(57)【要約】【課題】装置構造の簡素化、低重量化、低コスト化を図ることができる成膜装置及び成膜方法を提供する。【解決手段】成膜装置１は、チャンバ１０と、チャンバ１０の内部に原料ガスＧ１，Ｇ２を供給する原料ガス供給部２１Ａ，２１Ｂと、原料ガスＧ１，Ｇ２に同時にエネルギーを与えて反応させて一つの成膜空間１１を形成するエネルギー供給部２１と、成膜空間１１に長尺シートＳを搬送すると共に複数回折り返して成膜空間１１を副成膜空間１１Ａ，１１Ｂに区画するシート搬送部３０と、を備え、シート搬送部３０は副成膜空間１１Ａに対して第一面Ｓ１を曝しながら繰り出すシート繰出部３１と、副成膜空間１１Ａ，１１Ｂに対して第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２を曝しながら折り返す折り返し部４０と、副成膜空間１１Ｂに対して第二面Ｓ２を曝しながら回収するシート回収部３５と、を有する。【選択図】図１
2015045078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
前記チャンバの内部に原料ガスを供給する複数の原料ガス供給部と、
前記複数の原料ガス供給部から供給された全ての原料ガスに同時にエネルギーを与えて反応させて一つの成膜空間を形成するエネルギー供給部と、
前記一つの成膜空間に長尺シートを搬送すると共に、前記長尺シートを複数回折り返して前記一つの成膜空間を前記複数の原料ガス供給部に対応する複数の副成膜空間に区画するシート搬送部と、
を備え、
前記シート搬送部は、
前記複数の副成膜空間のうちの最上流副成膜空間に対して前記長尺シートの第一面を曝しながら繰り出すシート繰出部と、
前記複数の副成膜空間に対して前記長尺シートの第一面及び第二面を曝しながら折り返す折り返し部と、
前記複数の副成膜空間のうちの最下流副成膜空間に対して前記長尺シートの第一面又は第二面のいずれか一方を曝しながら回収するシート回収部と、
を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記長尺シートは、樹脂フィルムであり、
前記原料ガスは、無機材料を含み、
前記第一面及び前記第二面にガスバリア層を形成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記折り返し部は、二個以上のターンバーを備えて、前記長尺シートを二回以上折り返すことを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記折り返し部は、偶数個のターンバーを備えて前記長尺シートを偶数回折り返すことを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記ターンバーは、半径が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の成膜装置。
【請求項６】
チャンバの内部の供給した複数の原料ガスの全てにエネルギーを与えて反応させて一つの成膜空間を形成する工程と、
前記一つの成膜空間に長尺シートを搬送すると共に、前記長尺シートを複数回折り返して前記一つの成膜空間を前記複数の原料ガス供給部に対応する複数の副成膜空間に区画する搬送工程と、
を有し、
前記搬送工程は、
前記複数の副成膜空間のうちの最上流副成膜空間に対して長尺シートの第一面を曝しながら繰り出し、
前記複数の副成膜空間に対して前記長尺シートの第一面及び第二面を曝しながら折り返し、
前記複数の副成膜空間のうちの最下流副成膜空間に対して前記長尺シートの第一面又は第二面のいずれか一方を曝しながら回収する
ことを特徴とする成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬデバイスや電子ペーパーデバイス等の次世代デバイスが注目されている。
これらのデバイスの基幹となる素子には、精密な構造や材料が用いられる。このため、極微量の水分や酸素の影響で素子が劣化して性能が低下してしまう。
例えば有機ＥＬデバイスにおいては、有機素子を空気から遮断するために、防湿性の高いガラスやプラスチックフィルム（ガスバリアフィルム）の間に有機素子を狭持する構造が採用されている。
有機ＥＬの有機素子の劣化を抑制するには、高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルムが必要である。
このようなガスバリアフィルムは、プラスチックフィルムの片面又は両面（表面と裏面）に、プラズマＣＶＤ装置等を用いて、緻密な無機材料等からなるガスバリア膜を形成することにより製造される。
【０００３】
特許文献１〜３には、プラスチックフィルムの両面に薄膜をそれぞれ形成する成膜装置が記載されている。
特許文献１及び２に記載された成膜装置は、第一成膜部でプラスチックフィルムの第一面に薄膜を形成した後に、プラスチックフィルムを反転させてから第二成膜部で第二面に薄膜を形成する。
特許文献３に記載された成膜装置は、第一成膜部と第二成膜部をプラスチックフィルムを挟んで対向配置して、プラスチックフィルムの両面に薄膜を同時に形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３８９０１号公報
【特許文献２】特開２０１３−０４０３７８号公報
【特許文献３】特開２００６−２９９３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜３に記載された成膜装置は、いずれも、プラスチックフィルムの第一面に薄膜を形成する第一成膜部と、第二面に薄膜を形成する第二成膜部とをそれぞれ備える。
すなわち、通常の成膜装置と比べると、製膜部（特に原料ガスに高周波電力を供給する電極部）を複数備えるので、装置が大型化・重量化したり、装置構造が複雑になったりする問題がある。さらに、装置コストが上昇してしまうという問題もある。
【０００６】
本発明は、装置構造の簡素化、低重量化、低コスト化を図ることができる成膜装置及び成膜方法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】
【０００７】
本発明に係る成膜装置の第一実施態様は、チャンバと、前記チャンバの内部に原料ガスを供給する複数の原料ガス供給部と、前記複数の原料ガス供給部から供給された全ての原料ガスに同時にエネルギーを与えて反応させて一つの成膜空間を形成するエネルギー供給部と、前記一つの成膜空間に長尺シートを搬送すると共に、前記長尺シートを複数回折り返して前記一つの成膜空間を前記複数の原料ガス供給部に対応する複数の副成膜空間に区画するシート搬送部と、を備え、前記シート搬送部は、前記複数の副成膜空間のうちの最上流副成膜空間に対して前記長尺シートの第一面を曝しながら繰り出すシート繰出部と、前記複数の副成膜空間に対して前記長尺シートの第一面及び第二面を曝しながら折り返す折り返し部と、前記複数の副成膜空間のうちの最下流副成膜空間に対して前記長尺シートの第一面又は第二面のいずれか一方を曝しながら回収するシート回収部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る成膜装置の第二実施態様は、第一実施態様において、前記長尺シートは、樹脂フィルムであり、前記原料ガスは、無機材料を含み、前記第一面及び前記第二面にガスバリア層を形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る成膜装置の第三実施態様は、第一又は第二実施態様において、前記折り返し部は、二個以上のターンバーを備えて、前記長尺シートを二回以上折り返すことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る成膜装置の第四実施態様は、第三実施態様において、前記折り返し部は、偶数個のターンバーを備えて前記長尺シートを偶数回折り返すことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る成膜装置の第五実施態様は、第三又は第四実施態様において、前記ターンバーは、半径が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る成膜方法の第一実施態様は、チャンバの内部の供給した複数の原料ガスの全てにエネルギーを与えて反応させて一つの成膜空間を形成する工程と、前記一つの成膜空間に長尺シートを搬送すると共に、前記長尺シートを複数回折り返して前記一つの成膜空間を前記複数の原料ガス供給部に対応する複数の副成膜空間に区画する搬送工程と、を有し、前記搬送工程は、前記複数の副成膜空間のうちの最上流副成膜空間に対して長尺シートの第一面を曝しながら繰り出し、前記複数の副成膜空間に対して前記長尺シートの第一面及び第二面を曝しながら折り返し、前記複数の副成膜空間のうちの最下流副成膜空間に対して前記長尺シートの第一面又は第二面のいずれか一方を曝しながら回収することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る成膜装置及び成膜方法は、装置構造の簡素化、低重量化、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置２の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔第一実施形態〕
本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置１の概略構成を示す模式図であって、（ａ）は全体図、（ｂ）は成膜処理後の長尺シートＳの断面図である。
【００１６】
プラズマＣＶＤ装置（成膜装置）１は、長尺シートＳの両面（第一面Ｓ１，第二面Ｓ２）に対してそれぞれ薄膜Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）を形成する成膜装置である。
プラズマＣＶＤ装置１は、真空チャンバ１０、成膜部２０及びシート搬送部３０等を備える。
【００１７】
真空チャンバ１０は、インコネル等の耐食性に優れたニッケル系合金により形成された耐圧容器である。真空チャンバ１０の内部には、長尺シートＳを成膜するための成膜空間１１（１１Ａ，１１Ｂ）が形成される。
真空チャンバ１０には、真空ポンプ１２が連結される。真空ポンプ１２は、真空チャンバ１０の内部の空間を減圧雰囲気にする。
【００１８】
真空チャンバ１０の内部には、成膜部２０及びシート搬送部３０が収容、配置される。真空チャンバ１０の内部には、長尺シートＳの一次原反ロールＳＲ１と二次原反ロールＳＲ２も収容される。
一次原反ロールＳＲ１は成膜処理前の長尺シートＳを回巻したもの、二次原反ロールＳＲ２は、成膜処理後の長尺シートＳを回巻したものである。
一次原反ロールＳＲ１と二次原反ロールＳＲ２は、それぞれ不図示の気密ドアを介して、真空チャンバ１０の内部に搬入・搬出される。
【００１９】
成膜部２０は、原料を含むガス（原料ガスＧ）をプラズマ（原料プラズマＰ）にして長尺シートＳに堆積させて薄膜（ガスバリア層）Ｌを形成する。成膜部２０は、原料ガス供給部２１及び電極部２５等を備える。
【００２０】
原料ガス供給部２１（２１Ａ，２１Ｂ）は、真空チャンバ１０の成膜空間１１に対して原料ガスＧ（Ｇ１，Ｇ２）を供給する。
原料ガス供給部２１（２１Ａ，２１Ｂ）は、原料ガス導入管２２（２２Ａ，２２Ｂ）とノズル２３（２３Ａ，２３Ｂ）を備える。
原料ガス導入管２２は、真空チャンバ１０の外部から内部に向けて原料ガスＧを給送する。原料ガス導入管２２の先端は、ノズル２３に連結される。原料ガス導入管２２の基端は、例えばガス容器等（不図示）に連結される。このガス容器は、原料ガスＧで充填される。
ノズル２３Ａは、原料ガス導入管２２Ａから送気された原料ガスＧ１を副成膜空間１１Ａに向けて噴出する。ノズル２３Ｂは、原料ガス導入管２２Ｂから送気された原料ガスＧ２を副成膜空間１１Ｂに向けて噴出する。
【００２１】
電極部（エネルギー供給部）２５は、放電用電極２６（２６Ａ，２６Ｂ）、電源ケーブル２７及び高周波電源２８等を備える。
放電用電極２６は、非接地電極である電極２６Ａ，２６Ｂからなる。電極２６Ａ，２６Ｂは、例えば平板形に形成されて、真空チャンバ１０の内部において対向配置される。
放電用電極２６（２６Ａ，２６Ｂ）には、電源ケーブル２７及び高周波電源２８等が接続される。
【００２２】
高周波電源２８から電源ケーブル２７を介して放電用電極２６（２６Ａ，２６Ｂ）に対して高周波電力（エネルギー）を供給する。これにより、電極２６Ａと電極２６Ｂの間の空間に存在する原料ガスＧをイオン化（反応）して、原料のプラズマ（原料プラズマＰ）が発生する。つまり、反応した原料ガスＧ（Ｇ１，Ｇ２）が原料プラズマＰ（Ｐ１，Ｐ２）となる。
電極２６Ａと電極２６Ｂの間に、原料プラズマＰが存在する一つの成膜空間１１が形成される。成膜空間１１は、長尺シートＳにより複数（偶数）の副成膜空間に区画される。
成膜空間１１のうち、電極２６Ａ側が副成膜空間（最上流副成膜空間）１１Ａ、電極２６Ｂ側が副成膜空間（最下流副成膜空間）１１Ｂとなる。
【００２３】
シート搬送部３０は、長尺シートＳを成膜空間１１に搬送（送り出し、回収）する。シート搬送部３０は、シート繰出部３１、シート回収部３５及び折り返し部４０を備える。
シート繰出部３１は、成膜空間１１を挟んで、シート回収部３５に対向して配置される。
シート繰出部３１、折り返し部４０及びシート回収部３５は、電極２６Ａから電極２６Ｂに向かう方向において、この順に配置される。
【００２４】
シート繰出部３１は、一次原反ロールＳＲ１から成膜処理前の長尺シートＳを繰り出して成膜空間１１（副成膜空間１１Ａ）に向けて送り出す。シート繰出部３１は、長尺シートＳの第一面Ｓ１を副成膜空間１１Ａの原料プラズマＰ１に曝露する。
シート繰出部３１は、シート繰出バー３２とテンション調整バー３３等を備える。
シート繰出バー３２は、円柱形の部材であり、一次原反ロールＳＲ１の中心孔に挿通して一次原反ロールＳＲ１を回転可能に保持する。シート繰出バー３２は、長尺シートＳの搬送ルートの最上流に位置（配置）する。
シート繰出バー３２は、不図示の回転モータに連結されて、任意の回転速度で一次原反ロールＳＲ１を回転させる。これにより、一次原反ロールＳＲ１から成膜処理前の長尺シートＳが繰り出される。
テンション調整バー３３は、円柱形の部材であり、長尺シートＳの張力測定機能を備える。テンション調整バー３３により測定された張力データをもとにシート繰出バー３２またはシート巻き取りバー３６の回転速度を制御することにより、長尺シートＳにかかる張力を適切な一定範囲に保つことができる。テンション調整バー３３は、シート繰出バー３２の下流において、シート繰出バー３２に対して平行に配置される。テンション調整バー３３には、長尺シートＳが半周程度巻き付けられて、長尺シートＳの送り出しに伴って回転する。
【００２５】
シート回収部３５は、長尺シートＳの第二面Ｓ２を成膜空間１１の原料プラズマＰに曝露し、成膜空間１１から成膜処理後の長尺シートＳを回収して、二次原反ロールＳＲ２に回巻する。
シート回収部３５は、シート巻き取りバー３６とテンション調整バー３７等を備える。
シート巻き取りバー３６は、円柱形の部材であり、二次原反ロールＳＲ２の中心孔に挿通して二次原反ロールＳＲ２を回転可能に保持する。シート巻き取りバー３６は、長尺シートＳの搬送ルートの最下流に位置（配置）して、シート繰出バー３２に対して平行に配置される。
シート巻き取りバー３６は、不図示の回転モータに連結されて、任意の回転速度で二次原反ロールＳＲ２を回転させる。これにより、二次原反ロールＳＲ２に成膜処理後の長尺シートＳが回巻される。
テンション調整バー３７は、円柱形の部材であり、長尺シートＳの張力測定機能を備える。テンション調整バー３７により測定された張力データをもとにシート繰出バー３２またはシート巻き取りバー３６の回転速度を制御することにより、長尺シートＳにかかる張力を適切な一定範囲に保つことができる。テンション調整バー３７は、シート巻き取りバー３６の上流において、シート巻き取りバー３６に対して平行に配置される。テンション調整バー３７には、長尺シートＳが半周程度巻き付けられて、長尺シートＳの回収に伴って回転する。
【００２６】
折り返し部４０は、シート繰出部３１から送り出された長尺シートＳを二回（複数回，偶数回）折り返して、シート回収部３５に向かわせる。折り返し部４０は、長尺シートＳにより、成膜空間１１を、副成膜空間１１Ａと副成膜空間１１Ｂとに区分けする。折り返し部４０は、長尺シートＳの第一面Ｓ１を副成膜空間１１Ａの原料プラズマＰ１に曝露し、第二面Ｓ２を副成膜空間１１Ｂの原料プラズマＰ２に曝露する。
【００２７】
折り返し部４０は、第一ターンバー４１及び第二ターンバー４２を備える。第一ターンバー４１は、成膜空間１１を挟んで、第二ターンバー４２に対向して配置される。
長尺シートＳの搬送ルートの上流から下流に向かって、第一ターンバー４１、第二ターンバー４２の順に配置される。また、電極２６Ａから電極２６Ｂに向かう方向において、第一ターンバー４１、第二ターンバー４２の順に配置される。
【００２８】
第一ターンバー４１及び第二ターンバー４２は、いずれも円柱形の部材である。第一ターンバー４１及び第二ターンバー４２には、長尺シートＳが半周程度巻き付けられて、長尺シートＳの送り出し・回収に伴って回転する。
第一ターンバー４１及び第二ターンバー４２は、いずれも半径が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。
成膜処理後の長尺シートＳは、有機ＥＬデバイス等の用いられるフィルムである。成膜処理後の長尺シートＳは、使用時に、最小半径が１０ｍｍ程度に湾曲する。最小半径が１０ｍｍ未満になると、薄膜Ｌ１，Ｌ２に亀裂等が発生する虞がある。このため、長尺シートＳの成膜時においても、半径が１０ｍｍ未満にならないようにしている。
一方、第一ターンバー４１及び第二ターンバー４２の半径が１００ｍｍを超えると、装置が大型化・重量化するため、これを回避している。
なお、テンション調整バー３３，３７も、半径が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。
【００２９】
第一ターンバー４１は、長尺シートＳを搬入方向に対して反対の方向に折り返して搬出する。第一ターンバー４１は、長尺シートＳの長手方向（搬送方向）に対して直交する。第一ターンバー４１は、シート繰出バー３２やシート巻き取りバー３６に対して平行に配置される。
長尺シートＳは、シート繰出部３１から第一ターンバー４１に送り入れられる。そして、長尺シートＳは、第一ターンバー４１を経ると、搬入方向に対して１８０°反転して反対の方向に沿って送り出される。これにより、長尺シートＳは、第一面Ｓ１が電極２６Ａ側を向き、第二面Ｓ２が電極２６Ｂ側を向く。
【００３０】
第二ターンバー４２は、長尺シートＳを搬入方向に対して反対の方向に折り返して搬出する。第二ターンバー４２は、長尺シートＳの長手方向（搬送方向）に対して直交する。第二ターンバー４２は、第一ターンバー４１に対して平行に配置される。
長尺シートＳは、第一ターンバー４１から第二ターンバー４２に送り入れられる。そして、長尺シートＳは、第二ターンバー４２を経ると、搬入方向に対して１８０°反転して反対の方向に沿って送り出される。これにより、長尺シートＳは、第一面Ｓ１が電極２６Ｂ側を向き、第二面Ｓ２が電極２６Ａ側を向く。
長尺シートＳは、シート搬送部３０から送り出された方向と同一方向に送り出されて、シート回収部３５に向かう。
【００３１】
長尺シートＳは、シート繰出部３１から送り出されたとき、第一面Ｓ１が電極２６Ｂ側を向き、第二面Ｓ２が電極２６Ａ側を向く。言い換えると、長尺シートＳは、シート繰出部３１から送り出されたとき、第一面Ｓ１が副成膜空間１１Ａに曝される。このとき、第二面Ｓ２は、電極２６Ａに近接するので、副成膜空間１１Ａには曝されない。
長尺シートＳは、第一ターンバー４１を経て第二ターンバー４２に向かうとき、第一面Ｓ１が電極２６Ａ側を向き、第二面Ｓ２が電極２６Ｂ側を向く。言い換えると、長尺シートＳは、第一ターンバー４１を経て第二ターンバー４２に向かうとき、第一面Ｓ１が副成膜空間１１Ａに曝される。同時に、第二面Ｓ２が副成膜空間１１Ｂに曝される。
長尺シートＳは、第二ターンバー４２を経てシート回収部３５に回収されるとき、第一面Ｓ１が電極２６Ｂ側を向き、第二面Ｓ２が電極２６Ａ側を向く。言い換えると、長尺シートＳは、シート回収部３５に回収されるとき、第二面Ｓ２が副成膜空間１１Ｂに曝される。このとき、第一面Ｓ１は、電極２６Ｂに近接するので、副成膜空間１１Ｂには曝されない。
【００３２】
折り返し部４０は、長尺シートＳを二回折り返す。このため、長尺シートＳの第一面Ｓ１は、シート繰出部３１から送り出されたとき及び第一ターンバー４１を経て第二ターンバー４２に向かうときに、副成膜空間１１Ａに曝される。また、長尺シートＳの第二面Ｓ２は、第一ターンバー４１を経て第二ターンバー４２に向かうとき及びシート回収部３５に回収されるときに、副成膜空間１１Ｂに曝される。
【００３３】
成膜処理前の長尺シートＳは、樹脂によって形成された樹脂フィルムである。
樹脂フィルムを形成する樹脂としては、例えば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）等のポリエステル樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物、ポリアクリロニトリル樹脂、アセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルサルファイドなどが挙げられる。
可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、滑剤、着色顔料等の添加剤が配合されてもよい。
成膜処理前の長尺シートＳは、単層フィルムでも多層フィルムでもよい。長尺シートＳの第一面Ｓ１，第二面Ｓ２には、火炎処理、プラズマ処理、コロナ処理、酸処理、アルカリ処理、サンドブラスト処理、微細凹凸付与等の表面処理が施されていてもよい。
【００３４】
原料ガスＧは、バリア膜（薄膜Ｌ）の設計に応じて適宜選択される。原料ガスＧとしては、有機金属化合物、金属錯体などの前駆体などが挙げられる。これらの金属としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｅ等が挙げられる。原料ガスＧとしては、例えば、シラン、またはヘキサメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ジメチルジシラザン、トリメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ペンタメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン等の有機ケイ素化合物が挙げられる。好ましくはシラン、ヘキサメチルジシロキサンが挙げられる。これらの有機金属化合物、金属錯体などの前駆体などは、単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
原料ガスＧと共に、原料ガスＧと反応して酸化物、窒化物となる反応性ガスを混合して供給してもよい。反応性ガスとしては、例えば、酸素、オゾン、窒素、アンモニアが上げられる。これらの反応性ガスは、単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。
更に、原料ガスＧと共に、必要に応じて、キャリアガスや放電用ガスを用いてもよい。このようなキャリアガス及び放電用ガスとしては、例えば、水素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等を用いることができる。
【００３５】
薄膜Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）は、それぞれ無機材料によって形成されたガスバリア層である。
薄膜Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）を形成する無機材料としては、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物、金属硫化物、金属炭化物、金属酸化炭化物等が挙げられる。これらの無機材料における金属としては、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｅ等が挙げられる。これらの無機材料はいずれか１種を単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。
無機バリア層を形成する無機材料としては、コストの点で、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、酸化炭化ケイ素（ＳｉＯＣ）等が好ましい。中でも、成膜処理後の長尺シートＳが、着色がなく透明性に優れたものとなる点で、ＳｉＯＮが特に好ましい。
【００３６】
薄膜Ｌ１を形成する無機材料（第一無機材料）と、薄膜Ｌ２を形成する無機材料（第二無機材料）は、同じでも異なってもよい。
成膜処理後の長尺シートＳにおいては、第一無機材料と第二無機材料とが略同一であることが好ましい。例えば、第一無機材料が単一の元素からなる場合は、第二無機材料が第一無機材料を構成する元素と同一の元素からなることが好ましい。
第一無機材料が複数の元素からなる場合は、第二無機材料が第一無機材料を構成する複数の元素と同一の複数の元素からなり、かつ第二無機材料中の各元素の含有量が第一無機材料中の各元素の含有量の±１０原子％の範囲内であることが好ましい。
薄膜Ｌ１，Ｌ２が略同一であると、成膜処理後の長尺シートＳはカールの発生しにくいものとなる。カールを防止できれば、成膜処理後の長尺シートＳに他のフィルムを貼り合わせたりさらなる機能層を積層する際のハンドリングが容易になる。
【００３７】
薄膜Ｌ１，Ｌ２の厚さはそれぞれ２μｍ以下であることが好ましく、１．５μｍ以下がより好ましく、１．０μｍ以下がさらに好ましい。各厚さが２μｍ以下であると、成膜処理後の長尺シートＳの製造に要する材料費を低減できる。また、薄膜Ｌ１，Ｌ２の成膜に要する時間を低減できる等、生産性も向上する。そのため、製造コストを下げることができる。
薄膜Ｌ１，Ｌ２の厚さの下限は特に限定されないが、０．２５μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより好ましい。各厚さが０．５μｍ以上であると、成膜処理後の長尺シートＳの４０℃９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が１０−４ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下となりやすい。
【００３８】
薄膜Ｌ１，Ｌ２の厚さは同じでも異なってもよい。成膜処理後の長尺シートＳにおいては、薄膜Ｌ１，Ｌ２の厚さが略同一であることが好ましい。例えば薄膜Ｌ２の厚さが薄膜Ｌ１の厚さの±１０％の範囲内であることが好ましい。
薄膜Ｌ１，Ｌ２の厚さが略同一であると、成膜処理後の長尺シートＳはカールの発生しにくいものとなる。カールを防止できれば、成膜処理後の長尺シートＳに他のフィルムを貼り合わせたりさらなる機能層を積層する際のハンドリングが容易になる。
カール防止の観点から、成膜処理後の長尺シートＳにおいては、薄膜Ｌ１，Ｌ２の厚さが略同一であることが特に好ましい。
【００３９】
成膜処理後の長尺シートＳは、４０℃９０％ＲＨにおける水蒸気透過度が１０−４ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下という高いバリア性を有することから、かかるバリア性が要求される用途に好適に用いられる。このような用途としては、例えば、有機ＥＬデバイス、液晶デバイス、電子ペーパーデバイス等が挙げられる。成膜処理後の長尺シートＳは、特に、有機ＥＬデバイス用として有用である。
ただし、成膜処理後の長尺シートＳの用途はこれらに限定されるものではなく、水蒸気等に対するバリア性が要求される各種用途に用いることができる。
【００４０】
プラズマＣＶＤ装置１を用いた成膜処理（成膜方法）について説明する。
まず、真空チャンバ１０の内部に一次原反ロールＳＲ１を搬入する。そして、一次原反ロールＳＲ１をシート搬送部３０に設置する。具体的には、一次原反ロールＳＲ１をシート繰出部３１のシート繰出バー３２に嵌める。シート繰出バー３２を一次原反ロールＳＲ１の中心孔に挿通する。さらに、一次原反ロールＳＲ１から成膜処理前の長尺シートＳを引き出して、長尺シートＳを搬送ルートに沿って配置する。長尺シートＳの先端は、シート回収部３５のシート巻き取りバー３６に巻き付けられる。
【００４１】
搬送ルートに沿って配置された長尺シートＳは、テンション調整バー３３及びテンション調整バー３７により張力が調整される。そして、シート繰出バー３２とシート巻き取りバー３６を回転させることにより、長尺シートＳは搬送ルートに沿って連続的に搬送（繰り出し、回収）される。
【００４２】
長尺シートＳを搬送ルートに沿って搬送すると同時に、真空チャンバ１０の内部を減圧すると共に成膜部２０を作動させる。具体的には、原料ガス供給部２１のノズル２３（２３Ａ，２３ｂ）から真空チャンバ１０の成膜空間１１（１１Ａ，１１Ｂ）に対して原料ガスＧ（Ｇ１，Ｇ２）を噴射する。また、電極部２５の電極２６Ａ，２６Ｂに高周波電力を供給して、電極２６Ａと電極２６Ｂの間の空間（副成膜空間１１Ａ，１１Ｂ）に存在する原料ガスＧをイオン化して、原料プラズマＰ（Ｐ１，Ｐ２）を発生させる。
【００４３】
長尺シートＳは、シート繰出部３１から送り出されたとき及び第一ターンバー４１を経て第二ターンバー４２に向かうときに、第一面Ｓ１が副成膜空間１１Ａに曝される。
また、長尺シートＳは、第一ターンバー４１を経て第二ターンバー４２に向かうとき及びシート回収部３５に回収されるときに、第二面Ｓ２が副成膜空間１１Ｂに曝される。
このため、長尺シートＳを搬送ルートに沿って連続的に搬送することにより、長尺シートＳの両面（第一面Ｓ１，第二面Ｓ２）にそれぞれ原料が堆積して薄膜Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）が形成される。
第一面Ｓ１は副成膜空間１１Ａに存在する原料プラズマＰ１に曝され、第二面Ｓ２は副成膜空間１１Ｂに存在する原料プラズマＰ２に曝される。このため、薄膜Ｌ１と薄膜Ｌ２を、同一成分・特性の薄膜にしたり、異なる成分・特性の薄膜にしたりできる。
【００４４】
長尺シートＳは、第一面Ｓ１の薄膜Ｌ１と第二面Ｓ２の薄膜Ｌ２が形成されると、シート回収部３５のシート巻き取りバー３６に連続的に巻き付けられる。全長に亘って薄膜Ｌが形成された成膜処理後の長尺シートＳは、シート巻き取りバー３６に巻き取られて二次原反ロールＳＲ２になる。
【００４５】
最後に、成膜部２０を停止して、真空チャンバ１０の内部を大気圧に戻した後に、真空チャンバ１０の内部から二次原反ロールＳＲ２を搬出する。
【００４６】
プラズマＣＶＤ装置１は、長尺シートＳを二回（複数回，偶数回）折り返す折り返し部４０を備えている。そして、折り返し部４０を経由する長尺シートＳを仕切りにして、二つ（複数，偶数）の副成膜空間１１Ａ，１１Ｂを形成している。
このため、プラズマＣＶＤ装置１は、成膜部２０により、長尺シートＳの両面（第一面Ｓ１，第二面Ｓ２）にそれぞれ薄膜Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）を形成することができる。
プラズマＣＶＤ装置１は、折り返し部４０により長尺シートＳを二回（複数回）折り返すだけなので、装置構造の簡素化、低重量化、低コスト化が図られる。
一つの成膜空間１１（１１Ａ，１１Ｂ）は一つの成膜部２０（電極部２５）により形成されるので、第一面Ｓ１，第二面Ｓ２に同一の特性の薄膜Ｌ１，Ｌ２を容易に形成できる。
【００４７】
プラズマＣＶＤ装置１では、操作者が長尺シートＳを裏返す処理等を行う必要がないので、成膜処理を連続して行うことができる。真空チャンバ１０に一次原反ロールＳＲ１を搬入してから二次原反ロールＳＲ２を搬出するまでの間に、成膜処理を中断することなく、長尺シートＳの成膜を効率的に行うことができる。
【００４８】
〔第二実施形態〕
本発明の第二実施形態について図面を参照して説明する。
図２は、本発明の第二実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置２の概略構成を示す模式図であって、（ａ）は全体図、（ｂ）は成膜処理後の長尺シートＳの断面図である。
プラズマＣＶＤ装置１と同一の部材には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
プラズマＣＶＤ装置（成膜装置）２の真空チャンバ１０の内部には、長尺シートＳを成膜するための成膜空間１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）が形成される。
原料ガス供給部２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）は、真空チャンバ１０の成膜空間１１に対して原料ガスＧ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）を供給する。
原料ガス供給部２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）は、原料ガス導入管２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）とノズル２３（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）を備える。ノズル２３Ｃは、原料ガス導入管２２Ｃから送気された原料ガスＧ３を副成膜空間１１Ｃに向けて噴出する。
【００５０】
放電用電極２６（２６Ａ，２６Ｂ）に対して高周波電力（エネルギー）を供給すると、電極２６Ａと電極２６Ｂの間の空間に存在する原料ガスＧがイオン化（反応）して、原料のプラズマ（原料プラズマＰ）が発生する。つまり、反応した原料ガスＧ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３）が原料プラズマＰ（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）となる。
電極２６Ａと電極２６Ｂの間に、原料プラズマＰが存在する一つの成膜空間１１が形成される。成膜空間１１は、長尺シートＳにより複数（奇数）の副成膜空間に区画される。
成膜空間１１のうち、電極２６Ａ側が副成膜空間（最上流副成膜空間）１１Ａ、電極２６Ｂ側が副成膜空間（最下流副成膜空間）１１Ｃとなる。副成膜空間１１Ａと副成膜空間１１Ｃの間が、副成膜空間１１Ｂとなる。
【００５１】
シート繰出部３１及びシート回収部３５は、成膜空間１１に対して同一の方向に配置される。
シート繰出部３１、折り返し部４０及びシート回収部３５は、電極２６Ａから電極２６Ｂに向かう方向において、この順に配置される。
【００５２】
シート回収部３５は、長尺シートＳの第一面Ｓ１を副成膜空間１１Ｃの原料プラズマＰ３に曝露する。
【００５３】
折り返し部４０は、シート繰出部３１から送り出された長尺シートＳを三回（複数回、奇数回）折り返して、シート回収部３５に向かわせる。
折り返し部４０は、長尺シートＳにより、成膜空間１１を、副成膜空間１１Ａと副成膜空間１１Ｂと副成膜空間１１Ｃとに区分けする。折り返し部４０は、長尺シートＳの第一面Ｓ１を副成膜空間１１Ａの原料プラズマＰ１に曝露し、第二面Ｓ２を副成膜空間１１Ｂの原料プラズマＰ２に曝露し、第一面Ｓ１を副成膜空間１１Ｃの原料プラズマＰ３に曝露する。
【００５４】
折り返し部４０は、第一ターンバー４１、第二ターンバー４２及び第三ターンバー４３を備える。第三ターンバー４３は、第一ターンバー４１等と同一形状、同一構成である。
第一ターンバー４１及び第三ターンバー４３は、成膜空間１１を挟んで、第二ターンバー４２に対向して配置される。
【００５５】
長尺シートＳは、シート繰出部３１から送り出されたとき、第一面Ｓ１が電極２６Ｂ側を向き、第二面Ｓ２が電極２６Ａ側を向く。言い換えると、長尺シートＳは、シート繰出部３１から送り出されたとき、第一面Ｓ１が副成膜空間１１Ａに曝される。このとき、第二面Ｓ２は、電極２６Ａに近接するので、副成膜空間１１Ａには曝されない。
長尺シートＳは、第一ターンバー４１を経て第二ターンバー４２に向かうとき、第一面Ｓ１が電極２６Ａ側を向き、第二面Ｓ２が電極２６Ｂ側を向く。言い換えると、長尺シートＳは、第一ターンバー４１を経て第二ターンバー４２に向かうとき、第一面Ｓ１が副成膜空間１１Ａに曝される。同時に、第二面Ｓ２が副成膜空間１１Ｂに曝される。
長尺シートＳは、第二ターンバー４２を経て第三ターンバー４３に向かうとき、第一面Ｓ１が電極２６Ｂ側を向き、第二面Ｓ２が電極２６Ａ側を向く。言い換えると、長尺シートＳは、第二ターンバー４２を経て第三ターンバー４１に向かうとき、第一面Ｓ１が副成膜空間１１Ｃに曝される。同時に、第二面Ｓ２が副成膜空間１１Ｂに曝される。
長尺シートＳは、第三ターンバー４３を経てシート回収部３５に回収されるとき、第一面Ｓ１が電極２６Ｂ側を向き、第二面Ｓ２が電極２６Ａ側を向く。言い換えると、長尺シートＳは、シート回収部３５に回収されるとき、第一面Ｓ１が副成膜空間１１Ｃに曝される。このとき、第二面Ｓ２は、電極２６Ｂに近接するので、副成膜空間１１Ｃには曝されない。
【００５６】
折り返し部４０は、長尺シートＳを三回折り返す。
このため、長尺シートＳの第一面Ｓ１は、シート繰出部３１から送り出されたとき及び第一ターンバー４１を経て第二ターンバー４２に向かうときに、副成膜空間１１Ａに曝される。さらに、長尺シートＳの第一面Ｓ１は、第二ターンバー４２を経て第三ターンバー４３に向かうとき及びシート回収部３５に回収されるときに、副成膜空間１１Ｃに曝される。
また、長尺シートＳの第二面Ｓ２は、第一ターンバー４１を経て第二ターンバー４２に向かうとき及び第二ターンバー４２を経て第三ターンバー４３に向かうときに、副成膜空間１１Ｂに曝される。
【００５７】
プラズマＣＶＤ装置２は、長尺シートＳを三回（複数回、奇数回）折り返す折り返し部４０を備えている。そして、折り返し部４０を経由する長尺シートＳを仕切りにして、三つの副成膜空間１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを形成している。
このため、プラズマＣＶＤ装置２は、成膜部２０により、長尺シートＳの両面（第一面Ｓ１，第二面Ｓ２）にそれぞれ薄膜Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）を形成することができる。長尺シートＳの第一面Ｓ１は、副成膜空間１１Ａ，１１Ｃに曝されるので、複層（積層）の薄膜Ｌ１（Ｌ１１，Ｌ１２）を形成することができる。
【００５８】
複層の薄膜Ｌ１を構成する薄膜Ｌ１１，Ｌ１２は、それぞれ無機材料によって形成されたガスバリア層であってもよいし、いずれか一方のみがガスバリア層であってよい。
薄膜Ｌ１１，Ｌ１２がそれぞれガスバリア層の場合には、薄膜Ｌ１１を形成する無機材料と薄膜Ｌ１２を形成する無機材料とは、同じでも異なってもよい。
薄膜Ｌ１１，Ｌ１２の厚さは同じでも異なってもよい。
【００５９】
プラズマＣＶＤ装置２は、折り返し部４０により長尺シートＳを三回（奇数回，複数回）折り返すだけなので、装置構造の簡素化、低重量化、低コスト化が図られる。
一つの成膜空間１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）は一つの成膜部２０（電極部２５）により形成されるので、第一面Ｓ１，第二面Ｓ２に同一の特性の薄膜Ｌ１，Ｌ２を容易に形成できる。
【００６０】
上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６１】
電極部２５の放電用電極２６が非接地電極（電極２６Ａ，２６Ｂ）を２つ備える場合について説明したが、これに限らない。
放電用電極２６のうちの一方（例えば電極２６Ｂ）を、接地した金属部材（真空チャンバ１０、テーブル等）に置き換えてもよい。
電極２６Ｂに代えてテーブルを用いた場合には、テーブルは、電極２６Ａに対向して配置されると共に接地される。電極２６Ａに高周波電力を供給すると、テーブルは接地電極として機能する。このため、電極２６Ａとテーブルの間の空間（成膜空間１１）に存在する原料ガスＧをイオン化して、原料プラズマＰを発生させることができる。
電極２６Ｂに代えて真空チャンバ１０を用いた場合には、真空チャンバ１０は、接地される。電極２６Ａに高周波電力を供給すると、真空チャンバ１０は接地電極として機能する。このため、電極２６Ａと真空チャンバ１０の間の空間（成膜空間１１）に存在する原料ガスＧをイオン化して、原料プラズマＰを発生させることができる。
このように、電極部２５の放電用電極２６が非接地電極（電極２６Ａ）を１つ備える場合であってもよい。
【００６２】
成膜装置、成膜方法として、プラズマＣＶＤ装置１及びプラズマＣＶＤ装置１を用いた成膜方法について説明したが、これに限らない。成膜装置は、化学気相成長（化学的蒸着法）により成膜を行う装置及び化学気相成長（化学的蒸着法）による成膜方法であればよい。すなわち、熱ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法などのドライコーティング法であってもよい。
【００６３】
折り返し部４０は、２つまたは３つのターンバー（第一ターンバー４１、第二ターンバー４２、第三ターンバー４３）を備える場合に限らない。４つ以上のターンバーを用いる場合であってもよい。この場合には、成膜空間１１が長尺シートＳにより４つ以上の副成膜空間に区画される。
例えば、成膜空間１１を４つの副成膜空間１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄに区画した場合には、電極２６Ａに近接する副成膜空間１１Ａが最上流副成膜空間、電極２６Ｂに近接する副成膜空間１１Ｄが最下流副成膜空間となる。そして、副成膜空間（最上流副成膜空間）１１Ａと副成膜空間（最下流副成膜空間）１１Ｄの間に、２つの副成膜空間１１Ｂ，１１Ｃが形成される。
例えば、成膜空間１１を５つの副成膜空間１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅに区画した場合には、電極２６Ａに近接する副成膜空間１１Ａが最上流副成膜空間、電極２６Ｂに近接する副成膜空間１１Ｅが最下流副成膜空間となる。そして、副成膜空間（最上流副成膜空間）１１Ａと副成膜空間（最下流副成膜空間）１１Ｅの間に、３つの副成膜空間１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが形成される。
【００６４】
ターンバーやテンション調整バー等は、使用時に回転可能に軸支されたローラであっても、使用時に回転しない固定されたロールであってもよい。シート搬送部の負荷や長尺シートＳの第一面Ｓ１，第二面Ｓ２の擦れなどの観点から、使用時に回転可能に軸支されたローラであることが好ましい。
【００６５】
シート繰出バー３２が回転モータに連結されて能動的に回転する場合に限らない。シート巻き取りバー３６の回転により長尺シートＳが回収されるのに伴って、受動的に回転する場合であってもよい。
【００６６】
折り返し部４０により長尺シートＳを偶数回折り返すことが好ましい。第一面Ｓ１に形成される薄膜Ｌ１と第二面Ｓ２に形成される薄膜Ｌ２を同一の層数にしたり、同一膜厚にしたりすることができるからである。
【００６７】
シート繰出部３１及びシート回収部３５は、テンション調整バー３３，３７を備えない場合であってもよい。シート繰出部３１、シート回収部３５及び折り返し部４０は、複数のテンション調整バー等を備える場合であってもよい。
【００６８】
シート繰出部３１、シート回収部３５及び折り返し部４０がいずれも真空チャンバ１０の内部に収容、配置される場合に限らない。シート繰出部３１、シート回収部３５及び反転折り返し部４０のいずれか又は全てが真空チャンバ１０の外部に配置されてもよい。例えば、シート繰出部３１及びシート回収部３５が真空チャンバ１０に隣接する別室に配置して、一次原反ロールＳＲ１及び二次原反ロールＳＲ２をこの別室に搬入・搬出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１，２  プラズマＣＶＤ装置（成膜装置）  
１０  真空チャンバ  
１１  成膜空間  
１１Ａ  副成膜空間（最上流副成膜空間）  
１１Ｂ  副成膜空間（最下流副成膜空間）  
１１Ｃ  副成膜空間（最下流副成膜空間）  
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ  原料ガス供給部  
２５  電極部（エネルギー供給部）  
３０  シート搬送部  
３１  シート繰出部  
３５  シート回収部  
４０  折り返し部  
４１  第一ターンバー
４２  第二ターンバー
４３  第三ターンバー
Ｇ  原料ガス  
Ｐ  原料プラズマ（反応ガス）  
Ｌ  薄膜（ガスバリア層）  
Ｓ  長尺シート  
Ｓ１  第一面  
Ｓ２  第二面  
【図１】
2015045078.tif 000003
【図２】
2015045078.tif 000004