(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な基板を長手方向に搬送しつつ、前記基板を円筒状のドラムの周面に巻き掛けて前記基板に成膜を行う成膜装置であって、
真空チャンバを有する第１ユニットと、前記基板の搬送系を有する第２ユニットとを有し、この第１ユニットと第２ユニットとを組み合わせて構成され、かつ、前記第１ユニットと第２ユニットとの間に、前記真空チャンバを気密に閉塞するためのＯリングを有し、さらに、前記第１ユニットと第２ユニットとの接合面以外に、前記第１ユニットと第２ユニットとの間を導電的に接合する接合手段を有することにより、成膜中に第１ユニットと第２ユニットとの間に電位差を生じないものであり、
前記第２ユニットが前記ドラムと、前記ドラムを囲むフレームとを有し、このフレームが前記接合手段として作用することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記第１ユニットが、前記真空チャンバ内において、成膜領域と、前記成膜領域以外とを隔離する隔壁を有し、
前記第１ユニットと第２ユニットとが組み合わされた際に、前記フレームと隔壁とが接触して、前記接合手段として作用する請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記接合手段が、弾性を有する請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記第１ユニットに、プラズマ生成用の電極が組み込まれる請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記ドラムと、前記プラズマ生成用の電極とで、電極対を構成する請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記第１ユニットおよび第２ユニットの少なくとも一方が、移動用の車輪を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記長尺な基板をロール状に巻回してなる基板ロールから基板を送り出し、成膜済みの基板をロール状に巻回する請求項１〜６のいずれか１項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺な基板を搬送しつつ成膜を行なう成膜装置に関し、詳しくは、不要な領域でのプラズマの生成を防止して、適正な製品を安定して製造できる成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタや反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム（機能性シート）が利用されている。
また、これらの機能性フィルムの製造に、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等のプラズマの生成を伴う真空成膜法（気相体積法）による成膜（薄膜形成）が利用されている。
【０００３】
気相成膜法によって、効率良く、高い生産性を確保して成膜を行なうためには、長尺な基板（ウェブ状の基板）を長手方向に搬送しつつ、連続的に成膜を行なうのが好ましい。
このような成膜方法を実施する装置として、長尺な基板をロール状に巻回してなる基板ロールから基板を送り出し、成膜済みの基板をロール状に巻回する、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll（以下、ＲｔｏＲともいう）)の成膜装置が知られている。
このＲｔｏＲの成膜装置は、基板に成膜を行なう成膜位置を通過する所定の経路で、基板ロールから巻取り軸まで長尺な基板を挿通し、基板ロールからの基板の送り出しと、巻取り軸による成膜済の基板の巻取りとを同期して行いつつ、成膜位置において、長手方向に搬送される基板に連続的に成膜を行なう。
【０００４】
また、このようなＲｔｏＲによる成膜装置においては、円筒状のドラムの周面に基板を巻き掛けて搬送しつつ、成膜を行う装置が知られている。
例えば、特許文献１には、この導電性のドラムと、ドラムに対面して配置される、原料ガスを排出するノズルが多数形成された対向電極（以下、シャワー電極とする）とで電極対を形成するプラズマＣＶＤ装置において、対向電極のドラムとの対向面を、ドラムと平行な湾曲面とするプラズマＣＶＤ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５２４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このようなＲｔｏＲによる成膜装置は、１つのユニットのみで形成されるのではなく、複数のユニットを組み合わせて構成される場合も有る。
例えば、特許文献１に記載されるような、基板を巻き掛けて搬送するドラムを用い、ドラムとシャワー電極とで電極対を構成するプラズマＣＶＤ装置であれば、一例として、装置が、真空チャンバおよびシャワー電極を有する、固定的に設置される反台車ユニットと、ドラムの含む基板の搬送系が構成された、移動可能な台車ユニットとで構成される。
この場合には、台車ユニットを移動して、搬送系を真空チャンバに挿入するようにして反台車ユニットと台車ユニットとを組み合わせることで、プラズマＣＶＤ装置が構成される。また、両ユニットを組み合わせることで、真空チャンバが閉塞され、成膜に対応する圧力に減圧することが可能となる。
【０００７】
この装置では、プラズマ励起電力をシャワー電極もしくはドラムに供給し、他方を接地して成膜が行われる。あるいは、シャワー電極にプラズマ励起電力を供給し、ドラムにバイアス電力を供給して（もしくは、その逆）、成膜が行われる。
また、両ユニットは、互いの接合面で電気的に接続され、かつ、両ユニット共に接地される。
【０００８】
ここで、ＲｔｏＲによるプラズマＣＶＤ装置は、一般的に、電極／電源系、ドラムを含む基板の搬送系などの設備が必要であるため、どうしても、設置面積（いわゆるフットプリント）が大きくなってしまう。そのため、アース電位に分布が生じ易くなる。
また、反台車ユニットと台車ユニットとの接合部には、真空チャンバ内を所定圧力に保つためのＯリング等の絶縁性のシール部材が配置され、これが、両ユニットの接合部の電気的な接合の妨げになってしまう場合が有る。さらに、装置を使用するにしたがって、反台車ユニットと台車ユニットの開放／閉塞による装置の歪みやシール部材の変形、接合部への成膜カスの堆積等が生じ、これらも、両ユニットの接合部の電気的な接合の妨げになってしまう。
【０００９】
そのため、反台車ユニットと台車ユニットとからなるＲｔｏＲのプラズマＣＶＤ装置では、成膜中に、反台車ユニットと台車ユニットとの間に電位差が生じてしまい、この電位差によって成膜領域（ドラムとシャワー電極との間）以外の不要な領域、例えば、基板の送り出しや巻取りを行う室内等に、プラズマが生成されてしまう。
【００１０】
このように、不要な領域にプラズマが生成されると、プラズマによって成膜前の基板が損傷してしまい、この基板の損傷に起因して、膜の割れや剥離等の膜質の劣化が生じ、適正な成膜を行うことができなくなってしまう。
また、成膜エリア外での不要な放電を生じるために、発熱による電力ロスが生じ、さらに、成膜領域のプラズマも不安定になってしまう。
加えて、成膜領域以外の真空チャンバ内壁面等に膜が堆積してしまい、その結果、壁面電位が変動して、成膜のためのプラズマの状態が経時と共に変動して、成膜が不安定になってしまう。さらに、堆積した膜を除去するために、装置内で清掃が必要な箇所が増えてしまい、装置のメンテナンス性も悪くなるという問題も有る。
【００１１】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、台車ユニットと反台車ユニットなどのユニットを組み合わせて構成され、ＲｔｏＲを利用して長尺な基板を搬送しつつ、プラズマＣＶＤやスパッタリング等によって成膜を行う成膜装置において、ユニット間に電位差が生じるのを防止でき、従って、ユニット間の電位差に起因する不要なプラズマの生成を抑制して、不要なプラズマによる基板の損傷、電力ロス、プラズマの不安定化、不要な部位への膜の堆積等を、大幅に低減できる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の成膜装置は、長尺な基板を長手方向に搬送しつつ成膜を行う成膜装置であって、真空チャンバを有する第１ユニットと、前記基板の搬送系を有する第２ユニットとを有し、この第１ユニットと第２ユニットとを組み合わせて構成され、かつ、成膜中に第１ユニットと第２ユニットとの間に電位差を生じないことを特徴とする成膜装置を提供する。
【００１３】
このような本発明の成膜装置において、前記第１ユニットと第２ユニットとの接合面以外に、前記第１ユニットと第２ユニットとの間を導電的に接合する接合手段を有するのが好ましく、また、前記第２ユニットが円筒状のドラムを有し、このドラムの周面に巻き掛けて前記基板を長手方向に搬送しつつ、前記基板への成膜を行うのが好ましい。
また、前記真空チャンバ内において、成膜領域と、前記成膜領域以外とを隔離する隔壁を有し、この隔壁が、前記接合手段として作用するのが好ましく、また、前記第２ユニットが前記ドラムを囲むフレームを有し、このフレームが前記接合手段として作用するのが好ましく、また、前記隔壁が第１ユニットに設けられ、前記第１ユニットと第２ユニットとが組み合わされた際に、前記フレームと隔壁とが接触するのが好ましく、さらに、前記接合手段が、弾性を有するのが好ましい。
また、前記第１ユニットに、プラズマ生成用の電極が組み込まれるのが好ましく、また、前記ドラムと、前記プラズマ生成用の電極とで、電極対を構成するのが好ましく、また、前記第１ユニットおよび第２ユニットの少なくとも一方が、移動用の車輪を有するのが好ましく、さらに、前記長尺な基板をロール状に巻回してなる基板ロールから基板を送り出し、成膜済みの基板をロール状に巻回するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成を有する本発明によれば、基板の搬送系を有する台車ユニット、および、真空チャンバや電極を有する反台車ユニットなどのように、複数のユニットを組み合わせて構成され、ＲｔｏＲを利用して長尺な基板を搬送しつつ、プラズマＣＶＤやスパッタリングのように成膜電力を供給（プラズマを生成）しつつ成膜を行う装置において、ユニット間に電位差が生じることを防止できる。
そのため、本発明の成膜装置は、ユニット間に生じる電位差によって、装置内に不要なプラズマが生成されることを抑制でき、不要なプラズマに起因する基板の損傷および膜質の劣化、成膜電力のロス、成膜用のプラズマの変動、不要な部位への膜の堆積等を、大幅に低減して、適正な膜を成膜された高品質な機能性フィルムを、安定して製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の成膜装置の一例を概念的に示す図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】図１に示す成膜装置を分解した際を概念的に示す図である。
【図３】図１に示す成膜装置の構成を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の成膜装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１７】
図１に、本発明の成膜装置の一例を概念的に示す。
図１に示す成膜装置１０は、長尺な基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、プラズマＣＶＤによって成膜を行なう装置である。なお、図１において、（Ａ）は、基板Ｚの搬送方向（図中矢印ａ方向）と直交する方向から見た図（正面図）であり、（Ｂ）は、基板Ｚの搬送方向の下流側から見た図（側面図）である。
【００１８】
このような成膜装置１０は、真空チャンバ１２と、この真空チャンバ１２内に配置される、ドラム１４と、シェル１６と、シャワー電極１８と、供給軸２０と、巻取り軸２２と、ガイドローラ２４および２６と、隔壁３６ａおよび３６ｂとを有して構成される。
また、シャワー電極１８には、原料ガス供給手段２８および高周波電源３０が、ドラム１４には、バイアス電源３２が、それぞれ接続される。
【００１９】
なお、図示例の成膜装置１０において、シェル１６は、ドラム１４を内包して配置される略円筒状ものであるが、図１においては、装置の構成を明確に示すために、シェル１６は点線で示し、その内部を可視化して示す。また、図１（Ａ）は、真空チャンバ１２の内部を示す正面図である（後述する壁部５６を取り除いた状態）。
さらに、成膜装置１０には、図示した部材以外にも、各種のセンサやガイドなど、基板Ｚを搬送しつつ成膜を行う装置に配置される、各種の部材を有してもよい。
【００２０】
真空チャンバ１２内は、２枚の隔壁３６ａおよび３６ｂによって、図中上から、巻出し室３８、搬送室４０、および成膜室４２に、略気密に分離される。
さらに、巻出し室３８および搬送室４０には、真空排気手段４６が接続され、成膜室４２には、真空排気手段４８が接続される。
【００２１】
また、成膜装置１０は、図２に概念的に示すように、反台車ユニット５０と、台車ユニット５２とから構成される。なお、図２は、図１（Ｂ）と同様の側面図である。
図２に示すように、反台車ユニット５０は、真空チャンバ１２、シャワー電極１８、および、隔壁３６ａおよび３６ｂを有する。他方、台車ユニット５２は、基板Ｚの搬送系すなわちドラム１４、供給軸２０、巻取り軸２２、ガイドローラ２４および２６を有する。また、シェル１６も、台車ユニット５２に設けられる。
【００２２】
従って、図示例の成膜装置１０において、反台車ユニット５０は、本発明における第１ユニットであり、台車ユニット５２は、本発明における第２ユニットである。
成膜装置１０において、真空チャンバ１２を有する反台車ユニット５０は、脚部５０ａによって固定的に設置される。他方、基板Ｚの搬送系を有する台車ユニット５２は、キャスタ５２ａによって、移動可能に構成される。
なお、本発明の成膜装置は、これに限定はされず、第１ユニットを移動可能、第２ユニットを固定的に設置する構成であってもよく、両ユニット共に移動可能であってもよい。
【００２３】
成膜装置１０において、長尺な基板Ｚは、ロール状に巻回された基板ロール５３として、供給される。
基板Ｚは、巻出し室３８の基板ロール５３から供給され、ドラム１４に巻き掛けられた状態で長手方向（図中矢印ａ方向）に搬送されつつ、成膜室４２において成膜されて、再度、巻出し室３８に戻されて巻取り軸２２に巻き取られる（ロール状に巻回される）。すなわち、成膜装置１０は、前述のロール・ツー・ロール(Roll to Roll  以下、ＲｔｏＲともいう)による成膜装置である。
【００２４】
なお、本発明において、基板Ｚには、特に限定はなく、プラズマＣＶＤ等の気相堆積法（真空成膜法）による成膜が可能な可能な長尺なフィルム状物（シート状物）が、全て利用可能である。
一例として、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリビニルフッ化物（ＰＶＦ）などのプラスチック（樹脂）フィルムが、基板Ｚとして、好適に利用可能である。
プラスチックフィルム等を基材として、平坦化層、保護層、密着層、反射層、反射防止層等の各種の機能を発現するための層（膜）を成膜してなるフィルム状物を、基板Ｚとして用いてもよい。
【００２５】
成膜装置１０において、反台車ユニット５０が有する真空チャンバ１２は、一面が開放する直方体状の筐体で、各種の真空成膜装置（気相堆積による成膜装置）に利用される真空チャンバと、同様のものである。
また、通常の真空チャンバと同様、この真空チャンバ１２も、ステンレス等の導電性を有する金属材料で形成される。
【００２６】
ドラム１４は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。
ドラム１４は、巻出し室３８のガイドローラ２４よって所定の経路で案内された基板Ｚを、周面の所定領域に掛け回して、搬送室４０から成膜室４２に送り、再度、搬送室４０から内の所定経路で搬送して、再度、巻出し室３８のガイドローラ２６に送る。
基板Ｚは、ドラム１４に支持されて搬送されている際に、成膜室４２内で成膜される。
【００２７】
ここで、ドラム１４は、後述する成膜室４２のシャワー電極１８の対向電極としても作用（すなわち、ドラム１４とシャワー電極１８とで電極対を構成する）する。
また、ドラム１４には、バイアス電源３２が接続されている。バイアス電源３２に関しては、後に詳述する。
ドラム１４は、成膜中の基板Ｚの温度調整手段を行うために、温度調整手段を内蔵してもよい。ドラム１４の温度調節手段には、特に限定はなく、冷媒等を循環する温度調節手段、ピエゾ素子等を用いる冷却手段等、各種の温度調節手段が利用可能である。
【００２８】
シェル１６は、ドラム１４を内包する、円筒状の筐体である。
シェル１６には、ガイドローラ２４から案内されドラム１４に巻き掛かる基板Ｚが通過するためのスリット１６ａ、成膜を終了しドラム１４からガイドローラ２６に搬送される基板Ｚが通過するためのスリット１６ｂが形成されている。さらに、シェル１６は、基板Ｚへの成膜領域を規制するマスクも兼ねるものであり、シャワー電極１８に対面する部分に、基板Ｚへの成膜を行うための開口部１６ｃが形成される。
【００２９】
このようなシェル１６を有することにより、反台車ユニット５０と台車ユニット５２との位置決めが容易になる、装置のメンテナンスの際にドラム１４を保護することができる、後述するように隔壁３６ａおよび３６ｂと接触させることで、反台車ユニット５０と台車ユニット５２との電気的な接点とすることができ、両ユニット間の電位差を生じ難くできる、等の点で好ましい。
図示例において、このシェル１６は、ステンレス等の導電性の金属で形成されている。
【００３０】
前述のように、真空チャンバ１２内は、２枚の隔壁３６ａおよび３６ｂによって、図中上から、巻出し室３８、搬送室４０、および成膜室４２に、略気密に分割される。
隔壁３６ａおよび３６ｂは、真空チャンバ１２の側面側（基板搬送方向側）および正面奥手側（図１（Ａ）奥手側／図１（Ｂ）左側）の内壁面に固定され、真空チャンバ１２内を図中上下方向に略気密に分離する、板状の部材である。図示例においては、隔壁３６ａの下方に隔壁３６ｂが配置される。
また、隔壁３６ａおよび３６ｂには、後述する台車ユニット５２側に開口して、シェル１６が挿入される矩形の切欠きを有する（図３参照）。すなわち、隔壁３６ａおよび３６ｂは、台車ユニット５２側が開口する、矩形の略Ｃ字状の板材である。
【００３１】
図示例の成膜装置１０においては、真空チャンバ１２の内壁面１２ａと、ドラム１６を内包するシェル１６の上部周面と、隔壁３６ａとによって、真空チャンバ１２上方の巻出し室３８が形成される。
また、真空チャンバ１２の内壁面１２ａと、シェル１６の中央周面と、隔壁３６ａと隔壁３６ｂとによって、真空チャンバ１２中央の搬送室４０が形成される。
さらに、真空チャンバ１２の内壁面１２ａと、シェル１６の下部周面と、隔壁３６ｂとによって、真空チャンバ１２下方の成膜室４２が形成される。
【００３２】
通常の装置では、各室の気密性を高く保つために、巻出し室や成膜室等の略気密に分離するための隔壁は、耐熱性の硬質ゴム等で形成され、すなわち、絶縁性である。
これに対し、本発明の成膜装置１０においては、この隔壁３６は、導電性を有する。この点に関しては、後に詳述する。
【００３３】
巻出し室３８は、供給軸２０と、巻取り軸２２と、ガイドローラ２４および２６と、供給軸２０とが配置される。
供給軸２０は、長尺な基板Ｚをロール状に巻回してなる基板ロール５３を回転可能に軸支する軸である。ガイドローラ２４および２６は、基板Ｚを所定の搬送経路で案内する通常のガイドローラである。また、巻取り軸２２は、成膜済みの基板Ｚを巻き取る、公知の長尺なシート状物の巻取り軸である。
【００３４】
図示例において、基板ロール５３は、供給軸２０に装着される。基板ロール５３が、供給軸２０に装着されると、基板Ｚは、ガイドローラ２４、ドラム１４、および、ガイドローラ２６を経て、巻取り軸２２に至る、所定の経路を通される（挿通される）。
成膜装置１０においては、基板ロール５３からの基板Ｚの送り出しと、巻取り軸２２における成膜済み基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室４２において、ドラム１４に巻き掛けられた基板Ｚの表面に成膜を行なう。
【００３５】
巻出し室３８の下方に形成される搬送室４０は、成膜前および成膜後に、ドラム１４に巻き掛けられた基板Ｚが通過する空間である。
この搬送室４０は、成膜前の基板Ｚが巻回される基板ロール５３が装填され、また、成膜済みの基板Ｚが巻き取られる巻取り室３８と、基板Ｚに成膜を行う成膜室４０とを、より確実に分離する作用を有する。
【００３６】
前述のように、巻出し室３８と搬送室４０には、真空排気手段４６が接続される。
真空排気手段４６は、巻出し室３８および搬送室４０内を、成膜室４２の圧力（成膜圧力）に応じた圧力に減圧することにより、巻出し室３８や搬送室４０等の圧力が、成膜室４２での成膜に悪影響を及ぼすことを防止するためのものである。
【００３７】
本発明において、真空排気手段４６には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調整手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の（真空）排気手段が、各種、利用可能である。
この点に関しては、後述する真空排気手段４８も同様である。
【００３８】
搬送室４０の下方には、成膜室４２が形成される。
図示例の成膜装置１０において、成膜室４２は、一例として、ＣＣＰ（Capacitively Coupled Plasma  容量結合型プラズマ）−ＣＶＤによって、基板Ｚの表面に成膜を行なうものであり、シャワー電極１８が配置される。
また、シャワー電極１８には、原料ガス供給手段２８および高周波電源３０が接続される。さらに、成膜室４２には、真空排気手段４８が接続される。
また、前述のように、ドラム１４には、バイアス電源３２が接続される。
【００３９】
シャワー電極１８は、ＣＣＰ−ＣＶＤに利用される、公知のシャワー電極である。
図示例において、シャワー電極１８は、一例として、中空の略直方体状であり、１つの最大面をドラム１４の周面に対面して配置される。また、シャワー電極１８のドラム１４との対向面は、ドラム１４の周面に応じて湾曲し、多数の貫通穴が全面的に成膜される。
【００４０】
なお、図示例において、成膜室４２には、シャワー電極１８（ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜手段）が、１個、配置されているが、本発明は、これに限定はされず、基板Ｚの搬送方向に、複数のシャワー電極を配列してもよい。この点に関しては、ＣＣＰ−ＣＶＤ以外のプラズマＣＶＤを利用する際も同様である。
また、本発明は、シャワー電極１８を用いるのにも限定はされず、通常の板状の電極と、原料ガス供給用のノズルとを用いるものであってもよい。
【００４１】
原料ガス供給手段２８は、プラズマＣＶＤ装置等の真空成膜装置に用いられる公知のガス供給手段であり、シャワー電極１８の内部に、原料ガスを供給する。前述のように、シャワー電極１８のドラム１４との対向面には、多数の貫通穴が供給されている。従って、シャワー電極１８に供給された原料ガスは、この貫通穴から、シャワー電極１８とドラム１４との間に導入される。
高周波電源３０は、シャワー電極１８に、プラズマ励起電力を供給する電源である。高周波電源３０も、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている、公知の高周波電源が、全て利用可能である。
さらに、真空排気手段４８は、プラズマＣＶＤによる成膜のために、成膜室４２内を排気して、所定の成膜圧力に保つものである。
【００４２】
なお、本発明の成膜装置１０において、成膜室４２で成膜する膜には、特に限定はなく、、酸化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコン等の無機膜や、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン膜）、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の透明導電膜等、プラズマＣＶＤによって成膜可能なものが、全て、利用可能である。
【００４３】
前述のように、ドラム１４には、バイアス電源３２が接続される。
図示例の成膜装置１０においては、ドラム１４は、ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜において、シャワー電極１８（プラズマ励起電極）の対向電極として作用する。成膜装置１０においては、ドラム１４にバイアス電源３２を接続して、対向電極であるドラム１４にバイアス電位を印加することにより、成膜する膜の緻密化など膜質向上や、生産性（成膜効率）の向上等を図っている。
【００４４】
図示例において、バイアス電源３２（ドラム１４に電力を供給する電源）は、一例として、高周波電源であるが、本発明はこれに限定はされず、交流もしくは直流のパルス電源等、ＣＣＰ−ＣＶＤにおいて対向電極にバイアス電位を印加するために利用される電源が、全て、利用可能である。
なお、本発明の成膜装置１０は、ドラム１４にバイアス電位を印可するのに限定はされず、ドラム１４は、接地されていてもよく、あるいは、接地とバイアス電源３２との接続とを切り換え可能にしてもよい。
【００４５】
前述のように、成膜装置１０は、反台車ユニット５０と、台車ユニット５２とを組み合わせることで構成される。
反台車ユニット５０には、真空チャンバ１２が配置され、真空チャンバ１２の内壁面には、隔壁３６ａおよび隔壁３６ｂ（以下、両者をまとめて、隔壁３６ともいう）が固定される。また、真空チャンバ１２の下部には、高周波電源３０に接続されるシャワー電極１８が固定される。
【００４６】
他方、台車ユニット５２には、ドラム１４、供給軸２０、巻取り軸２２、ガイドローラ２４および２６、すなわち基板Ｚの搬送系が配置される。また、ドラム１４を内包するシェル１６も、台車ユニット５２に配置される。
台車ユニット５２は、底面にキャスタ５２ａが配置される平板状の基台５４と、この基台５４に対して垂直に立設するように、基台５４に固定される壁部５６とを有する。基台５４および壁部５６は、共に、台車および反台車にユニット化された通常の成膜装置と同様に、ステンレス等の導電性の金属で形成される。
【００４７】
ドラム１４、供給軸２０、巻取り軸２２、ガイドローラ２４および２６は、いずれも、機密性を有する軸受け（図示省略）によって、台車ユニット５２の壁部５６に軸支されている。また、シェル１６も、この壁部５６に固定されている。
また、図１（Ｂ）に示されるように、壁部５６は、真空チャンバ１２の開放面を閉塞する、蓋体も兼ねている。そのため、真空チャンバ１２開放面の端部（真空チャンバ１２の壁面先端部）に当接する、壁部５６端部近傍には、真空チャンバ１２を気密に閉塞するためのＯリング５８が固定されている。
【００４８】
さらに、図１および図２に示されるように、反台車ユニット５０および台車ユニット５２は、共に、接地（アース）されている。
【００４９】
図１〜図３に示されるように、成膜装置１０は、台車ユニット５２のシェル１６（ドラム１４）、供給軸２０（基板ロール５３）、ガイドローラ２４および２６、巻取り軸２２を、真空チャンバ１２内に挿入するようにして、台車ユニット５２と反台車ユニット５０とを組み合わせることで、形成される。また、図３に概念的に示すように、シェル１６は、隔壁３６ａおよび３６ｂの切欠きに挿入される。
【００５０】
台車ユニット５２と反台車ユニット５０とを組み合わせた状態では、各室の気密性を保つために、シェル１６と、隔壁３６とが接触する。すなわち、シェル１６は、隔壁３６と摺接しつつ、隔壁３６の切欠きに挿入される。
さらに、各室の気密性を保つために、好ましくは、組み合わされた状態では、隔壁３６の端部は、壁部５６に当接する。
【００５１】
ここで、前述のように、シェル１６は、ステンレス等の導電性を有する金属で形成され、隔壁３６は、導電性を有する。
従って、台車ユニット５２と反台車ユニット５０とを組み合わせた状態では、両ユニットは、互いの接合面（真空チャンバ１２と壁部５６との接触部）のみならず、シェル１６と、隔壁３６とによっても、導電的に接合される（電気的に接続される）。
本発明は、このような構成を有することにより、台車ユニット５２と反台車ユニット５０との間に電位差が生じることを防止し、また、装置内における電位差分布を大幅に低減し、この電位差に起因する、成膜領域以外の余分な領域でのプラズマの生成を抑制したものである。
【００５２】
前述のように、ＲｔｏＲによるプラズマＣＶＤ装置は、各種の設備が必要であるため、設置面積が大きくなって、アース電位に分布が生じ易くなる。しかも、反台車ユニットと台車ユニットとの接合部には、密閉用のＯリングが配置されるので、これが、接合部の電気的な接合の妨げになってしまう。加えて、成膜装置は、使用に応じて、反台車ユニットと台車ユニットとの組み立てや離間を繰り返すので、使用するにしたがって、装置の歪みが生じ、さらに、接合部への成膜カスの堆積等も生じ、これらも、両ユニットの接合部の電気的な接合の妨げになってしまう。
そのため、反台車ユニットと台車ユニットとからなるプラズマＣＶＤ装置では、成膜中に、両ユニットの間に電位差が生じてしまい、この電位差によって、成膜領域以外の不要な領域（例えば、成膜装置１０で言えば巻出し室３８内など）にプラズマが生成され、その結果、基板の損傷、膜質の劣化、電力ロス、メンテナンス性の悪化等が生じているのは、前述のとおりである。
【００５３】
これに対し、図示例の成膜装置１０は、台車ユニット５２と反台車ユニット５０とを組み合わせた状態で、両ユニットの接合面のみならず、台車ユニット５２に固定されるシェル１６と、反台車ユニット５０に固定される隔壁３６とによっても、両ユニットを導電的に接合する。
そのため、成膜装置１０によれば、台車ユニット５２と反台車ユニット５０との間で十分な電気的な接続（電気の導通）が確保されるので、両ユニットの間に電位差が生じることを、確実に防止することができる。そのため、成膜装置１０は、成膜領域以外でのプラズマの生成を十分に抑制して、余分な領域にプラズマが生成されることに起因する、基板Ｚの損傷およびそれに伴う膜質の劣化等を、大幅に抑制して、基板Ｚの損傷が無く、適正な膜が成膜された、高品質な機能性フィルムを、安定して製造することが可能である。
【００５４】
図示例の成膜装置１０において、両ユニットの接合面以外で、台車ユニット５２と反台車ユニット５０とを導電的に接合するための、隔壁３６は、ステンレス等の導電性を有する金属で形成してもよいが、弾性を有するのが好ましい。
このように、隔壁３６（台車ユニット５２と反台車ユニット５０とを導電的に接合する接合手段）に、弾性を持たせることにより、隔壁３６とシェル１６とを、より確実に密着して、台車ユニット５２と反台車ユニット５０とを、より確実に導電的に接合することが可能となる。
【００５５】
このような弾性を有する隔壁３６としては、一例として、耐熱性を有する硬質ゴム等の、弾性を有する絶縁性材料からなる板材の表面を、メッキ等による導電性被膜で被覆してなる隔壁３６が例示される。また、同様の弾性を有する材料からなる板材の表面を、アルミ箔等の導電性を有するシート状物で覆った隔壁３６も、好適に利用可能である。
また、金属やカーボン等の導電性微粒子を分散してなる、導電性のゴムによって、隔壁３６を構成するのも、好ましい。
さらに、隔壁３６自体は、ステンレス等の導電性を有する金属で形成し、真空チャンバ１２内壁面の隔壁３６の固定部に、スプリング、ゴム、スポンジ等の弾性部材を配置することにより、隔壁３６が弾性を有するような状態とするのも、好ましい。この隔壁３６の固定部に弾性部材を設ける構成は、上記態様に併用してもよい。
【００５６】
なお、本発明の成膜装置１０において、台車ユニット５２と反台車ユニット５０とを導電的に接合するのは、シェル１６と、隔壁３６とに限定はされず、各種の部材が利用可能である。
例えば、シェル１６を利用せずに、反台車ユニット５０に配置される隔壁３６を、図示例と同様に導電性にして、台車ユニット５２と反台車ユニット５０を組み合わせた状態で、隔壁３６と台車ユニット５２の壁部５６とを当接させることにより、両ユニットの接合面以外で、台車ユニット５２と反台車ユニット５０とを導電的に接合してもよい。
また、台車ユニット５２および／または反台車ユニット５０に、両者を導電的に接合するための部材を設けて、台車ユニット５２と反台車ユニット５０を組み合わせた状態で、この部材によって、両ユニットを導電的に接合する方法も、利用可能である。例えば、除電ブラシのような導電性の部材を、真空チャンバ１２の内壁面に固定して、台車ユニット５２と反台車ユニット５０を組み合わせた状態で、この除電ブラシと、ガイドローラ２４とを接触させることにより、両ユニットの接合面以外で、台車ユニット５２と反台車ユニット５０とを導電的に接合するようにしてもよい。
なお、前述の弾性を有するのが好ましい点に関しては、両ユニットの接合面以外で台車ユニット５２と反台車ユニット５０とを導電的に接合する、これらの接合部材に関しても、同様である。
【００５７】
しかしながら、真空チャンバ１２内に、基本的に成膜とは無関係の部材を増加するのは、やはり、好ましくないので、接合部材は、シェル１６や隔壁３６など、元々、成膜装置が有している部材を利用するのが好ましい。
特に、図示例のシェル１６や隔壁３６のように、その機能上、しっかりと当接することが要求される部材同士を接合部材として用いるのは、より好ましい。
【００５８】
以下、成膜装置１０の作用を説明する。
準備の状態では、反台車ユニット５０と、台車ユニット５２とは、図２に示すように離間されている。
この状態で、台車ユニット５２の供給軸２０に基板ロール５３を装填して、基板Ｚを引き出し、ガイドローラ２４、ドラム１４、およびガイドローラ２６を経て、巻取り軸２２に至る所定の搬送経路を挿通する。
【００５９】
基板Ｚを挿通したら、台車ユニット５２を移動して、反台車ユニット５０の真空チャンバ１２内に、ドラム１４等の基板Ｚの搬送系を挿入するように、反台車ユニット５０の真空チャンバ１２を、台車ユニット５２の壁部５６で閉塞して、反台車ユニット５０と台車ユニット５２とを組み合わせ、固定する。両者の固定は、公知の方法で行えばよい。
【００６０】
反台車ユニット５０と台車ユニット５２とを組み合わせたら、真空排気手段４６および４８を駆動して、巻出し室３８および成膜室４２の排気を開始する。
巻出し室３８、搬送室４０および成膜室４２が所定の真空度以下まで排気されたら、次いで、原料ガス供給手段２８を駆動して、成膜室４２に原料ガスを供給する。
【００６１】
巻出し室３８、搬送室４０および成膜室４２の圧力が所定圧力で安定したら、ドラム１４等の回転を開始して基板Ｚの搬送を開始し、さらに、高周波電源３０およびバイアス電源３２を駆動して、基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、成膜室４２における基板Ｚへの成膜を開始する。
ここで、本発明においては、両ユニットの接合面以外に、シェル１６と隔壁３６とによっても、台車ユニット５２と反台車ユニット５０とが導電的に接合されているので、両ユニットの間に電位差が生じることがなく、従って、巻出し室３８内などの不要な領域でのプラズマの生成を抑制して、基板損傷や膜質劣化等の無い、適正な成膜を安定して行うことができる。
成膜された基板Ｚは、ガイドローラ２６によって案内されて、巻取り軸２２に巻回される。
【００６２】
図１に示す成膜装置１０は、ＣＣＰ−ＣＶＤによって基板Ｚに成膜する装置であるが、本発明は、これに限定はされず、ＩＣＰ−ＣＶＤ法等の他のプラズマＣＶＤも好適に利用可能である。
また、本発明の成膜装置が行う成膜は、プラズマＣＶＤに限定されるわけでもなく、スパッタリングなどプラズマの生成を伴う成膜方法等、成膜のために電力の供給が必要な成膜装置に、全て、利用可能である。
【００６３】
また、本発明の成膜装置は、図示例のように、基板Ｚをドラムに巻き掛けた状態で成膜を行う成膜装置に限定はされず、例えば、平行に配置した平板状の電極対の間を直線状に基板を搬送しつつ、成膜を行うＣＣＰ−ＣＶＤ等であってもよい。
しかしながら、図示例のような基板Ｚをドラムに巻き掛けた状態で成膜を行う成膜装置は、成膜領域以外にも電圧がかかるため、装置内での電位差が生じ易い。そのため、本発明の効果が、より好適に発現できる等の点で、図示例のような、基板Ｚをドラムに巻き掛けた状態で成膜を行う成膜装置は、好適に利用可能である。
【００６４】
以上、本発明の成膜装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんのことである。
【実施例】
【００６５】
以下、本発明の具体的実施例を示すことにより、本発明を、より詳細に説明する。
［実施例１］
図１に示す成膜装置１０を用いて、基板Ｚに、酸化シリコン膜を成膜した。
なお、隔壁３６ａおよび隔壁３６ｂは、共に、硬質ゴム（二トリルゴム）製の隔壁の表面全面を、アルミ箔で被覆した物を用いた。
【００６６】
基板Ｚは、幅３００ｍｍのポリエステル樹脂フィルム（富士フイルム社製のポリエチレンテレフタレートフィルム）を用いた。
ＣＣＰ−ＣＶＤによる酸化シリコン膜の原料ガスは、ＨＭＤＳＯ（ヘキサメチルジシロキサン）、酸素ガス、および、窒素ガスを用い、成膜圧力は８０Ｐａとした。
高周波電源３０は、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用い、シャワー電極１８に供給したプラズマ励起電力は２０００Ｗとした。
また、バイアス電源３２は周波数４００ｋＨｚの高周波電源を用い、ドラム１４に供給したバイアス電力は５００Ｗとした。
【００６７】
このような成膜条件の下、成膜装置１０において、２０ｍの基板Ｚに酸化シリコン膜の成膜を行なった。基板搬送速度は２ｍ／ｍｉｎとした。
【００６８】
成膜中に、真空チャンバ１２に備えつけられた観察用窓から、真空チャンバ１２内を観察した。その結果、成膜領域（ドラム１４とシャワー電極１８との間）以外の、不要な領域でのプラズマの生成は、認められなかった。
また、成膜を終了した基板Ｚを光学顕微鏡で観察したところ、基板Ｚにプラズマに起因する損傷は、認められなかった。
さらに、成膜終了後、真空チャンバ１２内を目視で確認した所、巻出し室４０および搬送室４０内での膜の堆積は、認められなかった。
【００６９】
［実施例２］
隔壁３６を、二トリルゴムにカーボンを分散してなる導電性ゴム製の物に変更した以外は、実施例１と全く同様にして、基板Ｚに酸化シリコン膜の成膜を行なった。
実施例１と同様に、成膜中のプラズマの生成、基板の状態、および、真空チャンバ内の膜の堆積を確認した。その結果、実施例１と同様に、プラズマの生成、基板の損傷、膜の堆積の、いずれも認められなかった。
【００７０】
［実施例３］
真空チャンバ１２における隔壁３６の固定部に、弾性部材（二トリルゴム製のスポンジ）を設けた以外は、実施例１と全く同様にして、基板Ｚに酸化シリコン膜の成膜を行なった。
実施例１と同様に、成膜中のプラズマの生成、基板の状態、および、真空チャンバ内の膜の堆積を確認した。その結果、実施例１と同様に、プラズマの生成、基板の損傷、膜の堆積の、いずれも認められなかった。
【００７１】
［実施例４］
隔壁３６をステンレス製とし、その固定部にスプリングを挿入した以外は、実施例１と全く同様にして、基板Ｚに酸化シリコン膜の成膜を行なった。
実施例１と同様に、成膜中のプラズマの生成、基板の状態、および、真空チャンバ内の膜の堆積を確認した。その結果、実施例１と同様に、プラズマの生成、基板の損傷、膜の堆積の、いずれも認められなかった。
【００７２】
［比較例］
隔壁をアルミ箔で覆わない以外は、実施例１と全く同様にして、基板Ｚに酸化シリコン膜の成膜を行なった。
実施例１と同様に、成膜中のプラズマの生成、基板の状態、および、真空チャンバ内の膜の堆積を確認した。その結果、成膜中に巻出し室３８および搬送室４０内でプラズマの生成が認められた。また、成膜後の基板に、プラズマに起因すると思われれる損傷が認められた。さらに、成膜後の真空チャンバ１２では、巻出し室４０および搬送室４０内に、膜の堆積が認められた。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、基板の熱ダメージや、この熱ダメージに起因する膜の剥離やひび割れ等の無い機能性フィルムを安定して製造できるので、ガスバリアフィルムの製造等に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  成膜装置
１２  真空チャンバ
１４  ドラム
１６  シェル
１８  シャワー電極
２０  供給軸
２２  巻取り軸
２４，２６  ガイドローラ
２８  原料ガス供給手段
３０  高周波電源
３２  バイアス電源
３６（３６ａ，３６ｂ）  隔壁
３８  巻出し室
４０  搬送室
４２  成膜室
４６，４８  真空排気手段
５０  反台車ユニット
５２  台車ユニット
５３  基板ロール
５４  基台
５６  壁部
５８  Ｏリング
【図１】
0005542488.tif 000002
【図２】
0005542488.tif 000003
【図３】
0005542488.tif 000004