(57)【要約】【課題】膜性能を低減させることなく高い成膜レートで基材上に薄膜を形成することができる薄膜形成装置を提供する。【解決手段】長手方向に平行にのびる２つの電極２６を含む略Ｕ字形の誘導結合型の電極ユニット２１と、電極２６の長手方向と同じ方向を長手方向とし、電極ユニット２１が形成するプラズマ領域が相対的に高密度となる高密度プラズマ領域に設けられた原料ガス供給部２３と、基材Ｗを保持する保持面を有し電極ユニット２１と対向するように基材Ｗを保持する基材保持部３と、端部が電極ユニット２１にかかる対称の面である電極対称面Ｍをはさむように基材保持部３の近傍に設けられたマスク部４と、を有し、電極対称面Ｍと各々のマスク部４１、４２の端部４３、４４との距離ｄ２は、電極対称面Ｍと各々の電極２６との距離の１倍以上４．３倍以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に平行にのびる２つの電極を含む略Ｕ字形の誘導結合型の電極ユニットと、
前記電極の長手方向と同じ方向を長手方向とし、前記電極ユニットが形成するプラズマ領域が相対的に高密度となる高密度プラズマ領域に設けられた原料ガス供給部と、
基材を保持する保持面を有し前記電極ユニットと対向するように基材を保持する基材保持部と、
端部が前記電極ユニットにかかる対称の面である電極対称面をはさむように前記基材保持部の近傍に設けられたマスク部と、
を有し、
前記電極対称面と各々の前記マスク部の端部との距離は、前記電極対称面と各々の前記電極との距離の１倍以上４．３倍以下であることを特徴とする、薄膜形成装置。
【請求項２】
基材は前記電極の長手方向と直交する方向に長い帯状の形態を有し、前記基材保持部は基材を前記電極の長手方向と直交する方向に送るドラム状であ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】
基材に形成される薄膜は、水分の浸入を防ぐバリア膜であることを特徴とする、請求項１または２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
前記電極ユニットが形成するプラズマは、プラズマ形成ガスとして酸素が供給された酸素プラズマであることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上に膜厚が全面均一な薄膜を形成するための薄膜形成装置および薄膜形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、プラスチックフィルムの表面に例えば酸化防止、水分浸入防止等を目的としたバリア膜を形成したバリアフィルムが使用されている。
【０００３】
このようなバリアフィルムは、たとえば下記特許文献１に示す蒸着装置を用い、蒸着法によって板状、帯状などの基材に形成することが可能である。具体的には、成膜手段にあたる収容部に供給されている蒸発材料を加熱により蒸発させ、基材に薄膜を形成させている。
【０００４】
また、図６に蒸着法の一種であるＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いた薄膜形成装置９０を示す。図６（ａ）は薄膜形成装置９０の正面図、図６（ｂ）は薄膜形成装置９０の下面図である。この薄膜形成装置では、電極ユニットおよび原料ガス供給部を有する成膜手段９１を用いて薄膜の原料となる原料ガスをプラズマと反応させ、基材Ｗに薄膜を形成させる。
【０００５】
ここで、特許文献１、図５に示すように、成膜手段が一方向に長い形状を有する場合がある。図６の薄膜形成装置９０を例にとると、成膜手段９１を形成する電極ユニット９２が誘導結合プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ、ＩＣＰ）型の電極であった場合、図６（ｂ）に示すように一方向（図６（ｂ）におけるＹ軸方向）に長い形状を有しており、Ｙ軸方向に対して薄膜の形成を一度に行うことができる。そのような成膜手段９１に対し、成膜対象である基材Ｗが大面積を有する場合、たとえば基材Ｗが帯状である場合、搬送ドラム９３などにより基材Ｗを図中の矢印に示すように移動させながら成膜を行うことにより、基材Ｗの全体に薄膜を形成することができる。また、原料ガス供給部を電極ユニットが形成するプラズマ領域が相対的に高密度になる高密度プラズマ領域に設けられることにより、高い成膜レートで薄膜の形成を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１００５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の薄膜形成装置では、基材に形成した薄膜の性能が十分に発揮できないおそれがあった。具体的には、原料ガス供給部から供給される原料ガスは電極ユニットをはさむような形に配置され、高密度プラズマ領域に導入される。高密度領域で分解された原料ガスと酸素プラズマが反応することにより、基材上に高密度の薄膜が形成される。しかし、電極ユニットから離れたプラズマ密度が低い領域に原料ガスを導入すると密度の低い膜が得られ目的とする高密度な膜がえることが出来ない。そのような十分に高い密度を持たないプラズマ領域では成膜に寄与することが出来ないばかりか、この領域に基材もしくは成膜後の薄膜が存在すると、プラズマが基材をエッチングする方向に作用し、基材に大きなダメージを与える問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、膜性能を低減させることなく高い成膜レートで基材上に薄膜を形成することができる薄膜形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の薄膜形成装置は、長手方向に平行にのびる２つの電極を含む略Ｕ字形の誘導結合型の電極ユニットと、前記電極の長手方向と同じ方向を長手方向とし、前記電極ユニットが形成するプラズマ領域が相対的に高密度となる高密度プラズマ領域に設けられた原料ガス供給部と、基材を保持する保持面を有し前記電極ユニットと対向するように基材を保持する基材保持部と、端部が前記電極ユニットにかかる対称の面である電極対称面をはさむように前記基材保持部の近傍に設けられたマスク部と、を有し、前記電極対称面と各々の前記マスク部の端部との距離は、前記電極対称面と各々の前記電極との距離の１倍以上４．３倍以下であることを特徴としている。
【００１０】
上記薄膜形成装置によれば、電極対称面と各々のマスク部の端部との距離は、電極対称面と各々の電極との距離の１倍以上４．３倍以下であることにより、高密度プラズマ領域から離れた部分の成膜には向かないプラズマのみが存在する部分では、このプラズマが基材に接触することをマスク部によって効率的に防ぐことができる。また、高密度プラズマ領域近傍で成膜レートが高い部分はマスク部で遮蔽することはないため、高い成膜レートで基材へ薄膜を形成することもできる。
【００１１】
また、基材は前記電極の長手方向と直交する方向に長い帯状の形態を有し、前記基材保持部は基材を前記電極の長手方向と直交する方向に送るドラム状であると良い。
【００１２】
こうすることにより、長尺の基材全体にわたって、エッチングによるダメージの無い、膜厚精度の高い薄膜を形成することができる。
【００１３】
また、基材に形成される薄膜は、水分の浸入を防ぐバリア膜であると良い。
【００１４】
このようなバリア膜では基材である下地の影響が非常に大きく、基材がエッチングされるような条件においてバリア性が得ることが出来ない。マスク部を本発明のように規定することにより、不具合の発生するおそれが高いバリア膜の形成において、基材がエッチングされることを効率的に防ぐことができる。
【００１５】
また、前記電極ユニットが形成するプラズマは、プラズマ形成ガスとして酸素が供給された酸素プラズマであると良い。
【００１６】
こうすることにより、他のプラズマと比較して特にエッチング性の高い酸素プラズマによって基材がエッチングされることを効率的に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の薄膜形成装置によれば、膜性能を低減させることなく高い成膜レートで基材上に薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態における薄膜形成装置を表す概略図である。
【図２】誘導結合型の電極ユニットを使用した薄膜形成装置における電極ユニット中央部からの距離と薄膜形成量の関係を示すグラフである。
【図３】マスク部の形態において各実施例および各比較例で薄膜形成を行った基材への成膜速度およびバリア性を示す表である。
【図４】本発明の他の実施形態における薄膜形成装置を表す概略図である。
【図５】本発明の他の実施形態における薄膜形成装置を表す概略図である。
【図６】従来の実施形態における薄膜形成装置を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態における薄膜形成装置１の概略図である。
【００２１】
薄膜形成装置１は、基材上に表面処理を行って薄膜を形成するためのものであり、例えば、プラスチックフィルム上に酸化防止、水分浸入防止を目的としたバリア膜を形成し、食品用の保護フィルム、フレキシブル太陽電池等に使用される。具体的には、フレキシブル太陽電池の場合には、プラスチックフィルム等の帯状基材上に各電極層および光電変換層等で構成される太陽電池セルが形成された後、薄膜形成装置１により太陽電池セル上に薄膜を複数層形成してバリア膜を形成する。これにより、太陽電池セルに水分の浸入が効果的に防止され、酸化特性に優れたフレキシブル太陽電池を形成することができる。
【００２２】
この薄膜形成装置１は、基材Ｗに薄膜を形成する（成膜する）手段である成膜手段２と、基材Ｗを保持する基材保持部３と、成膜手段２の近傍を除く基材Ｗを遮蔽するマスク部４と、成膜手段２、基材保持部３、マスク部４を囲うチャンバ５とを有し、チャンバ５によって減圧された雰囲気下において基材保持部３に保持された基材Ｗに対して成膜手段２によって薄膜が形成される。また、成膜手段２による成膜動作、基材保持部３による基材Ｗの搬送動作などは、図示しない制御装置により制御される。
【００２３】
なお、本説明では成膜手段を構成する電極の長手方向をＹ軸方向、水平面上でＹ軸方向と直交する方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交する方向、すなわち、鉛直方向をＺ軸方向と呼ぶ。
【００２４】
また、本説明では基材Ｗは、厚み０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ  幅５ｍｍ〜１６００ｍｍの平板形状を有する帯状であり、巻出しおよび巻取りによって基材Ｗの長尺方向に搬送が可能なように後述の基材保持部３によって保持されてる。材質として、特に限定しないが、たとえばＰＥＴなどの樹脂フィルムが好適に用いられる。
【００２５】
成膜手段２は、蒸着法により基材Ｗ上に蒸着膜である薄膜を形成するためのものであり、本実施形態では蒸着法の一種であるプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により基材Ｗ上に薄膜を形成している。成膜手段２は、電極ユニット２１、放電用ガス供給部２２、原料ガス供給部２３を有し、放電用ガス供給部２２から供給された放電用ガスが電極ユニット２１によって絶縁破壊、プラズマ化し、原料ガス供給部２３から供給された原料ガスがプラズマにより分解しし、基材Ｗ上に薄膜を形成する。
【００２６】
電極ユニット２１は、略Ｕ字型の形状を有する誘導結合型の電極であり、一端に高周波電源２４が接続されている。減圧環境下において高周波電源２４によって電極ユニット２１に高周波が印加されることによって、電極ユニット２１の周辺の放電用ガスが絶縁破壊し、プラズマを発生させる（放電する）。
【００２７】
また、電極ユニット２１は、図１（ｂ）に示すように、外側からチャンバ５の壁面を貫通してチャンバ５の内部に侵入し、貫通したチャンバ５の壁面に対面するチャンバ５の壁面を貫通するように延びている。そして、チャンバ５の外側で１８０°向きを変えて、さらにチャンバ壁を貫通してチャンバ５内部に入り、再度チャンバ壁を貫通して設けられている。すなわち、電極部３１は、直線状に形成される部分（電極２６）がチャンバ５内で同じ高さ位置に位置した状態で設けられている。言い換えれば、電極ユニット２１は、長手方向（図１（ｂ）におけるＹ軸方向）にのびる２つの電極２６がほぼ平行な状態でチャンバ５内に位置しており、その他の部分がチャンバ５の外側に位置するように設けられている。そして、電極ユニット２１は図１（ａ）および図１（ｂ）に鎖線で示す電極対称面Ｍを対称の面とする面対称の形態をとる。
【００２８】
ここで、図１（ａ）に距離ｄ１で示す、電極２６（の中心軸）と電極対称面Ｍとの距離は、本実施形態では３５ｍｍとしている。
【００２９】
また、上述の通り電極ユニット２１の端部は、高周波電源２４と接続されており、電極２６の近傍に放電用ガス供給部２２から放電用ガスが供給された状態において高周波電源２４から高周波電圧が印加ことにより、チャンバ５内に位置する電極２６間においてプラズマが発生するようになっている。
【００３０】
ここで、プラズマの出力状態は、２本の電極２６付近のプラズマの出力が高くなり、電極２６間から電極２６の外側に向かって出力が小さくなるように形成される。すなわち、電極２６間の近傍では、高密度のプラズマが一定領域形成され、電極２６から離間するほど密度が低下するように形成される。本実施形態では、電極２６間の近傍に形成される一定領域のプラズマ領域を高密度プラズマ領域と呼び、原料ガス供給部２３はこの高密度プラズマ領域に配置されている。この高密度プラズマ領域では、プラズマの出力が相対的に高いため、原料ガスが高効率でプラズマ処理される。
【００３１】
なお、このプラズマ処理は、チャンバ２内を真空環境にして行われる。すなわち、このチャンバ５の壁面にはチャンバ５内を排気する排出口が設けられており、排出口は真空ポンプ５１と配管で接続されている。そして、真空ポンプ５１を作動させることによりチャンバ５内を所定の真空度に調節できるようになっている。すなわち、基材Ｗへの薄膜形成時には、真空ポンプ５１を作動させることにより、チャンバ５内を所定の真空環境に調節して行われる。
【００３２】
また、電極ユニット２１は接地されたカバー部２５に覆われている。カバー部２５は、基材Ｗと対向する方向（本実施形態では上向き方向）に開口を有するように電極ユニット２１を覆っており、このカバー部２５内に放電用ガス供給部２２から放電用ガスが供給される。これによって、放電用ガスが電極ユニット２１周辺から拡散しにくくすると同時に、電極ユニット２１周辺で発生したプラズマを基材Ｗ方向に向けて放出し、プラズマが効率的に薄膜形成に作用するようにしている。
【００３３】
放電用ガス供給部２２は、配管を経由して電極ユニット２１の近傍に放電用ガスを供給する手段であり、本実施形態ではアルゴンガスおよび酸素ガスを供給している。また、電極ユニット２１の近傍に供給されることにより、放電用ガスが放電に使用される前に拡散しにくくし、より効率的に放電用ガスが放電に使用されるようにしている。
【００３４】
原料ガス供給部２３は、チャンバ２内に薄膜を形成する原料ガスを供給するものである。本実施形態では、原料ガス供給部２３は、電極２６の長手方向（Ｙ軸方向）に複数配列された噴出孔を有する多孔ノズルであり、これら噴出孔から原料ガスを供給するようになっている。
【００３５】
なお、本実施形態では、噴出孔６１からＨＭＤＳガス（ヘキサメチルジシラザンガス）、放電ガス供給部２１から上述の通りアルゴンガスおよび酸素ガスが供給されることにより、基板Ｗ上には水分の浸入を防ぐバリア膜として用いられるＳｉＯ２が形成される。
【００３６】
また、本実施形態の原料ガス供給部２３は、図１に示すように２つ設けられており、それぞれが高密度プラズマ領域を挟む位置に互いに高密度プラズマ領域に対して対称になる位置に配置されている。具体的には、原料ガス供給部２３の噴出孔が電極２６よりも高密度プラズマ領域側に位置するように配置されており、基板Ｗの成膜領域に対し、互いに一方向に離れた位置に配置されている。仮に原料ガス供給部２３が１つのみの場合には、基板Ｗ上の薄膜が原料ガス供給部２３付近で厚く形成され、原料ガス供給部２３から離れるに従って薄く形成されるが、原料ガス供給部２３を高密度プラズマ領域に対して対称になる位置、すなわち、上記の電極対称面Ｍに対して対称となる位置に配置することにより、互いの原料ガス供給部２３の成膜量を補完し合うことにより、基板Ｗの成膜領域にほぼ均一厚みの薄膜を形成することができる。
【００３７】
なお、高密度プラズマ領域はＸ軸方向にして電極２６の間隔の約０倍乃至１．５倍の範囲に形成されており、本実施形態では、各原料ガス供給部２３は、電極対称面Ｍから約５０ｍｍ（電極２６と電極対称面Ｍとの距離の約１．４倍）の距離の位置に配置されている。
【００３８】
なお、高密度プラズマ領域に対して対称になる位置とは、完全に対称になる位置以外にも、装置の組み立て精度、製膜中心とのずれ等を考慮して、事実上、互いの原料ガス供給部２３の成膜量を補完し合うことにより、薄膜が製品上問題ない程度に平坦に形成される対称位置を含む。
【００３９】
ここで、本実施形態では電極ユニット２１は図１（ｂ）に示すようにＹ軸方向に長く、また、原料ガス供給部２３もＹ軸方向に長く原料ガスがＹ軸方向にわたって供給されているため、成膜手段２により基材Ｗに対してＹ軸方向にわたって幅広く薄膜を形成させることができる。すなわち、本実施形態では成膜手段２はＹ軸方向に長い（一方向に長い）形態となっている。また、成膜手段２のＹ軸方向の長さは基材保持部３に保持された基材ＷのＹ軸方向の寸法よりも十分に大きく、基材Ｗに対してほぼ一様に薄膜を形成することができる。
【００４０】
基材保持部３は、メインロール３１、巻出しロール３２、巻取りロール３３を有し、巻出しロール３２から送り出された基材Ｗをメインロール３１の外周面に沿わせて搬送させつつ、成膜手段２の近傍を通過させることにより、基材Ｗ上に薄膜が形成され、巻取りロール３３で巻き取られるようになっている。
【００４１】
巻出しロール３２および巻取りロール３３は略円筒形状の芯部３４および芯部３５を有しており、これら芯部３４および芯部３５には基材Ｗが巻き付けられ、これら芯部３４および芯部３５を回転駆動させることにより、基材Ｗを送り出し、または巻き取ることができる。すなわち、図示しない制御装置により芯部３４および芯部３５の回転が制御されることにより、基材Ｗの送り出し速度もしくは巻き取り速度を増加および減少させることができる。具体的には、基材Ｗが下流側から引張力を受けた状態で上流側の芯部を回転させることにより基材Ｗが下流側に送り出され、適宜、この上流側の芯部にブレーキをかけることにより基材Ｗが撓むことなく一定速度で送り出されるようになっている。また、下流側の芯部の回転が調節されることにより、送り出された基材Ｗが撓むのを抑えつつ、逆に基材Ｗが必要以上の張力がかからないようにして巻き取ることができるようになっている。
【００４２】
このように、上記の巻出しロール３２と巻取りロール３３とが一対となり、一方が基材Ｗを送り出し、他方が前記送り出し速度と同じ巻き取り速度で基材Ｗを巻き取ることによって、基材２にかかる張力を所定の値で維持しながら基材２を搬送することが可能である。
【００４３】
メインロール３１は、成膜の際に基材Ｗの姿勢を保ちつつ、巻出しロール３２から供給された基材Ｗを巻取りロール３３に搬送するためのドラム状の搬送部である。メインロール３１は、巻出しロール３２と巻取りロール３３との間に配置されており、芯部３４および芯部３５よりも大径の略円筒形状に形成されている。
【００４４】
メインロール３１の外周面は、周方向に曲率が一定の曲面で形成されており、図示しない制御装置により芯部３４および芯部３５の回転に応じて駆動制御され、巻出しロール３２から送り出された基材Ｗは、メインロール３１の外周面に当接することにより所定の張力が付加された状態で搬送される。すなわち、メインロール３１の外周面に基材Ｗが接した状態でメインロール３１が巻出しロール３２および巻取りロール３３の回転に応じて回転することにより、基材Ｗは、基材Ｗ全体が張った状態で、その表面が成膜手段２に対向する姿勢で巻出しロール３２から巻取りロール３３へ搬送されるようになっている。このように基材Ｗが張った状態で搬送され、成膜されることにより、成膜時の基材Ｗのばたつきを防ぐことができ、基材Ｗに形成される薄膜の膜厚精度が向上するとともに基材Ｗのばたつきによるパーティクルの発生を防ぐことができる。また、メインロール３１の曲率半径を大きくすることにより、基材Ｗがより平坦に近い状態で支持されながら成膜が行われるため、成膜後の基材Ｗに反りが生じることを抑えることができる。
【００４５】
また、メインロール３１、巻出しロール３２、および巻取りロール３３の回転軸は、電極２６の長手方向（Ｙ軸方向）を向いている。これにより、メインロール３１、巻出しロール３２、および巻取りロール３３の駆動により搬送される基材Ｗは電極２６の長手方向と直交する方向になり、図１においては成膜手段２の近傍における基材Ｗの搬送方向は略Ｘ軸方向となっている。
【００４６】
マスク部４は、本実施形態ではステンレスやアルミニウムを材料とし、２つの電極２６の電極対称面Ｍをはさむように電極対称面Ｍの両側に設けられた２つの平板状の部材（マスク４１およびマスク４２）であり、メインロール３１の近傍に設けられている。これらマスク４１とマスク４２との間では成膜手段２に対して基材Ｗは露出しており、成膜手段２によってプラズマ処理された原料ガスが基材Ｗに堆積して薄膜を形成するのに対し、マスク４１およびマスク４２は成膜手段２から基材Ｗを遮蔽し、成膜手段２によって形成されたプラズマおよびこのプラズマによりプラズマ処理された原料ガスが基材Ｗに到達することを遮断している。
【００４７】
また、本実施形態では電極対称面Ｍと対向する方のマスク４１の端部４３およびマスク４２の端部４４は、電極対称面Ｍと平行な平面となっており、電極対称面Ｍとの距離は等しい（図１（ａ）に示す距離ｄ２）。すなわち、端部４３と端部４４とは電極対称面Ｍに対して対称な対置となっている。なお、端部４３および端部４４と電極対称面Ｍとの距離ｄ２は、たとえば１００ｍｍ、すなわち電極２６と電極対称面Ｍとの距離ｄ１の約３倍としている。
【００４８】
チャンバ５は、成膜手段２、基材保持部３、およびマスク部４を収容しチャンバ内の圧力を一定に保持するためのものである。前述の通り、チャンバ５には、真空ポンプ５１が接続されており、この真空ポンプ５１を作動させることにより、チャンバ５内の圧力を制御できるようになっている。このように真空ポンプ５１を作動させてチャンバ５内を減圧環境にすることにより、成膜手段２において放電が可能な状態とする。
【００４９】
次に、上記の成膜手段２の通りの誘導結合型の電極ユニットを使用した薄膜形成装置における電極ユニット中央部からの距離と所定時間成膜手段を作動させた場合の基材Ｍへの薄膜形成量の関係を示すグラフを図２に示す。ここで、電極ユニット中央部からの距離とは、電極対称面Ｍと直交する方向（Ｘ軸方向）に関する電極対称面Ｍからの距離である。また、電極対称面Ｍと各電極２６の距離（３５ｍｍ）を図２の中で二点鎖線で表している。なお、横軸のＭＤ方向距離とは、基材Ｗの長手方向のことであり、本説明では図１のＸ軸方向と等しい。
【００５０】
図２より、上記高密度プラズマ領域、特に２つの電極２６の中央部では薄膜形成量が非常に高く、そこからＭＤ方向に遠ざかるにつれ、薄膜形成量は小さくなっていることが分かる。
【００５１】
ここで、ＭＤ方向距離が２つの電極２６の中央部から約１５０ｍｍ（すなわち、距離ｄ１（３５ｍｍ）の約４．３倍）を超えたところでは、薄膜形成量がマイナスの値となっている。これは、基材Ｗに薄膜が形成されるどころかエッチングされて基材Ｗの厚みが減少していると考えられる。
【００５２】
このようにエッチングの生じる原因として、原料ガス供給部２３は高品質な膜を得るのに適した高密度プラズマ領域に向けて原料ガスを供給しているが、原料ガスは高密度プラズマ領域でほぼ消費しているものと考えられる。そのため、成膜には適さないプラズマ密度の低い部分のプラズマでは、酸素プラズマのみの状態となり、この酸素プラズマが基材に触れエッチングを引き起こしている  ものと考えられる。このように基材Ｗへのエッチングが生じる場合、基材Ｗの搬送上流側では基材Ｗを破壊するおそれがあるだけでなく、基材Ｗの搬送下流側では折角形成した薄膜を破壊することとなり、膜性能が低減するおそれがある。
【００５３】
これに対し、本発明では、たとえば上記のようにエッチングが優位となる範囲をカバーするように図１に示すマスク部４が設けられる。こうすることによって、基材Ｗや薄膜がエッチングされるおそれなく基材Ｗに薄膜を形成することができる。
【００５４】
特に、本実施形態のように基材Ｗは電極２６の長手方向と直交する方向に長い帯状の形態を有し、基材保持部が基材Ｗを電極２６の長手方向と直交する方向に送るドラム状のメインロール３１とすることにより、長尺の基材Ｗ全体にわたって、エッチングによるダメージの無い、膜厚精度の高い薄膜を形成することができる。
【００５５】
また、本実施形態のように基材Ｗに形成される薄膜がバリア膜である場合、他の種類の薄膜と比較して特にエッチングによって不具合の発生するおそれが高いバリア膜の形成において、基材がエッチングされることを効率的に防ぐことができる。
【００５６】
また、酸素プラズマは他のプラズマと比較して特にエッチング性が高い。そのため、成膜手段２の放電用ガス供給部から酸素が供給されて薄膜形成のために電極ユニット２１によって酸素プラズマが形成される場合に、エッチング性の高いプラズマによって基材がエッチングされることを効率的に防ぐことができる。
【００５７】
次に、マスク部４の形態において各実施例および各比較例で薄膜形成を行った基材Ｗへの成膜速度（成膜レート）およびバリア性を図３の表に示す。
【００５８】
（実施例１）
図１に示すようなロールトゥロールの薄膜形成装置１により、ＰＥＴ基材Ｗを用いて薄膜形成を行った。ここで、電極２６と電極対称面Ｍとの距離ｄ１は３５ｍｍ、材料ガス（酸素）流量は４５０ｓｃｃｍ、材料ガス（ＨＭＤＳ）流量は１８ｓｃｃｍ、チャンバ５内圧力は０．５Ｐａ、高周波電源２５による投入電力は５．０ｋＷとした。また、マスク４１の端部４３およびマスク４２の端部４４の電極対称面Ｍからの距離ｄ２は１５０ｍｍ（ｄ１の約４．３倍）とした。
【００５９】
（実施例２）
マスク４１の端部４３およびマスク４２の端部４４の電極対称面Ｍからの距離ｄ２は４０ｍｍ（ｄ１の約１．１倍）とした。その他の成膜条件は、実施例１と共通である。
【００６０】
（比較例１）
マスク４１の端部４３およびマスク４２の端部４４の電極対称面Ｍからの距離ｄ２は２００ｍｍ（ｄ１の約５．７倍）とした。その他の成膜条件は、実施例１と共通である。
【００６１】
（比較例２）
マスク４１の端部４３およびマスク４２の端部４４の電極対称面Ｍからの距離ｄ２は２０ｍｍ（ｄ１の約０．６倍）とした。その他の成膜条件は、実施例１と共通である。
【００６２】
上記２つの実施例、２つの比較例による成膜速度および薄膜のバリア性は図３に示す通りである。２つの実施例が良好な成膜速度およびバリア性を示しているのに対し、比較例１では薄膜のバリア性が２つの実施例よりも劣っている。これは、端部４３および端部４４が電極対称面Ｍから離れすぎており、マスク４１とマスク４２の間で薄膜のエッチングが生じていると考えられる。
【００６３】
また、比較例２では２つの実施例に対し成膜速度がかなり低くなっている。これは、端部４３および端部４４が電極対称面Ｍから近すぎるため、プラズマ処理された原料ガスが基材Ｗに到達することをマスク４１およびマスク４２が過剰に遮断していることを表している。
【００６４】
したがって、電極対称面Ｍとマスク４１の端部４３およびマスク４２の端部４４との距離ｄ２はそれぞれ電極対称面Ｍと各々の電極２６との距離ｄ１の１倍以上４．３倍以下が好適である。
【００６５】
以上の薄膜形成装置により、膜性能を低減させることなく高い成膜レートで基材上に薄膜を形成することができる。
【００６６】
ここで、本発明の薄膜形成装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば上記の説明では基材Ｗの表面を下向きにし、プラズマを上方向に放出して成膜を行っているが、それに限らず、基材Ｗの表面を上向きにして成膜を行っても良く、また、横向きにして成膜を行っても良い。
【００６７】
また、図４（ａ）に示すようにマスク４１の端部４３と電極対称面Ｍとの距離ｄ３とマスク４２の端部４４と電極対称面Ｍとの距離ｄ４とは必ずしも等しくなくても良い。また、図４（ｂ）にマスク部４をハッチングで示したように、端部４３および端部４４は平坦面でなくても構わない。また、マスク４１とマスク４２は必ずしも別体である必要は無く、薄膜形成に関係の無い領域で連結されていても良い。
【００６８】
また、上記の説明では、基材保持部３はメインロール３１、巻出しロール３２、巻取りロール３３を有し、ロールトゥロールの方式で基材Ｗを搬送する形態であったが、それに限らず、たとえば図５に示すように基材Ｗを保持した吸着ステージが１軸方向に直動する形態の基材保持部３であっても良い。
【符号の説明】
【００６９】
１  薄膜形成装置
２  成膜手段
３  基材保持部
４  マスク部
５  チャンバ
２１  電極ユニット
２２  放電用ガス供給部
２３  原料ガス供給部
２４  高周波電源
２５  カバー部
２６  電極
３１  メインロール
３２  巻出しロール
３３  巻取りロール
３４  芯部
３５  芯部
４１  マスク
４２  マスク
４３  端部
４４  端部
５１  真空ポンプ
９０  薄膜形成装置
９１  成膜手段
９２  電極ユニット
９３  基材保持部
９４  ステージ駆動装置
Ｍ  電極対称面
Ｗ  基材
【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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