(57)【要約】【課題】成膜ローラの軸方向についての成膜が行われる範囲において基材が巻き掛けられていない部分において異常放電の発生を防止するプラズマＣＶＤ成膜装置を提供する。【解決手段】プラズマＣＶＤ成膜装置１０は、真空チャンバ１と、帯状の基材が当該成膜ローラ２の全周のうちの一部に巻き掛けられる金属製の成膜ローラ２と、成膜ローラ２の内部に配置され、成膜ローラ２における基材が巻き掛けられる部分の外側に磁場を生成する磁場生成部３と、成膜ローラ２に接続され、磁場の領域内にプラズマを生成するための交流電圧を当該成膜ローラ２に印加する電源４と、成膜ローラ２における基材Ａが巻き掛けられる部分２ａに対して当該成膜ローラ２の回転軸を挟んで反対側に位置する当該基材Ａに接触していない部分２ｂを覆うカバー９とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバと、
前記真空チャンバ内部に回転自在に取り付けられた成膜ローラであって、帯状の基材が当該成膜ローラの全周のうちの一部に巻き掛けられる金属製の成膜ローラと、
前記成膜ローラの内部に配置され、前記成膜ローラにおける前記基材が巻き掛けられる部分の外側に磁場を生成する磁場生成部と、
前記成膜ローラに接続され、前記磁場の領域内にプラズマを生成するための交流電圧を当該成膜ローラに印加する電源と、
前記成膜ローラにおける前記基材が巻き掛けられる部分に対して当該成膜ローラの回転軸を挟んで反対側に位置する当該基材に接触していない部分を覆うカバーと
を備えている、
プラズマＣＶＤ成膜装置。
【請求項２】
前記カバーは、少なくとも前記成膜ローラに対向する部分において絶縁材料を含んでいる、
請求項１に記載のプラズマＣＶＤ成膜装置。
【請求項３】
前記カバーは、
金属製の本体部と、
前記絶縁材料からなり、当該本体部における前記成膜ローラに対向する部分を覆う絶縁部と
を備えている、
請求項２に記載のプラズマＣＶＤ成膜装置。
【請求項４】
前記カバーが金属製であり、一方、
絶縁材料からなり、前記成膜ローラの表面のうちの当該成膜ローラの軸方向において少なくとも前記磁場生成部の配置領域の範囲を覆うローラ絶縁部をさらに備えている、
請求項１に記載のプラズマＣＶＤ成膜装置。
【請求項５】
前記真空チャンバは、前記磁場の領域内に生成された前記プラズマが存在し、当該プラズマを用いて前記基材の成膜が行われる成膜エリアと、前記基材の成膜が行われない非成膜エリアとを有しており、
前記成膜ローラは、前記成膜エリアに配置された部分と、前記非成膜エリアに配置された部分を有しており、
前記カバーは、前記非成膜エリアに配置されて、前記成膜ローラにおける前記基材に接触していない部分を覆う
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマＣＶＤ成膜装置。
【請求項６】
前記成膜ローラに隣接して配置され、前記成膜エリアと前記非成膜エリアとを区画する隔壁をさらに備えており、
前記非成膜エリアにおける圧力は、前記成膜エリアにおける圧力よりも高くなるように設定されている、
請求項５に記載のプラズマＣＶＤ成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマＣＶＤ成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチックフィルムなどの薄い帯状の基材の表面にシリコン酸化膜などの皮膜を連続的に形成するために、プラズマＣＶＤ成膜装置が用いられる。
【０００３】
プラズマＣＶＤ成膜装置は、特許文献１に記載されているように、皮膜の原料となる原料ガスが充填された真空チャンバと、当該真空チャンバ内に配備され、金属製の一対の成膜ローラと、一対の成膜ローラにそれぞれ電極が接続された電源と、一対の成膜ローラの内部にそれぞれ設けられた磁場発生手段とを備えている。  
【０００４】
この成膜装置を用いて帯状の基材の表面に皮膜を連続的に形成する場合、帯状の基材を一対の成膜ローラの互いに対向する部分にそれぞれ巻き掛けられた状態で送り出していく。このとき、磁場発生手段は、一対の成膜ローラ間の空間に磁場を発生させる。そして、電源は、一対の成膜ローラの間に高周波の交流電圧を高電圧で印加する。これにより、一対の成膜ローラ間の磁場の領域内でプラズマが発生する。発生されたプラズマのエネルギーによって、真空チャンバ内部の原料ガスの分子は、分解されて、基材の表面に付着することにより、当該基材の表面には、皮膜が連続的に形成される。このようにして、皮膜がプラズマＣＶＤによって基材の表面に連続的に形成される。
【０００５】
上記のように、成膜作業中は、帯状の基材を一対の成膜ローラの互いに対向する部分にそれぞれ巻き掛けられている。しかし、各成膜ローラの両端部は、基材が巻き掛けられずに露出している。したがって、一対の成膜ローラの間で発生するプラズマによって、これらの露出している各成膜ローラの両端部においても、皮膜が形成されるおそれがある。
【０００６】
そこで、これら成膜ローラの両端部における皮膜形成を防止するために、上記の特許文献１記載の成膜装置では、一対の成膜ローラの間において、各成膜ローラの両端部を覆う遮蔽部材が設けられている。遮蔽部材は、成膜ローラの端部表面の周方向に沿うような湾曲形状を有している。
【０００７】
この遮蔽部材は、各成膜ローラの両端部を覆うことにより、当該両端部における異常放電の発生を抑える。それによって、当該放電によって成膜ローラの両端部に皮膜が形成することを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−８４７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の特許文献１記載の成膜装置では、成膜ローラの両端部における皮膜形成を防止するために、一対の成膜ローラの間において、各成膜ローラの両端部を覆う遮蔽部材が設けられている。
【００１０】
この構成では、成膜ローラの軸方向について、成膜が行われる範囲の成膜ローラの金属製の外周面のうち基材が巻き掛けられている部分は、当該成膜ローラの表面が基材に覆われている。しかし、それ以外の部分、すなわち、基材が巻き掛けられていない部分では、基材に接触していないので外部に露出している。このように、金属製の成膜ローラのうち外部に露出している部分では、当該露出している部分とその周囲の部分（例えば、真空チャンバの内壁など）との間の電位差により、異常放電が発生するおそれがある。そのため、成膜作業を継続することができないおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、成膜ローラの軸方向についての成膜が行われる範囲において基材が巻き掛けられていない部分において異常放電の発生を防止するプラズマＣＶＤ成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のプラズマＣＶＤ成膜装置は、真空チャンバと、前記真空チャンバ内部に回転自在に取り付けられた成膜ローラであって、帯状の基材が当該成膜ローラの全周のうちの一部に巻き掛けられる金属製の成膜ローラと、前記成膜ローラの内部に配置され、前記成膜ローラにおける前記基材が巻き掛けられる部分の外側に磁場を生成する磁場生成部と、前記成膜ローラに接続され、前記磁場の領域内にプラズマを生成するための交流電圧を当該成膜ローラに印加する電源と、前記成膜ローラにおける前記基材が巻き掛けられる部分に対して当該成膜ローラの回転軸を挟んで反対側に位置する当該基材に接触していない部分を覆うカバーとを備えていることを特徴とする。
【００１３】
プラズマＣＶＤを行う場合、成膜ローラに対してプラズマを生成するための交流電圧が印加された状態では、成膜ローラの軸方向についての成膜が行われる範囲において、成膜ローラにおける基材が巻き掛けられて基材に接触している部分だけでなく、基材が巻き掛けられる部分に対して当該成膜ローラの回転軸を挟んで反対側に位置する当該基材に接触していない成膜ローラの裏側の部分もプラズマを生成することができる電位になっている。そのため、当該基材に接触していない成膜ローラの裏側の部分では、異常放電がおきやすい状態になっている。そこで、本発明では、カバーが、成膜ローラにおける前記基材が巻き掛けられる部分に対して当該成膜ローラの回転軸を挟んで反対側に位置する当該基材に接触していない部分を覆っている。これにより、成膜ローラにおける基材が接触している部分だけでなく、その部分に対して裏側の部分である基材に接触していない部分もカバーで覆われることとなり、当該裏側の部分における異常放電の発生を防止することが可能になる。
【００１４】
前記カバーは、少なくとも前記成膜ローラに対向する部分において絶縁材料を含んでいるのが好ましい。
【００１５】
この構成では、カバーの少なくとも成膜ローラに対向する部分に含まれる絶縁材料が、成膜ローラをその周辺の物から絶縁することによって、成膜ローラとその周辺の物との間における異常放電の発生を防止することが可能である。これにより、成膜ローラおよびその周辺の物における皮膜の形成を防ぐことが可能である。
【００１６】
前記カバーは、金属製の本体部と、前記絶縁材料からなり、当該本体部における前記成膜ローラに対向する部分を覆う絶縁部とを備えているのが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、カバーにおける金属製の本体部のうち成膜ローラに対向する部分は、絶縁材料からなる絶縁部で覆われている。そのため、本体部が金属製でありながら当該本体部と成膜ローラとの間における異常放電の発生を防止し、本体部における皮膜の形成を防ぐことが可能である。
【００１８】
あるいは、前記カバーが金属製であり、一方、前記成膜装置は、絶縁材料からなり、前記成膜ローラの表面のうちの当該成膜ローラの軸方向において少なくとも前記磁場生成部の配置領域の範囲を覆うローラ絶縁部をさらに備えているのが好ましい。
【００１９】
かかる構成によれば、カバーを金属材料で製造しても、当該カバーと成膜ローラとの間には、ローラ絶縁部が介在することによって、これらの間における異常放電の発生を防止し、カバーにおける皮膜の発生を防止することが可能である。これにより、カバーとしては、加工やメンテナンスが容易な金属部品を用いることが可能である。
【００２０】
前記真空チャンバは、前記磁場の領域内に生成された前記プラズマが存在し、当該プラズマを用いて前記基材の成膜が行われる成膜エリアと、前記基材の成膜が行われない非成膜エリアとを有しており、前記成膜ローラは、前記成膜エリアに配置された部分と、前記非成膜エリアに配置された部分を有しており、前記カバーは、前記非成膜エリアに配置されて、前記成膜ローラにおける前記基材に接触していない部分を覆うのが好ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、カバーは、非成膜エリアにおいて、成膜ローラの基材に接触していない部分を覆うことにより、当該部分における皮膜の発生を防止することが可能である。
【００２２】
前記成膜装置は、前記成膜ローラに隣接して配置され、前記成膜エリアと前記非成膜エリアとを区画する隔壁をさらに備えており、前記非成膜エリアにおける圧力は、前記成膜エリアにおける圧力よりも高くなるように設定されているのが好ましい。
【００２３】
かかる構成によれば、非成膜エリアにおける圧力は、前記成膜エリアにおける圧力よりも高くなるように設定されているので、成膜エリアに成膜を行うための原料となるガスを送り込んだときに、このガスが成膜ローラと隔壁との隙間を通して成膜エリアから非成膜エリアに拡散することを抑えることが可能である。また、非成膜エリアにおける圧力が高くなれば、成膜ローラの非成膜エリアに配置された部分における放電が発生しやすくなる傾向があるが、カバーは、非成膜エリアにおいて、成膜ローラの基材に接触していない部分を覆っているので、当該部分における皮膜の発生を防止することが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明のプラズマＣＶＤ成膜装置によれば、成膜ローラのうち基材が巻き掛けられている部分に対して当該成膜ローラの回転軸を挟んで反対側に位置する部分、すなわち基材が巻き掛けられていない部分での異常放電の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るプラズマＣＶＤ成膜装置の全体構成を示す真空チャンバの前面を取り除いた状態の正面図である。
【図２】図１の成膜ローラに対するカバーの配置を示す拡大正面図である。
【図３】図１のプラズマＣＶＤ成膜装置の一対の成膜ローラ周辺の拡大平面図である。
【図４】図１の成膜ローラに対するカバーの配置を示す拡大斜視図である。
【図５】本発明の変形例に係る成膜ローラの全長にわたって延びるカバーを備えたプラズマＣＶＤ成膜装置の構造を示す一対の成膜ローラ周辺の拡大平面図である。
【図６】本発明の他の変形例に係る成膜ローラにおける軸方向についての成膜が行われる範囲を覆うローラ絶縁部を備えたプラズマＣＶＤ成膜装置の構造を示す一対の成膜ローラ周辺の拡大平面図である。
【図７】図１の成膜ローラに対するローラ絶縁部およびカバーの配置を示す拡大正面図である。
【図８】図６の成膜ローラの端部から端部キャップを取り外した状態の分解平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明のプラズマＣＶＤ成膜装置の実施形態についてさらに詳細に説明する。
【００２７】
図１〜４に示されるプラズマＣＶＤ成膜装置１０（以下、成膜装置１０という）は、プラズマＣＶＤによって帯状の基材Ａの表面に薄膜を連続的に形成する装置である。この成膜装置１０は、真空チャンバ１と、当該真空チャンバ内部に回転自在に取り付けられた一対の成膜ローラ２と、各成膜ローラ２内部に配置されたマグネット３と、一対の成膜ローラ２に高周波の交流電圧を印加する高周波電源４と、複数のガイドローラ５と、真空チャンバ１内部を仕切る隔壁６と、成膜ローラ２における基材Ａが巻き掛けられる部分２ａに対して反対側の基材Ａに接触してない部分２ｂを覆うカバー９とを備えている。
【００２８】
真空チャンバ１は、中空の筐体であり、真空ポンプ（図示せず）などの排気手段に接続された排気口１５を有する。
【００２９】
真空チャンバ１の内部空間は、成膜ローラ２およびそれに隣接する隔壁６によって、２つの空間、すなわち、低圧室７と高圧室８とに区画されている。低圧室７は、成膜ローラ２表面で基材Ａの成膜が行われる成膜エリアである。高圧室８は、基材Ａの成膜が行われない非成膜エリアである。
【００３０】
低圧室７は、排気口１５に連通しており、真空状態または低圧状態まで減圧される。低圧室７には、原料ガス供給口１２および酸素ガス供給口１３が設けられている。皮膜の材料となる原料ガスＧ１は、原料ガス供給口１２を通って低圧室７へ供給される。酸素ガスＯＸは、酸素ガス供給口１３を通って低圧室７へ供給される。高圧室８には、酸素ガス供給口１４が設けられ、当該酸素ガス供給口１４を通って酸素ガスＯＸが供給される。高圧室８は、低圧室７の内部よりも高圧に保たれている。
【００３１】
一対の成膜ローラ２は、それぞれステンレスなどの金属で製造されたローラである。一対の成膜ローラ２は、真空チャンバ１の内部に回転自在に取り付けられている。すなわち、各成膜ローラ２の回転軸２ｃの両端部は、真空チャンバ１の対向する一対の側壁などに回転自在に支持されている。一対の成膜ローラ２の対向する部分２ａは、隔壁６の開口部６ａに挿入されて、低圧室７の内部に収容されている。
【００３２】
帯状の基材Ａは、一対の成膜ローラ２の全周のうちの互いに対向する部分２ａに巻き掛けられる。
【００３３】
一対の成膜ローラ２の全周のうち基材Ａが巻き掛けられていない部分（すなわち、裏側の部分）２ｂは、真空チャンバ１の高圧室８に位置している。
【００３４】
各成膜ローラ２は、−２０〜２００℃程度の範囲で温度調整されることがある。そのため、成膜ローラ２は、これらの温度範囲で変質したり、割れたりしないような熱特性を有する必要がある。成膜ローラ２の材質は、マグネット３による磁場を伝搬させやすいようにステンレスなどの透磁率の小さい金属材料が用いられるのが好ましい。
【００３５】
各成膜ローラ２の軸方向についてマグネット３が配置される領域２ｅでは、当該成膜ローラ２の表面は、絶縁部１９で覆われていないので、露出している。一方、上記のマグネット３の配置領域２ｅの周辺の範囲は、絶縁材料からなる絶縁部１９で覆われている。絶縁部１９は、成膜ローラ２のうち両側の領域を覆っている。成膜ローラ２の両側の端部２ｄは、端部キャップ１１によって覆われている。端部キャップ１１の表面は、絶縁材料からなる絶縁部２０で覆われている。
【００３６】
マグネット３は、成膜ローラ２の内部、具体的には、一対の成膜ローラ２の互いに対向する部分２ａの内側にそれぞれ配置されている。マグネット３は、一対の成膜ローラ２の間であってそれぞれの成膜ローラ２における基材Ａが巻き掛けられる部分２ａの外側において磁場を生成する。マグネット３は、本発明の磁場生成部に含まれる概念であり、例えば、永久磁石（ネオジム、サマリウムコバルト、フェライトなど）などで構成される。
【００３７】
高周波電源４は、一対の成膜ローラ２にそれぞれ接続されている。高周波電源４は、磁場の領域内にプラズマＰを生成するための高周波の交流電圧を一対の成膜ローラ２の間に印加する。これにより、低圧室７内部において、一対の成膜ローラ２の間には放電が発生し、マグネット３近傍の磁場の領域内では原料ガスＧ１がプラズマ状態になってプラズマＰが発生する。いいかえれば、低圧室７は、磁場の領域内に生成されたプラズマＰが存在し、当該プラズマＰを用いて基材Ａの成膜が行われる成膜エリアとして機能する。
【００３８】
高周波電源４から一対の成膜ローラ２に印加される電圧としては、真空チャンバ１の電位に対し平均電圧が負の高周波（例えば、十〜数百ｋＨｚ程度、好ましくは数十ｋＨｚ程度）であり、ピーク・ツウ・ピーク値が１０００Ｖ以上の電圧が好ましい。
【００３９】
カバー９は、成膜ローラ２における基材Ａが巻き掛けられる部分２ａに対して当該成膜ローラ２の回転軸２ｃを挟んで反対側に位置する当該基材Ａに接触していない部分（すなわち、裏側の部分）２ｂを覆う。また、カバー９は、図３に示されるように、各成膜ローラ２の軸方向に関しては、少なくともマグネット３の配置領域２ｅを覆う幅を有している。例えば、カバー９は、基材Ａと同じ幅を有する。
【００４０】
カバー９は、図２に示されるように、成膜ローラ２の裏側の部分２ｂに沿うように円弧状に曲がった形状を有している。カバー９は、具体的には、金属製の本体部９ａと、絶縁材料からなる絶縁部９ｂとを備えている。本体部９ａは、ステンレスなどの金属材料で製造される。絶縁部９ｂは、本体部９ａにおける成膜ローラ２に対向する部分を覆う。
【００４１】
絶縁部９ｂを構成する絶縁材料は、例えば、セラミック材料を含む。セラミック材料としては、アルミニウムの酸化物（Ａｌ２Ｏ３）の他、ジルコニア（ＺｒＯ２）窒化アルミ（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などが挙げられる。また、シリコン酸化物、ポリイミド、ガラスなどの材料の単体、あるいはこれらの積層体または混合物なども用いられる。また、酸素を含むプラズマプロセスの場合には、絶縁部９ｂは酸化物であることが好ましい。
【００４２】
そのうち、とくに、アルミニウムの酸化物（Ａｌ２Ｏ３）は、これらのセラミック材料のうち被覆性や絶縁性が最も良いので好ましい。したがって、最も好ましい絶縁部９ｂとしては、アルミナおよび／またはアルミナ系化合物を本体部９ａにおける成膜ローラ２に対向する部分に溶射したものが用いられる。
【００４３】
また、絶縁部９ｂを構成する絶縁材料は、研磨しても剥離しにくい固くて強い材質であるのがさらに好ましい。すなわち、成膜作業中に、カバー９の絶縁部９ｂの表面に皮膜が形成された場合には、この皮膜を除去するためには、絶縁部９ｂの表面の皮膜を研磨などで落とす作業が行われる。この研磨作業のときに、硬度の低い絶縁材料で構成された絶縁部であれば、削れて損傷を受けるおそれがある。そこで、上記のように硬くて強い絶縁材料が用いられるのが好ましい。以上の絶縁部９ｂに求められる性能を満たした材料としては、上記のセラミック材料が好ましく、そのセラミック材料の中でも、アルミナおよび／またはアルミナ系化合物がとくに好ましい。
【００４４】
また、絶縁部９ｂの表面に付着した汚れを剥離しやすいように、絶縁部９ｂの表面にフッ素樹脂などを被覆するのが好ましい。
【００４５】
図２に示されるように、カバー９と成膜ローラ２との間のクリアランスｔ１は、成膜ローラ２における異常放電の発生を防止するために、できるだけ狭い方が好ましく、例えば、１〜５ｍｍ程度に設定される。また、カバー９と基材Ａとの間のクリアランスｔ２も、できるだけ狭い方が好ましい。
【００４６】
また、絶縁部９ｂの厚さｄは、成膜ローラ２とチャンバ１の内壁等の周辺部材との間で異常放電が生じない程度の絶縁性を確保することが可能な厚さであればよく、例えば、１０μｍ以上あればよい。また、絶縁部９ｂが厚ければ、成膜ローラ２の裏側の部分２ｂを遮蔽する効果が高くなる。その結果、カバー９について、当該裏側の部分２ｂにおける異常放電の発生や皮膜形成を防ぐ能力が向上する。また、カバー９の厚さＣは、カバー９と成膜ローラ２との間のクリアランスｔ１を維持するために当該カバー９の剛性を有することを考慮すれば、０．５ｍｍ以上の厚さを有するのが好ましい。
【００４７】
カバー９は、図４に示されるように、チャンバ１の側壁１ａに対して、支持構造体２１を介して固定されている。支持構造体２１は、チャンバ１の側壁に固定されるベース部２１ａと、カバー９に連結された連結部２１ｂとを有する。連結部２１ｂは、溶接などによって、カバー９の外周面に連結されている。ベース部２１ａは、ねじ止めなどによってチャンバ１の側壁１ａに固定される。
【００４８】
成膜される基材Ａとしては、薄い帯状の部材が採用される。基材Ａの厚さは、５μｍ以上が好ましい。厚さが５μｍ未満であれば、基材Ａが伸びるなど変形しやすく、当該基材Ａを成膜ローラ２の表面に安定して巻くことが困難になる。一方、基材Ａの厚さが５００μｍより大きくなると、インピーダンスが高くなり成膜ローラ２からプラズマＰに対して電力を供給することが困難になるほか、基材Ａの搬送が安定せず異常放電を発生する恐れがある。これらの点を考慮した場合、上記の構成の成膜装置１０を用いて成膜を行う場合には、５〜５００μｍの厚さを有する基材Ａを用いれば、薄い基材を用いながらも異常放電が発生することなく安定して行うことが可能である。
【００４９】
つぎに、上記のように構成された成膜装置１０を用いて基材Ａの表面に成膜を行う方法を説明する。
【００５０】
まず、図１に示されるように、成膜前の基材Ａは、ロール状に巻かれたロールＲ１の状態で、真空チャンバ１内部の所定の場所にセットされる。ロールＲ１から引き出された帯状の基材Ａは、右側のローラ２、複数のガイドローラ５、および左側の成膜ローラ２の順に巻き掛けられる。この状態の帯状の基材Ａは、まず、右側の成膜ローラ２の部分２ａに巻き掛けられた状態で当該成膜ローラ２の回転によって低圧室７内部を搬送され、さらに、複数のガイドローラ５によって支持された状態で高圧室８内部を搬送される。そして、基材Ａは，左側の成膜ローラ２の部分２ａに巻き掛けられた状態で当該成膜ローラ２の回転によって低圧室７内部を搬送され、真空チャンバ１のロールＲ１と反対側の位置において、ロールＲ２のようにロール状に巻き取られる。
【００５１】
このとき、真空チャンバ１の低圧室７は、排気口１５を介して真空ポンプ（図示せず）によって真空引きされ、真空または低圧状態に減圧される。そして、低圧室７内部には、原料ガス供給口１２から原料ガスＧ１が供給され、酸素ガス供給口１３から酸素ガスＯＸが供給される。それとともに、高圧室８内部には、酸素ガスＯＸが供給され、それによって、高圧室８内部の圧力は、低圧室７内部の圧力よりも高くなるように調整される。
【００５２】
それとともに、低圧室７の内部において、一対の成膜ローラ２の間には、高周波電源４から高周波の交流電圧が印加される。一対の成膜ローラ２の対向する部分２ａの間には、当該部分２ａの近傍においてマグネット３によって磁場が発生される。磁場の領域内では、成膜ローラ２から電力を受けた原料ガスＧ１がプラズマ状態になり、プラズマＰが発生する。
【００５３】
これにより、ロールＲ１からロールＲ２へ搬送される基材Ａは、低圧室７の内部であって一対の成膜ローラ２の間において、プラズマＰに接触したときに皮膜が形成される。
【００５４】
一方、成膜ローラ２のうち基材Ａが巻き掛けられていない裏側の部分２ｂは、カバー９によって覆われているので、異常放電の発生が生じにくくなっている。そのため、隔壁６の開口部６ａを通して低圧室７から高圧室８へ漏れ出る一部の原料ガスＧ２が、成膜ローラ２の裏側の部分２ｂに達しても当該裏側の部分２ｂにおいて原料ガスＧ２がプラズマ化して皮膜が形成されるおそれが低くなる。
【００５５】
以上説明した成膜装置１は、以下の特徴を有する。
【００５６】
（１）
プラズマＣＶＤを行う場合、成膜ローラ２に対してプラズマＰを生成するための交流電圧が印加された状態では、成膜ローラ２の軸方向Ｂについての成膜が行われる範囲において、成膜ローラ２の基材Ａが巻き掛けられて当該基材Ａに接触している部分２ａだけでなく、基材Ａに接触していない裏側の部分２ｂもプラズマＰを生成することができるほど高電位になっている。本実施形態の成膜装置１０では、カバー９が、成膜ローラ２における基材Ａが巻き掛けられる部分２ａに対して当該成膜ローラ２の回転軸２ｃを挟んで反対側に位置する当該基材Ａに接触していない裏側の部分２を覆っている。これにより、成膜ローラ２における基材Ａが接触している部分２ａだけでなく、その部分に対して裏側の部分２ｂである基材Ａに接触していない部分もカバー９で覆われることとなり、当該裏側の部分２ｂにおける異常放電の発生を防止することが可能になる。
【００５７】
その結果、成膜時において成膜される薄膜のバリア性などの膜質を良くしようとして電力を上げたときなどの理由で成膜ローラ２に高電圧が印加された場合でも、成膜ローラ２の裏側の部分２ｂでは異常放電が発生しない。そのため、大電力での成膜プロセスが可能になり、成膜作業における膜質や生産性を向上することが可能である。
【００５８】
（２）
本実施形態の成膜装置１０では、カバー９は、少なくとも成膜ローラ２に対向する部分(具体的には、絶縁部９ｂ)において、絶縁材料を含んでいる。この絶縁材料が、成膜ローラ２をその周辺の物(例えば、真空チャンバ１や図示しないフリーローラなどのアースされた構成物)から絶縁することによって、成膜ローラ２とその周辺の物との間における異常放電の発生を防止することが可能である。これにより、成膜ローラ２およびその周辺の物における皮膜の形成を防ぐことが可能である。
【００５９】
カバー９は、上記実施形態のようにカバー９の少なくとも前記成膜ローラに対向する部分（絶縁部９ｂ）に絶縁材料を含んでいればよく、カバー９の全体に絶縁材料を含んでもよい。あるいは、カバー９は、絶縁材料のみから構成されていてもよい。
【００６０】
（３）
本実施形態の成膜装置１０では、より好ましい態様として、カバー９は、金属製の本体部９ａと、前記絶縁材料からなり、当該本体部９ａにおける成膜ローラ２に対向する部分を覆う絶縁部９ｂとを備えている。
【００６１】
この構成では、カバー９における金属製の本体部９ａのうち成膜ローラ２に対向する部分は、絶縁材料からなる絶縁部９ｂで覆われているので、本体部９ａが金属製でありながら当該本体部９ａと成膜ローラ２との間における異常放電の発生を防止し、本体部９ａにおける皮膜の形成を防ぐことが可能である。また、一般にもろい材質である絶縁部９ｂを本体部９ａで補強することができ、取付け時に破損したりする恐れが減る。
【００６２】
しかも、カバー９が絶縁部９ｂを有することにより、直流交流のいずれの異常放電を防止することが可能である。
【００６３】
（４）
本実施形態の成膜装置１０では、真空チャンバ１は、磁場の領域内に生成されたプラズマＰが存在し、当該プラズマＰを用いて基材Ａの成膜が行われる成膜エリアである低圧室７と、基材Ａの成膜が行われない非成膜エリアである高圧室８とを有している。成膜ローラ２は、低圧室７に配置された部分２ａと、高圧室８に配置された部分２ｂを有している。カバー９は、高圧室８に配置されて、成膜ローラ２における基材Ａに接触していない部分２ｂを覆う。
【００６４】
この構成では、カバー９は、非成膜エリアである高圧室８において、成膜ローラ２の基材Ａに接触していない部分２ｂを覆うことにより、当該部分２ｂにおける皮膜の発生を防止することが可能である。
【００６５】
（５）
本実施形態の成膜装置１０は、成膜ローラ２に隣接して配置され、成膜エリアである低圧室７と非成膜エリアである高圧室８とを区画する隔壁６をさらに備えている。高圧室８における圧力は、低圧室７における圧力よりも高くなるように設定されている。
【００６６】
この構成では、非成膜エリアである高圧室８における圧力は、成膜エリアである低圧室７における圧力よりも高くなるように設定されているので、低圧室７に成膜を行うための原料となるガスを送り込んだときに、このガスが成膜ローラ２と隔壁６との隙間(すなわち、図１の隔壁６の開口部６ａの縁と成膜ローラ２との隙間)を通して低圧室７から高圧室８に拡散することを抑えることが可能である。また、高圧室８における圧力が高くなれば、成膜ローラ２の高圧室８に配置された部分２ｂにおける放電が発生しやすくなる傾向があるが、カバー９は、高圧室８において、成膜ローラ２の基材Ａに接触していない部分２ｂを覆っているので、当該部分２ｂにおける皮膜の発生を防止することが可能である。
【００６７】
（６）
本実施形態の成膜装置１０では、カバー９の絶縁部９ｂを構成する絶縁材料としてセラミック材料が用いられることにより、樹脂材料などの他の材料と比較して絶縁性が良好である。
【００６８】
（７）
本実施形態の成膜装置１０では、絶縁部９ｂがアルミニウムの酸化物を含む材料で構成されることにより、他のセラミック材料と比較して被覆性や絶縁性が最も良好になる。
【００６９】
本発明は、以上説明した実施形態に限定されない。例えば、本発明は次のような変形例を含む。
【００７０】
（Ａ）
カバー９は、図５に示されるように、成膜ローラ２の軸方向に関しては、成膜ローラ２の全長にわたって成膜ローラ２のうち基材Ａが巻き掛けられていない部分２ｂを覆うようにしてもよい。
【００７１】
成膜ローラ２の端部を覆う端部キャップ１１（図３参照）は、カバー９との干渉を避けるために省略するほうが好ましい。
【００７２】
（Ｂ）
また、本発明に係る成膜装置は、図６〜７に示されるようにローラ絶縁部２２をさらに備えてもよい。このローラ絶縁部２２は、絶縁材料からなり、成膜ローラ２の表面のうちの当該成膜ローラ２の軸方向において少なくともマグネット３（磁場生成部）の配置領域２ｅの範囲を覆う。このローラ絶縁部２２は、カバー９全体が金属材料で製造されることを可能にする。
【００７３】
この図６〜７に示される変形例では、ローラ絶縁部２２は、成膜ローラ２の表面のうちの当該成膜ローラ２の軸方向において少なくともマグネット３の配置領域２ｅの範囲を覆っている。これにより、ローラ絶縁部２２は、成膜ローラ２における基材Ａが巻き掛けられる部分２ａだけでなく、当該部分２ａに対して当該成膜ローラ２の回転軸を挟んで反対側に位置する当該基材Ａに接触していない部分２ｂも覆う。そのため、カバー９を金属材料で製造しても、当該カバー９と成膜ローラ２との間には、ローラ絶縁部２２が介在することによって、これらの間における異常放電の発生を防止し、カバー９における皮膜の発生を防止することが可能である。これにより、カバー９としては、加工やメンテナンスが容易な金属部品を用いることが可能である。
【００７４】
また、この図６〜７に示される変形例では、成膜ローラ２の表面を覆うローラ絶縁部２２によって、当該成膜ローラ２における基材Ａと接触している部分の裏側の部分２ｂとその周囲の部分（例えば、真空チャンバ１の内壁など）との間の電位差に起因する直流の異常放電を防止することが可能である。それとともに、成膜ローラ２との間に一定の距離を隔てたカバー９が上記の裏側の部分２ｂを覆うことで、カバー９と成膜ローラ２との間にはプラズマＰの無い空隙が形成され、その結果、プラズマＰに起因する交流の異常放電を防止することも可能である。これによって、成膜ローラ２の裏側の部分２ｂにおける交流、直流いずれの異常放電も防止することが可能である。
【００７５】
また、ローラ絶縁部２２が成膜ローラ２の表面を覆うことによって、カバー９の絶縁部９ｂ（図２参照）を省略することが可能である。
【００７６】
このような成膜ローラ２の表面を覆うローラ絶縁部２２は、具体的には、図６〜８に示されるように、成膜ローラ２の表面のうちの当該成膜ローラ２の軸方向Ｂにおいてマグネット３の配置領域およびその周辺の範囲を覆う。この変形例では、ローラ絶縁部２２は、図８に示されるように、成膜ローラ２のうち両側の端部２ｄを除く基材Ａに接触することが可能な領域を覆っている。成膜ローラ２の両側の端部２ｄは、端部キャップ１１によって覆われている。端部キャップ１１は、成膜ローラ２の端部２ｄに嵌合する凹部１１ａを有する。端部キャップ１１の表面は、絶縁材料からなる絶縁部２０で覆われている。
【００７７】
ローラ絶縁部２２に求められる性能は、具体的には、成膜ローラ２側とプラズマＰ側において１０００Ｖ以上の耐電圧であること、および、酸素や有機ＳｉなどのプラズマＰによって損傷を受けない材料であることなどである。ここで、ローラ絶縁部２２の耐電圧が１０００Ｖ未満であれば、ローラ絶縁部２２がプラズマＰ中の電位に耐えることができず、絶縁破壊を起こすおそれがある。また、プラズマＰによって損傷を受けやすい材料は、プラズマＣＶＤを行っている間に劣化するので、ローラ絶縁部２２の材料としては適さない。
【００７８】
また、ローラ絶縁部２２を構成する絶縁材料は、上記のカバー９の絶縁部９ｂと同様に、セラミック材料を含むのが好ましい。セラミック材料としては、アルミニウムの酸化物（Ａｌ２Ｏ３）の他、ジルコニア（ＺｒＯ２）窒化アルミ（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などが挙げられる。また、シリコン酸化物、ポリイミド、ガラスなどの材料の単体、あるいはこれらの積層体または混合物なども用いられる。また、酸素を含むプラズマプロセスの場合には、ローラ絶縁部２２は酸化物であることが好ましい。
【００７９】
そのうち、とくに、アルミニウムの酸化物（Ａｌ２Ｏ３）は、これらのセラミック材料のうち被覆性や絶縁性が最も良いので好ましい。したがって、最も好ましい絶縁部９ｂとしては、アルミナおよび／またはアルミナ系化合物を成膜ローラ２に溶射したものが用いられる。
【００８０】
また、ローラ絶縁部２２を構成する絶縁材料は、上記のカバー９の絶縁部９ｂと同様に、研磨しても剥離しにくい固くて強い材質であるのがさらに好ましい。すなわち、基材Ａが蛇行したときや、成膜ローラ２の裏側の部分２ｂなどで、プラズマＣＶＤで形成された皮膜がローラ絶縁部２２上に形成してしまうことがある。この皮膜を除去するためには、ローラ絶縁部２２の表面の皮膜を研磨などで落とす作業が行われる。この研磨作業のときに、硬度の低い絶縁材料で構成された絶縁部であれば、削れて損傷を受けるおそれがある。そこで、上記のように硬くて強い絶縁材料が用いられるのが好ましい。以上のローラ絶縁部２２に求められる性能を満たした材料としては、上記のセラミック材料が好ましく、そのセラミック材料の中でも、アルミナおよび／またはアルミナ系化合物がとくに好ましい。
【００８１】
なお、端部キャップ１１の表面の絶縁部２０も、上記のローラ絶縁部２２と同じ絶縁材料で構成されてもよいが、他の絶縁材料が用いられてもよい。
【００８２】
ローラ絶縁部２２の厚さは、プラズマＰを安定して発生させながらもローラ絶縁部２２の損傷を低減させることが可能な厚さとして、１〜５００μｍになるように設定されている。すなわち、ローラ絶縁部２２の厚さが５００μｍを超えると、インピーダンスが高くなり、成膜ローラ２からプラズマＰに対して電力を供給することが困難になる。一方、ローラ絶縁部２２の厚さが１μｍ未満であれば、ローラ絶縁部２２がプラズマＰの電位によって絶縁破壊するおそれ、またはローラ絶縁部２２が基材Ａの接触などによって物理的に破損や剥離が生じるおそれなどがある。そこで、上記のようにローラ絶縁部２２の厚さが１〜５００μｍの範囲内であれば、プラズマＰへ電力を安定して供給することができるとともにローラ絶縁部２２の絶縁破壊等による破損を低減させることが可能になる。
【００８３】
また、成膜ロール２の金属表面はローラ絶縁部２２で覆われているので、基材Ａが成膜ロール２の軸方向Ｂに蛇行してもプラズマＰが形成された空間に成膜ロール２の金属表面が露出することがない。そのため、異常放電が発生せず、安定した成膜や操業が実現され得る。
【００８４】
さらに、厚さが１２〜２５μｍ程度の薄い基材Ａが用いられる場合、成膜ローラ２とプラズマＰの間には薄い基材Ａおよびローラ絶縁部２２の両方が介在しているので、成膜ローラ２とプラズマＰの間の高周波インピーダンスを高く維持することが可能である。そのため、高周波の電圧を高く設定することが可能である。これによって、基材Ａ近傍のイオンや電子のエネルギーが高まり、薄い基材Ａに対しても良好な皮膜を形成することができる。
【００８５】
（Ｃ）
本発明は、一対の成膜ローラ２を備えた成膜装置に限定されない。例えば、本発明は、１個の成膜ローラを備えた成膜装置に適用されてもよい。この場合、成膜装置は、成膜ローラに対向する対向電極をさらに備えればよい。電源は、成膜ローラおよび対向電極に対してプラズマを生成するための電圧を印加すればよい。
【符号の説明】
【００８６】
１  真空チャンバ
２  成膜ローラ
３  マグネット（磁力発生手段）
４  高周波電源
９  カバー
１０  成膜装置
１９  絶縁部
【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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