極７表面と水平に延びる基板４表面とが平行をなし、両者の間隙距離が一定になるように配設されている。導電性無端ベルト電極７は、その回転方向がプラズマ発生領域Ｐにおいて基板４移動方向と同方向に走行するようになっている。
【００３０】
前記２つのローラ８，９のうち、図１における右側に位置するものが金属製の駆動兼給電用ローラ９である。この駆動兼給電用ローラ９の回転軸は、電気絶縁性支持部材（図示せず）に取付けられた各軸受１４により軸支されるとともに、該回転軸の一方側が反応容器１の側壁面外部に取付けられたベルト駆動用モータ１２の駆動軸にマグネットカップリング１３ａ，１３ｂを介して連結されている。１３ａはベルト駆動用モータ１２の駆動軸に連結された駆動側マグネットカップリングであり、１３ｂは駆動兼給電用ローラ９の回転軸に連結された受動側マグネットカップリングである。ベルト駆動用モータ１２を回転させることにより、該モータ１２の駆動軸とは非接触、つまり電気的に絶縁された状態にて駆動兼給電用ローラ９が回転するようになっている。
【００３１】
一方、図１における左側に位置する支持用ローラ８は、そのローラ本体が電気絶縁性材料からなり、その回転軸の両端部が電気絶縁性支持部材（図示せず）に取付けられた各軸受１５により回転自在に支持されている。そして、各軸受１５には圧縮ばね等によって構成された張力付与機構１６がそれぞれ取付けられている。導電性無端ベルト電極７のたるみの発生をなくすべく、これらの張力付与機構１６により、駆動兼給電用ローラ９に対しての支持用ローラ８が適度の力で引き離されるようになされている。
【００３２】
１０は反応容器１の外部に配された高周波電源（本実施形態では周波数：１３．５６ＭＨｚ）である。前記駆動兼給電用ローラ９には、高電圧投入端子（図示せず）と整合器１１を介して高周波電源１０が接続されている。整合器１１は反応容器１の壁面外部に取付けられている。周知のように、整合器１１は、高周波電源１０側と整合器１１を含めた負荷側をマッチングさせるため周波数の同調とインピーダンスの調整を行うこと、整合器１１を含めた負荷回路全体での消費電力を最大にすること、高周波電源１０や高周波発振回路を保護すること、などの役目を担うものである。なお、基板４が載置される基板ホルダー５は接地されている。前記駆動兼給電用ローラ９、整合器１１及び高周波電源１０は、前記導電性無端ベルト電極７と基板４との間にプラズマを発生させるプラズマ発生手段を構成している。
【００３３】
２は反応容器１に成膜に必要なガスを導入するためのガス導入管である。３は排気用ダクトであって、導電性無端ベルト電極７の回転により該ベルト電極７と基板４との間で形成されるガス流路の下流側に配設されて、成膜に係わった使用済みガスや、未使用のガスなどを効率的に排出するためのものである。排気用ダクト３は、生起されるライン状のプラズマＰの長手方向（ローラ軸方向）の長さとほぼ等しい幅長さの矩形ガス吸込み口を有している。なお、反応容器１の図１における左側には仕切り弁（図示せず）を介して仕込み室（図示せず）が設けられ、反応容器１の図１における右側には仕切り弁（図示せず）を介して取出し室（図示せず）が設けられている。
【００３４】
このように構成されたプラズマＣＶＤ成膜装置では、ガス導入管２より反応容器１内に成膜のためのガスを導入するとともに、排気用ダクト３を介して排気し、反応容器１内を所定の雰囲気圧力に維持する。そして、ローラ８，９により導電性無端ベルト電極７を走行させ、該ベルト電極７と基板４との間にグロー放電による比較的広幅のライン状のプラズマＰを発生させ、基板４を移動させながら、ガスの化学反応により基板４上に成膜を行う。
【００３５】
この場合、プラズマ発生領域Ｐにおいて導電性無端ベルト電極７と水平に延びる基板４との間隙距離が一定になるようになされているので、プラズマ発生領域Ｐにおける電界強度分布を均一にすることができる。また、導電性無端ベルト電極７により、該ベルト電極７と基板４との間において、該ベルト電極７の走行方向上流側からプラズマ発生領域Ｐに至るまでに十分長くてコンダクタンスがほぼ一定のガス流路を形成することができる。これによってプラズマ発生領域Ｐにガスを乱れなくスムーズに供給することができる。よって、本実施形態のプラズマＣＶＤ成膜装置によれば、基板４に高速でかつ大きな面積で成膜を行えることに加え、プラズマ発生領域Ｐにおける電界強度分布を均一にすることができるとともに、プラズマ発生領域Ｐにガスを乱れなくスムーズに供給することができるので、従来の円筒状外周面を有する１つの回転電極を備えたものに比べて均質な堆積膜を形成することができる。
【００３６】
この図１に示すプラズマＣＶＤ成膜装置によりガラス基板上にアモルファスシリコン膜の成膜を行った。基板４として、洗浄の後に乾燥させたガラス基板を用いた。ガスとして、水素ガス（希釈用）とシランガス（原料ガス）との混合ガス（含むヘリウムガス）を用いた。成膜条件は、ベルト電極７と基板４間の間隙距離：０．５ｍｍ、雰囲気圧力：１気圧（≒１００ｋＰａ）、水素ガス濃度：０〜１０％、シランガス濃度：０．０１〜１０％、基板温度：２００〜３５０℃、投入電力：３００〜２５００Ｗ、成膜時間：３０ｓ、ベルト走行速度：８〜８０ｍ／ｓ、とした。また、比較例として、前述した図８に示すローラ状回転電極を有する装置を用いて、ガラス基板上にアモルファスシリコン膜の成膜を行った。ローラ状回転電極の直径は３０ｃｍである。成膜条件は前記条件と同一にした。ただし、ベルト走行速度とローラ状回転電極の周速度を一致させるため、ローラ状回転電極の回転数は、５００〜１０００回転／分とした。
【００３７】
得られた各アモルファスシリコン膜についてその表面を目視観察したところ、両者とも面内にわたっては（成膜域表面全体にわたっては）異質な分布は見られず均質であった。次に、前記成膜がなされたガラス基板を切断し、アモルファスシリコン膜の断面を電子顕微鏡により観察した。その結果、本発明装置によるアモルファスシリコン膜については、その膜厚方向において密度変化が３％以内で十分に均質であった。これに対して、比較例によるアモルファスシリコン膜については、ガラス基板との界面部位と膜最表面の部位とに疎な部分が観察され、これらの部位における密度が膜厚中心部の密度の７３％であり、膜厚方向において均質でなかった。
【００３８】
図３は本発明の別の実施形態によるプラズマＣＶＤ成膜装置の構成の要部を模式的に示す側面図である。ここで、前記図１及び図２に示す成膜装置と同一又は相当部分には図１及び図２と同一の符号を付してある。
【００３９】
図３に示すように、反応容器（図示省略）内には、７つの小径なローラ２２ａ〜２２ｆ，２３と、これらに掛け回されて走行する導電性無端ベルト電極２１とが配設されている。各ローラ２２ａ〜２２ｆ，２３は、円筒状外周面を有している。７つのローラ２２ａ〜２２ｆ，２３は、プラズマ発生領域Ｐにおける導電性無端ベルト電極２１の曲率が各ローラ２２ａ〜２２ｆ，２３それぞれの円筒状外周面の曲率より相当に小さく（プラズマ発生領域Ｐにおけるベルト電極２１の曲率半径が各ローラ２２ａ〜２２ｆ，２３の半径より相当に大きく）、プラズマ発生領域Ｐにおいて導電性無端ベルト電極２１表面と基板４表面との間隙距離、特に最短部付近の変動が極めて小さくなるように配設されている。導電性無端ベルト電極２１は、その回転方向がプラズマ発生領域Ｐにおいて基板４移動方向と同方向に走行するように設定されている。
【００４０】
これらのローラ２２ａ〜２２ｆ，２３のうち、図３における右端のものが金属性の駆動兼給電用ローラ２３である。この駆動兼給電用ローラ２３の回転軸は、反応容器の外部に配された図示しないベルト駆動用モータにマグネットカップリングを介して連結されている。また、この駆動兼給電用ローラ２３には、整合器１１を介して高周波電源１０が接続されている。基板４が載置される基板ホルダー５は接地されている。この駆動兼給電用ローラ２３以外のものが、支持用ローラ２２ａ〜２２ｆである。支持用ローラ２２ａ〜２２ｆは、そのローラ本体が電気絶縁材料からなり、回転自在に支持されている。前記駆動兼給電用ローラ２３、整合器１１及び高周波電源１０は、導電性無端ベルト電極２１と基板４との間にプラズマを発生させるプラズマ発生手段を構成している。
【００４１】
このように本実施形態のプラズマＣＶＤ成膜装置は、導電性無端ベルト電極２１を支持し走行させるローラ２２ａ〜２２ｆ，２３が、従来の円筒状外周面を有する１つの回転電極を備えたものに比べてプラズマ発生領域Ｐにおいて導電性無端ベルト電極２１表面と基材４表面との間隙距離の変動が小さくなるように配設されている。これにより、従来の回転電極を備えたものと比較してプラズマ発生領域Ｐにおける電界強度分布を均一にすることができる。また、導電性無端ベルト電極２１により、該ベルト電極２１と水平に延びる基板４との間において、該ベルト電極２１の走行方向上流側からプラズマ発生領域Ｐに至るまでに十分に長くてコンダクタンスがほぼ一定のガス流路を形成することができる。これによってプラズマ発生領域Ｐにガスを乱れなくスムーズに供給することができる。よって、本実施形態のプラズマＣＶＤ成膜装置によれば、基材４上に高速でかつ大きな面積で成膜を行えることに加え、従来の円筒状外周面を有する回転電極を備えたものに比べて、プラズマ発生領域Ｐにおける電界強度分布を均一にすることができるとともに、プラズマ発生領域Ｐにガスを乱れなくスムーズに十分に供給することができるので、均質な堆積膜を形成することができる。
【００４２】
図４は本発明の別の実施形態によるプラズマＣＶＤ成膜装置の構成の要部を模式的に示す側面図である。ここで、図３のものとの相違点は、導電性無端ベルト電極３１に対して駆動用のローラ３３と高周波電力を供給する給電用のローラ３４とを別個に設けるとともに、給電用のローラ３４を最上部に位置させた点にあり、それ以外は図３のものと共通構成である。なお、前記図１及び図２に示す成膜装置と同一又は相当部分には図１及び図２と同一の符号を付してある。
【００４３】
すなわち、図４において、３２ａ〜３２ｆは支持用ローラ、３３は右端に位置する駆動用ローラ、３４は最上部に位置する給電用ローラである。導電性無端ベルト電極３１を支持し走行させるこれらのローラ３２ａ〜３２ｆ，３３，３４は、円筒状外周面を有している。基板４に臨む７つのローラ３２ａ〜３２ｆ，３３は、プラズマ発生領域Ｐにおける導電性無端ベルト電極３１の曲率が各ローラ３２ａ〜３２ｆ，３３それぞれの円筒状外周面の曲率より相当に小さく（プラズマ発生領域Ｐにおけるベルト電極３１の曲率半径が各ローラ３２ａ〜３２ｆ，３３の半径より相当に大きく）、プラズマ発生領域Ｐにおいて導電性無端ベルト電極３１表面と基板４表面との間隙距離の変動、特に最短部付近の変動が極めて小さくなるように配設されている。導電性無端ベルト電極３１は、その回転方向がプラズマ発生領域Ｐにおいて基板４移動方向と同方向に走行するように設定されている。支持用ローラ３２ａ〜３２ｆは、そのローラ本体が電気絶縁材料からなり、回転自在に支持されている。金属製の駆動用ローラ３３の回転軸は、反応容器の外部に配された図示しないベルト駆動用モータにマグネットカップリングを介して連結されている。給電用ローラ３４は、その回転軸が両端部が電気絶縁性支持部材（図示せず）に取付けられた各軸受により回転自在に支持されている。この給電用ローラ３４には、整合器１１を介して高周波電源１０が接続されている。基板４が載置される基板ホルダー５は接地されている。前記給電用ローラ３４、整合器１１及び高周波電源１０は、導電性無端ベルト電極３１と基板４との間にプラズマを発生させるプラズマ発生手段を構成している。
【００４４】
このように構成される本実施形態のプラズマＣＶＤ成膜装置によっても、前記図３の成膜装置と同様に、基材４上に高速でかつ大きな面積で成膜を行えることに加え、従来の円筒状外周面を有する回転電極を備えたものに比べて、プラズマ発生領域Ｐにおける電界強度分布を均一にしうるとともに、プラズマ発生領域Ｐにガスを乱れなくスムーズに十分に供給することができるので、均質な堆積膜を形成することができる。
【００４５】
図５は本発明の別の実施形態によるプラズマＣＶＤ成膜装置の構成の要部を模式的に示す側面図である。ここで、図３のものとの相違点は、無端のベルト電極に代えて長尺の帯状のベルト電極４１を備え、この導電性長尺ベルト電極４１を巻き取りながら走行させるようにした点にある。なお、前記図１及び図２に示す成膜装置と同一又は相当部分には図１及び図２と同一の符号を付してある。
【００４６】
図５において、４２ａ〜４２ｆは支持用ローラ、４３は右端に位置する給電用ローラ、４４は送出しローラ、４５は巻取りローラである。薄肉鋼製の導電性長尺ベルト電極４１を支持して走行させるこれらのローラ４２ａ〜４２ｆ，４３〜４５は、円筒状外周面を有している。送出しローラ４４に巻回されている導電性長尺ベルト電極４１は、巻取りローラ４５が駆動モータ（図示せず）により回転することにより、送出しローラ４４から走行して７つのローラ４２ａ〜４２ｆ，４３を経由して巻取りローラ４５に巻き取られるようになっている。この場合、基板４に臨む７つのローラ４２ａ〜４２ｆ，４３は、プラズマ発生領域Ｐにおける導電性長尺ベルト電極４１の曲率が各ローラ４２ａ〜４２ｆ，４３それぞれの円筒状外周面の曲率より相当に小さく（プラズマ発生領域Ｐにおけるベルト電極４１の曲率半径が各ローラ４２ａ〜４２ｆ，４３の半径より相当に大きく）、プラズマ発生領域Ｐにおいて導電性長尺ベルト電極４１表面と基板４表面との間隙距離の変動、特に最短部付近の変動が極めて小さくなるように配設されている。
【００４７】
前記支持用ローラ４２ａ〜４２ｆは、そのローラ本体が電気絶縁材料からなり、回転自在に支持されている。給電用ローラ４３は、その回転軸の両端部が電気絶縁性支持部材（図示せず）に取付けられた各軸受により回転自在に支持されている。この給電用ローラ４３には、整合器１１を介して高周波電源１０が接続されている。基板４が載置される基板ホルダー５は接地されている。前記給電用ローラ４３、整合器１１及び高周波電源１０は、導電性長尺ベルト電極４１と基板４との間にプラズマを発生させるプラズマ発生手段を構成している。
【００４８】
このように構成された本実施形態のプラズマＣＶＤ成膜装置によっても、前記図３，図４の成膜装置と同様に、基材４上に高速でかつ大きな面積で成膜を行えることに加え、従来の円筒状外周面を有する回転電極を備えたものに比べて、プラズマ発生領域Ｐにおける電界強度分布を均一にしうるとともに、プラズマ発生領域Ｐにガスを乱れなくスムーズに十分に供給することができるので、均質な堆積膜を形成することができる。この本実施形態の成膜装置では、成膜後に導電性長尺ベルト電極４１を回収し、これを別の場所にてクリーニングできるという利点もある。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるプラズマＣＶＤ成膜装置によれば、基材上に高速でかつ大きな面積で成膜を行えることに加え、従来の円筒状外周面を有する回転電極を備えたものに比べて、プラズマ発生領域における電界強度分布を均一にすることができるとともに、プラズマ発生領域にガスを乱れなくスムーズに十分に供給することができるので、均質な堆積膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるプラズマＣＶＤ成膜装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】図１のプラズマＣＶＤ成膜装置の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】本発明の別の実施形態によるプラズマＣＶＤ成膜装置の構成の要部を模式的に示す側面図である。
【図４】本発明の別の実施形態によるプラズマＣＶＤ成膜装置の構成の要部を模式的に示す側面図である。
【図５】本発明の別の実施形態によるプラズマＣＶＤ成膜装置の構成の要部を模式的に示す側面図である。
【図６】円筒状外周面を有する回転電極を備えた従来のプラズマＣＶＤ成膜装置の構成を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
１…反応容器  ２…ガス導入管  ３…排気用ダクト  ４…基板  ５…基板ホルダー  ６…基板搬送機構  ７…導電性無端ベルト電極  ８…支持用ローラ  ９…駆動兼給電用ローラ  １０…高周波電源  １１…整合器  １２…ベルト駆動用モータ  １３ａ，１３ｂ…マグネットカップリング  １４，１５…軸受  １６…張力付与機構  ２１…導電性無端ベルト電極  ２２ａ〜２２ｆ…支持用ローラ  ２３…駆動兼給電用ローラ  ３１…導電性無端ベルト電極  ３２ａ〜３２ｆ…支持用ローラ  ３３…駆動用ローラ  ３４…給電用ローラ  ４１…導電性長尺ベルト電極  ４２ａ〜４２ｆ…支持用ローラ  ４３…給電用ローラ  ４４…送出しローラ  ４５…巻取りローラ
【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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