(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ成膜装置であって、
真空状態に保持され、基板に対する成膜処理が実行される成膜室と、
前記成膜室の真空状態よりも真空度の低い低真空状態に保持され、前記基板が通過する真空予備室と、
前記成膜室と前記真空予備室よりも小さい容積を有し、前記成膜室と前記真空予備室との間に設けられ、前記成膜室と前記真空予備室との間での前記基板の搬送を仲介する、中間室と、
前記真空予備室よりも小さい容積を有し、前記真空予備室との間で前記基板の搬送を行う予備室と、
を備え、
前記予備室と、前記真空予備室と、前記中間室と、前記成膜室が、前記予備室、前記真空予備室、前記中間室、前記成膜室の順、または、前記成膜室、前記中間室、前記真空予備室、前記予備室の順、で直列に連結されていることによって、前記基板は、前記予備室と、前記真空予備室と、前記中間室と、前記成膜室と、の間を直線的に搬送され、
前記予備室と、前記真空予備室と、前記中間室と、前記成膜室と、はそれぞれ、重力方向に高低差を有するように配置されており、前記基板を、重力を利用して、前記予備室、前記真空予備室、前記中間室、前記成膜室の順、または、前記成膜室、前記中間室、前記真空予備室、前記予備室の順、で搬送する、プラズマ成膜装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ成膜装置であって、
前記中間室は、
前記成膜室との間に設けられた気密に開閉可能な第１の連通部と、
前記真空予備室との間に設けられた気密に開閉可能な第２の連通部と、
を備え、
前記真空予備室との間で前記基板の搬送を行うときには、前記第２の連通部を開く前に、前記第１の連通部を閉じた状態とし、
前記成膜室との間で前記基板の搬送を行うときには、前記第１の連通部を開く前に、前記第２の連通部を閉じた状態とする、プラズマ成膜装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプラズマ成膜装置であって、
前記真空予備室は、前記成膜室の前段に設けられた前段真空予備室と、前記成膜室の後段に設けられた後段真空予備室と、を含み、
前記中間室は、前記前段真空予備室と、前記成膜室との間に設けられた前段中間室と、前記後段真空予備室と、前記成膜室との間に設けられた後段中間室と、を含み、
前記予備室は、前記前段真空予備室の前段に設けられた前段予備室と、前記後段真空予備室の後段に設けられた後段予備室と、を含み、
前記基板を、前記前段予備室、前記前段真空予備室、前記前段中間室、前記成膜室、前記後段中間室、前記後段真空予備室、前記後段予備室の順で搬送する、プラズマ成膜装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプラズマ成膜装置であって、さらに、
前記真空予備室の真空状態を保持するための第１の真空ポンプと、
前記成膜室の真空状態を保持するための第２の真空ポンプと、
を備え、
前記第１の真空ポンプの方が、前記第２の真空ポンプよりも容量が小さい、プラズマ成膜装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプラズマ成膜装置であって、
前記中間室の容積は、前記真空予備室および前記成膜室の容積の１／１００以下である、プラズマ成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラズマ成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空状態に保持された成膜室において、原料ガスをプラズマ化することにより生成される金属イオンを、基板の表面に吸着させて成膜するプラズマ成膜装置が知られている。プラズマ成膜装置では、成膜室の真空状態を保持するために、成膜室に隣接して設けられた真空予備室を介して、成膜室に対する基板の搬入・搬出を実行する（下記特許文献１等）。
【０００３】
ところで、プラズマ成膜装置では、基板を真空予備室に搬入・搬出する際に、真空予備室に外気が侵入してしまうため、その都度、真空予備室を真空化するための真空化処理が実行される。真空化処理の所要時間や消費エネルギーは、真空予備室における気圧の変動幅が大きいほど増大するため、真空予備室における気圧の変動幅が大きいと、基板の搬送工程の処理効率が低下してしまう。これまで、プラズマ成膜装置における真空予備室の真空化処理を効率化し、基板の搬送工程を効率化することについて十分な工夫がなされてこなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０２９５１号公報
【特許文献２】特開平２−０４７８２８号公報
【特許文献３】特開２０００−２１６０９４号公報
【特許文献４】特開２００４−０６８０９１号公報
【特許文献５】特開２０１０−２６３２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、プラズマ成膜装置内における基板の搬送工程を効率化する技術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】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
プラズマ成膜装置であって、真空状態に保持され、基板に対する成膜処理が実行される成膜室と、前記成膜室の真空状態よりも真空度の低い低真空状態に保持され、前記基板が通過する真空予備室と、前記成膜室と前記真空予備室よりも小さい容積を有し、前記成膜室と前記真空予備室との間に設けられ、前記成膜室と前記真空予備室との間での前記基板の搬送を仲介する、中間室と、を備える、プラズマ成膜装置。
このプラズマ成膜装置であれば、成膜室と真空予備室との間に設けられた、容積の小さい中間室によって、基板の搬入・搬出の際の成膜室における気圧の変動が抑制される。従って、成膜室の真空化処理を効率化することができ、基板の搬送工程を効率化することができる。また、真空予備室の真空度を成膜室よりも低い真空度に設定しているため、真空予備室のための真空化処理を成膜室の真空化処理よりも小さい消費エネルギーで実行することができる。
【０００８】
［適用例２］
適用例１記載のプラズマ成膜装置であって、前記中間室は、前記成膜室との間に設けられた気密に開閉可能な第１の連通部と、前記真空予備室との間に設けられた気密に開閉可能な第２の連通部と、を備え、前記真空予備室との間で前記基板の搬送を行うときには、前記第２の連通部を開く前に、前記第１の連通部を閉じた状態とし、前記成膜室との間で前記基板の搬送を行うときには、前記第１の連通部を開く前に、前記第２の連通部を閉じた状態とする、プラズマ成膜装置。
このプラズマ成膜装置であれば、真空予備室に対する基板の搬入・搬出の際の、真空予備室または成膜室における気圧の変動量を確実に低減することができる。
【０００９】
［適用例３］
適用例２記載のプラズマ成膜装置であって、さらに、前記真空予備室よりも小さい容積を有し、前記中間室より前段または後段において、前記真空予備室との間で前記基板の搬送を行う予備室を備える、プラズマ成膜装置。
このプラズマ成膜装置であれば、真空予備室における気圧の変動量を、容積の小さい予備室によって低減することができる。
【００１０】
［適用例４］
適用例３記載のプラズマ成膜装置であって、前記予備室と、前記真空予備室と、前記中間室と、前記成膜室とが、直列に連結され、前記基板が直線的に搬送される、プラズマ成膜装置。
このプラズマ成膜装置であれば、基板の搬送路を最小限に短縮でき、基板の搬送工程を効率化することができる。
【００１１】
［適用例５］
適用例４記載のプラズマ成膜装置であって、前記予備室と、前記真空予備室と、前記中間室とはそれぞれ、前記成膜室に対する重力方向の高低差が順に大きくなるように配置されており、前記基板を、重力を利用して搬送する、プラズマ成膜装置。このプラズマ成膜装置では、前記予備室と、前記真空予備室と、前記中間室と、前記成膜室が、前記予備室、前記真空予備室、前記中間室、前記成膜室の順、または、前記成膜室、前記中間室、前記真空予備室、前記予備室の順、で直列に連結されていることによって、前記基板は、前記予備室と、前記真空予備室と、前記中間室と、前記成膜室と、の間を直線的に搬送され、前記予備室と、前記真空予備室と、前記中間室と、前記成膜室と、はそれぞれ、重力方向に高低差を有するように配置されており、前記基板が、重力を利用して、前記予備室、前記真空予備室、前記中間室、前記成膜室の順、または、前記成膜室、前記中間室、前記真空予備室、前記予備室の順、で搬送される。このプラズマ成膜装置であれば、基板の搬送を、重力を利用して実行するため、基板の搬送工程を効率化することができる。
【００１２】
［適用例６］
適用例３から５のいずれかに記載のプラズマ成膜装置であって、前記真空予備室は、前記成膜室の前段に設けられた前段真空予備室と、前記成膜室の後段に設けられた後段真空予備室と、を含み、
前記中間室は、前記前段真空予備室と、前記成膜室との間に設けられた前段中間室と、前記後段真空予備室と、前記成膜室との間に設けられた後段中間室と、を含み、
前記予備室は、前記前段真空予備室の前段に設けられた前段予備室と、前記後段真空予備室の後段に設けられた後段予備室と、を含み、
前記基板を、前記前段予備室、前記前段真空予備室、前記前段中間室、前記成膜室、前記後段中間室、前記後段真空予備室、前記後段予備室の順で搬送する、プラズマ成膜装置。
このプラズマ成膜装置であれば、成膜室へ基板を搬入する搬送工程と、成膜室から搬出される処理済みの基板の搬送工程と、において実行される真空化処理の処理効率を向上させることができる。
【００１３】
［適用例７］
適用例１から６のいずれかに記載のプラズマ成膜装置であって、さらに、前記真空予備室の真空状態を保持するための第１の真空ポンプと、前記成膜室の真空状態を保持するための第２の真空ポンプと、を備え、前記第１の真空ポンプの方が、前記第２の真空ポンプよりも容量が小さい、プラズマ成膜装置。
このプラズマ成膜装置であれば、真空予備室と成膜室の所定の真空度に応じた真空ポンプを用いて真空処理を実行することができる。
【００１４】
［適用例８］
適用例１から７のいずれかに記載のプラズマ成膜装置であって、前記中間室の容積は、前記真空予備室および前記成膜室の容積の１／１００以下である、プラズマ成膜装置。
このプラズマ成膜装置であれば、基板の搬入・搬出の際の成膜室や真空予備室における気圧の変動量を確実に低減することができる。
【００１５】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、プラズマ成膜装置、プラズマ成膜装置の制御方法および制御装置、プラズマ成膜装置における基板の搬送方法、それらの装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】プラズマ成膜装置の構成を示す概略図。
【図２】プラズマ成膜装置の内部構成を示す概略図。
【図３】成膜室における保持部とシャワー管の構成を示す概略斜視図。
【図４】プラズマ成膜装置における成膜室への基板の搬入工程を工程順に示す模式図。
【図５】プラズマ成膜装置における処理済みの基板の成膜室からの搬出工程を工程順に示す模式図。
【図６】第２実施例としてのプラズマ成膜装置の構成を示す概略図。
【図７】第２実施例のプラズマ成膜装置における処理済みの基板の成膜室からの搬出工程を工程順に示す模式図。
【図８】他の構成例としてのプラズマ成膜装置の構成を説明するための概略図。
【図９】他の構成例としてのプラズマ成膜装置の構成を説明するための概略図。
【図１０】他の構成例としてのプラズマ成膜装置の構成を説明するための概略図。
【図１１】他の構成例としてのプラズマ成膜装置の構成を説明するための概略図。
【図１２】他の構成例としてのプラズマ成膜装置の構成を説明するための概略図。
【図１３】他の構成例としてのプラズマ成膜装置の構成を説明するための概略図。
【図１４】基板の使用用途の一例としての燃料電池を説明するための概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
A．第１実施例：
図１は本発明の一実施例としてのプラズマ成膜装置１００の構成を示す概略図である。図１には、重力方向を示す矢印Ｇを図示してある。このプラズマ成膜装置１００は、いわゆるプラズマＣＶＤ法（plasma CVD; plasma-enhanced chemical vapor deposition）によって成膜対象である基板５の表面全体に炭素薄膜を形成する。なお、成膜される炭素薄膜の構造としては、アモルファス構造や、グラファイト構造であるものとしても良く、他の種類の構造であるものとしても良い。
【００１８】
プラズマ成膜装置１００は、入口予備室１０と、前段真空予備室２０と、前段中間室３０と、成膜室４０と、後段中間室５０と、後段真空予備室６０と、出口予備室７０と、が、この順で、重力方向上側から直列に配列された構成を有する。プラズマ成膜装置１００では、入口予備室１０の搬入口から投入された基板５が、前段真空予備室２０と前段中間室３０とを介して成膜室４０に搬送される。そして、成膜室４０において成膜処理された処理済みの基板５ｃが、後段中間室５０と後段真空予備室６０とを介して出口予備室７０に搬送され、出口予備室７０の搬出口から搬出される。
【００１９】
なお、本実施例のプラズマ成膜装置１００において成膜対象となる基板５は、燃料電池のセパレータとして用いられる、導電性およびガス不透過性を有する板状部材（例えば金属板）である。基板５は、略長方形形状を有しており、その外周の四辺に沿った所定の位置に複数の貫通孔６が配列されている。貫通孔６は、燃料電池を構成したときに、反応ガスなどの流体のマニホールドを構成する。なお、燃料電池の詳細な構成については、参考例として、実施例の後に説明する。
【００２０】
図２は、プラズマ成膜装置１００の内部構成を示す概略図である。なお、図２では、各処理室１０〜７０に基板５，５ｃが収容されている状態を図示してある。また、図２には、重力方向を示す矢印Ｇを図示してある。プラズマ成膜装置１００は、さらに、３つの真空ポンプ１１０，１２０，１３０と、原料ガス供給部１４０と、排ガス処理部１５０と、プラズマ発生用電源１６０と、を備える。
【００２１】
入口予備室１０は、隣接する前段真空予備室２０よりも小さい容積を有している。より具体的には、入口予備室１０は、基板５を、鉛直方向に立てた状態で収容可能な程度の容積を有している。前段真空予備室２０の１／１００程度の容積を有しているものとしても良い。なお、入口予備室１０の容積が小さいことにより、前段真空予備室２０への外気の侵入が抑制されるが、その詳細については後述する。
【００２２】
入口予備室１０の重力方向上側と下側の壁部にはそれぞれ、第１と第２の開口部１１ａ，１１ｂが設けられている。第１の開口部１１ａは、基板５を外部から受け入れる搬入口である。入口予備室１０の第１の開口部１１ａには、第１の開口部１１ａを気密に開閉するゲートバルブ１２が設けられている。第２の開口部１１ｂは、入口予備室１０から基板５を搬出する搬出口である。
【００２３】
入口予備室１０には、さらに、基板５を第１の開口部１１ａから第２の開口部１１ｂへと誘導するガイドＴＧが設けられている。ガイドＴＧは、例えば、メッシュ部材によって構成することができる。なお、ガイドＴＧは、メッシュ部材以外の他の部材によって構成することができる。ガイドＴＧは、基板５の表面を損傷させない柔軟な部材によって構成されるものとしても良い。
【００２４】
前段真空予備室２０は、入口予備室１０よりも大きい容積を有しており、第１の真空ポンプ１１０が接続されている。第１の真空ポンプは、成膜室４０の真空度よりも低い真空度を有する低真空状態まで、入口予備室１０を真空化することができる。前段真空予備室２０の重力方向上側と下側の壁部にはそれぞれ、第１と第２の開口部２１ａ，２１ｂが設けられている。
【００２５】
前段真空予備室２０の第１の開口部２１ａは、前段真空予備室２０に基板５を搬入する搬入口であり、入口予備室１０の第２の開口部１１ｂと連結されている。前段真空予備室２０の第１の開口部２１ａには、第１の開口部２１ａを気密に開閉するゲートバルブ２２が設けられている。第２の開口部２１ｂは、前段真空予備室２０から基板５を搬出する搬出口である。前段真空予備室２０には、基板５を第１の開口部２１ａから第２の開口部２１ｂへと誘導するガイドＴＧが、入口予備室１０と同様に設けられている。
【００２６】
前段中間室３０は、入口予備室１０と同様な構成を有している。即ち、前段中間室３０は、基板５の搬入・搬出のための第１と第２の開口部３１ａ，３１ｂと、第１の開口部３１ａに設けられたゲートバルブ３２と、第１と第２の開口部３１ａ，３１ｂの間に設けられたガイドＴＧと、を備えている。なお、前段中間室３０は、前段真空予備室２０および成膜室４０よりも小さい容積を有しているが、その理由は後述する。
【００２７】
成膜室４０は、第２の真空ポンプ１２０によって、内部空間が真空状態に保持されており、前段中間室３０から搬入された基板５に対する成膜処理が実行される。なお、以下では、成膜処理のための真空度まで真空化された成膜室４０の真空状態を「高真空状態」と呼ぶ。
【００２８】
成膜室４０の重力方向上側と下側の壁部には、第１と第２の開口部４１ａ，４１ｂが設けられている。第１の開口部４１ａは、前段中間室３０から基板５を搬入する搬入口である。第１の開口部４１ａには、第１の開口部４１ａを気密に開閉するゲートバルブ４２が設けられている。第２の開口部４１ｂは、成膜室４０から基板５を搬出する搬出口である。
【００２９】
第１と第２の開口部４１ａ，４１ｂの間には、成膜処理の実行中に基板５を保持するための保持部４３が配置されている。また、保持部４３の上方には、保持部４３に保持された基板５の両面に原料ガスを噴射するシャワー管４４が配置されている。さらに、成膜室４０には、第１の開口部４１ａと保持部４３との間と、保持部４３と第２の開口部４１ｂとの間にガイドＴＧが設けられている。
【００３０】
図３は、成膜室４０における保持部４３とシャワー管４４についての、より詳細な構成を示す概略斜視図である。図３には  成膜室４０において、基板５を保持している状態の保持部４３と、その上方に配置されているシャワー管４４と、を図示してある。
【００３１】
保持部４３は、重力方向に沿った直線状の溝を有する左右一対の溝部材４３ａ，４３ｂを備えている。溝部材４３ａ，４３ｂの溝には、基板５の貫通孔６より外側の外周端部が挿入される。各溝部材４３ａ，４３ｂの重力方向下側の端部には、ソレノイド機構などによって回動するロック部４３Ｌが設けられている。ロック部４３Ｌは閉じた状態（図示された状態）のときに、溝部材４３ａ，４３ｂの溝の端部を閉塞する。
【００３２】
シャワー管４４は、２つの平行配管部４４ａ，４４ｂを有している。２つの平行配管部４４ａ，４４ｂは、重力方向に沿って見たときに、保持部４３に保持された基板５の両面に平行に延びるように配置されている。なお、シャワー管４４は、第１の開口部４１ａと保持部４３との間における基板５の移動経路と干渉しないように配置されている。
【００３３】
ここで、第１の開口部４１ａから搬入された基板５は、ガイドＴＧ（図３では図示を省略）によって、その左右両側の端部が対応する溝部材４３ａ，４３ｂの溝に挿入されるように誘導され、閉じた状態のロック部４３Ｌに係止される。成膜処理が完了したときには、ロック部４３Ｌが開かれる。すると、基板５は、重力に従って落下し、ガイドＴＧに沿って第２の開口部４１ｂへと誘導される。
【００３４】
成膜室４０（図２）には、保持部４３に保持された基板５を囲むように防着板４５が配置されている。防着板４５は、成膜処理の際に、プラズマ中に生成される、カーボン中間体などの汚れの原因物質が、成膜室４０の内壁面に付着することを防止する。また、防着板４５は、原料ガスのプラズマを生成するための電極としても機能する。なお、重力方向上側と下側の防着板４５には、ガイドＴＧを配置するための開口部が形成されている。また、シャワー管４４は、保持部４３とともに、防着板４５で囲まれた領域内に収容されている。
【００３５】
成膜室４０には、成膜処理のための原料ガス供給部１４０と、排ガス処理部１５０と、プラズマ発生用電源１６０とが接続されている。原料ガス供給部１４０は、原料ガスの貯蔵タンク（図示は省略）を備えており、シャワー管４４に原料ガスを供給する。本実施例では、原料ガスとしてピリジン（ｐｙ；Ｃ5Ｈ5Ｎ）が供給される。
【００３６】
排ガス処理部１５０は、排ガスを吸引するためのポンプ（図示は省略）を備え、配管を介して、防着板４５で囲まれた領域に接続されている。排ガス処理部１５０は、成膜に用いられることのなかった原子を含む排ガスを、成膜室４０の外部へと排出する。なお、排ガスの吸引口は、シャワー管４４の開口方向に対向して配置されている重力方向下側の防着板４５に設けられている。
【００３７】
プラズマ発生用電源１６０は、保持部４３におよび防着板４５に電気的に接続され、保持部４３に保持された基板５と防着板４５との間に、原料ガスをプラズマ化するための電場を生成する。なお、本実施例では、プラズマ発生用電源１６０は、基板５を負極とし、防着板４５を陽極として電圧を印加する。
【００３８】
後段中間室５０は、前段中間室３０と同様な構成を有している。即ち、後段中間室５０は、処理済みの基板５ｃの搬入・搬出のための第１と第２の開口部５１ａ，５１ｂと、第１の開口部５１ａに設けられたゲートバルブ５２と、第１と第２の開口部５１ａ，５１ｂの間に設けられたガイドＴＧと、を備えている。また、後段中間室５０は、後段真空予備室６０および成膜室４０よりも小さい容積を有している。
【００３９】
後段真空予備室６０は、前段真空予備室２０と同様な構成を有している。即ち、後段真空予備室６０は、処理済みの基板５ｃの搬入・搬出のための第１と第２の開口部６１ａ，６１ｂと、第１の開口部６１ａに設けられたゲートバルブ６２と、第１と第２の開口部６１ａ，６１ｂの間に設けられたガイドＴＧと、を備えている。
【００４０】
後段真空予備室６０には、第３の真空ポンプ１３０が接続されている。第３の真空ポンプ１３０は、後段真空予備室６０を、前段真空予備室２０と同程度の真空度（低真空状態）まで真空化する。
【００４１】
出口予備室７０は、入口予備室１０と同程度の容積を有している。出口予備室７０は、基板５の搬入・搬出のための第１と第２の開口部７１ａ，７１ｂを有している。第１と第２の開口部７１ａ，７１ｂのそれぞれには、第１と第２の開口部７１ａ，７１ｂを気密に開閉するゲートバルブ７２，７３が設けられている。また、第１と第２の開口部７１ａ，７１ｂの間には、処理済みの基板５ｃを誘導するガイドＴＧが配置されている。
【００４２】
図４（Ａ）〜（Ｅ）は、プラズマ成膜装置１００における成膜室４０への基板５の搬入工程を工程順に示す模式図である。図４（Ａ）〜（Ｅ）にはそれぞれ、プラズマ成膜装置１００の入口予備室１０と、前段真空予備室２０と、前段中間室３０と、成膜室４０と、後段中間室５０の入口部と、を模式的に図示してある。
【００４３】
なお、図４（Ａ）〜（Ｅ）では、閉じられた状態のゲートバルブ２２，３２，４２，５２のみを図示してあり、他の構成部の図示は省略してある。また、図４（Ａ）〜（Ｅ）では、説明の便宜上、各処理室２０〜４０の室内に、真空度が低いほど濃度の高いハッチングを付してある。
【００４４】
入口予備室１０では、基板５が搬入されたときに、一旦、第１と第２の開口部１１ａ，１１ｂを気密に閉じる（図４（Ａ））。このとき、入口予備室１０は、基板５とともに収容された外気によって大気圧の状態となる。また、入口予備室１０に収容された基板５は、ガイドＴＧ（図示は省略）に沿って落下し、閉じたゲートバルブ２２の弁体に係止された状態となる。
【００４５】
なお、この段階では、前段真空予備室２０は、第１と第２の開口部２１ａ，２１ｂが閉じられ、低真空状態に保持された状態である。前段中間室３０は、第１と第２の開口部３１ａ，３１ｂが閉じられ、高真空状態に保持された状態である。成膜室４０も、第１と第２の開口部４１ａ，４１ｂが閉じられ、高真空状態に保持された状態である。
【００４６】
次の工程では、入口予備室１０の第１の開口部１１ａを閉じたまま、第２の開口部１１ｂを開く（図４（Ｂ））。これによって、基板５が、前段真空予備室２０のガイドＴＧ（図示は省略）に沿って落下して、閉じた状態のゲートバルブ３２の弁体に係止される。第１の開口部２１ａを閉じた後、基板５とともに入口予備室１０から侵入した空気によって低下した真空度を回復するために、第１の真空ポンプ１１０（図示は省略）を駆動させて真空化処理を実行する。
【００４７】
ここで、前段真空予備室２０に侵入する入口予備室１０の空気は、入口予備室１０より前段真空予備室２０の方が容積が大きいため、ゲートバルブ２２が開かれ、前段真空予備室２０まで拡散することにより、その圧力が低下する（ボイルの法則）。例えば、入口予備室１０の容積が、前段真空予備室２０の容積の１／１００である場合には、入口予備室１０に収容されていた空気の圧力は、約１／１００倍まで低下する。
【００４８】
このように、入口予備室１０と前段真空予備室２０との間の容積差によって、基板５の搬入に伴う前段真空予備室２０の真空度の低下が抑制される。そのため、前段真空予備室２０の真空化処理のための所要時間や第１の真空ポンプ１１０の駆動量が低減され、前段真空予備室２０の真空化処理が効率化される。
【００４９】
次の工程では、前段真空予備室２０の真空度が回復した後に、第１の開口部２１ａを閉じたまま、第２の開口部２１ｂを開く（図４（Ｃ））。これによって、基板５は、前段中間室３０のガイドＴＧ（図示は省略）に沿って落下し、ゲートバルブ４２の弁体に係止される。このとき、前段中間室３０は、前段真空予備室２０との連通によって、高真空状態からほぼ低真空状態となる。
【００５０】
なお、この段階において、入口予備室１０には、次の基板５がセットされる。以下、先行して搬送されている基板５と区別するため、新たに入口予備室１０にセットされた基板５を、「後続基板５ｎ」と呼ぶ。
【００５１】
次の工程では、前段中間室３０の第１の開口部３１ａを閉じた後に、第２の開口部３１ｂを開く（図４（Ｄ））。これによって、基板５は、成膜室４０のガイドＴＧ（図示は省略）に沿って落下し、保持部４３（図示は省略）に保持される。このとき、前段中間室３０と連通されることにより、成膜室４０の真空度が低下する。
【００５２】
しかし、前段真空予備室２０における基板５の搬入に伴う真空度の低下と同様に、成膜室４０においても、基板５の搬入に伴う真空度の低下は、前段中間室３０との間の容積差の分だけ抑制される。そのため、真空化処理の処理時間や第２の真空ポンプ１２０の駆動量が低減され、成膜室４０の真空化処理が効率化される。なお、この段階では、後続基板５ｎは、上述した基板５の工程と同様な工程で、入口予備室１０から前段真空予備室２０に搬入される。
【００５３】
基板５が保持部４３に保持されると、成膜室４０では、成膜処理が開始される。具体的には、まず、プラズマ発生用電源１６０によって、基板５と防着板４５との間に電場が生成される。そして、原料ガス供給部１４０によって、原料ガスの供給が開始されるとともに、排ガス処理部１５０によって排ガスの吸引が開始される。成膜室４０の室温が、３５０℃〜４００℃程度の高温に到達すると、防着板４５によって囲まれた領域内に原料ガスのプラズマが生じ、プラズマ中の炭素原子の陽イオンが、陰極である基板５の表面に吸着され、炭素薄膜が形成される。
【００５４】
なお、基板５の成膜処理の実行中に、後続基板５ｎは、基板５と同様な工程で、前段真空予備室２０から前段中間室３０に搬入される。また、入口予備室１０には、新規の後続基板５ｎがセッティングされる。
【００５５】
図５（Ａ）〜（Ｅ）は、プラズマ成膜装置１００における処理済みの基板５ｃの成膜室４０からの搬出工程を工程順に示す、図４と同様な模式図である。図５（Ａ）〜（Ｅ）にはそれぞれ、前段中間室３０の出口と、成膜室４０と、後段中間室５０と、後段真空予備室６０と、出口予備室７０と、を模式的に図示してある。
【００５６】
成膜処理が完了して処理済みの基板５ｃが保持部４３（図示は省略）に保持された状態のときには、成膜室４０の第１と第２の開口部４１ａ，４１ｂはゲートバルブ４２，５２によって閉じられ、高真空状態が保持されている（図５（Ａ））。このとき、後段中間室５０では、第１と第２の開口部５１ａ，５１ｂがそれぞれゲートバルブ５２，６３によって閉じられ、低真空状態が保持されている。
【００５７】
また、後段真空予備室６０は、第１と第２の開口部６１ａ，６１ｂがそれぞれゲートバルブ６２，７３によって閉じられ、低真空状態が保持されている。出口予備室７０は、第１と第２の開口部７１ａ，７１ｂがそれぞれゲートバルブ７２，７３によって閉じられ、大気圧の状態となっている。
【００５８】
成膜室４０から処理済みの基板５ｃを搬出する際には、まず、成膜室４０の第２の開口部４１ｂを開き、成膜室４０と後段中間室５０とを連通させる（図５（Ｂ））。そして、保持部４３のロック部４３Ｌを開き、処理済み基板５ｃを保持部４３から脱落させる。
【００５９】
処理済みの基板５ｃは、後段中間室５０のガイドＴＧ（図示は省略）に沿って落下し、閉じた状態のゲートバルブ６２の弁体に保持される。このとき、後段中間室５０との連通によって、成膜室４０の真空度が低下するが、成膜室４０の容積は、後段中間室５０の容積より大きいため、その容積差の分だけ、その真空度の低下は抑制される。
【００６０】
次の工程では、後段中間室５０の第１の開口部５１ａをゲートバルブ５２によって閉じた後に、第２の開口部５１ｂを開く（図５（Ｃ））。これによって、処理済みの基板５ｃは、後段真空予備室６０のガイドＴＧ（図示は省略）に沿って落下し、ゲートバルブ７２の弁体に係止される。このとき、後段中間室５０は、後段真空予備室６０との連通によって、高真空状態からほぼ低真空状態となる。なお、この段階では、成膜室４０において、後続基板５ｎの成膜処理が開始される。
【００６１】
次の工程では、後段真空予備室６０の第１の開口部６１ａを閉じた後に、第２の開口部６１ｂを開く（図５（Ｄ））。これによって、処理済みの基板５ｃは、出口予備室７０のガイドＴＧ（図示は省略）に沿って落下し、閉じた状態のゲートバルブ７３の弁体に係止される。
【００６２】
ここで、大気圧の状態にあった出口予備室７０との連通によって、後段真空予備室６０の真空度は低下する。そこで、次の工程では、後段真空予備室６０の第２の開口部６１ｂを閉じた後に、第３の真空ポンプ１３０を駆動させて、後段真空予備室６０を低真空状態まで回復させるための真空化処理を実行する（図５（Ｅ））。
【００６３】
なお、出口予備室７０との連通による後段真空予備室６０の真空度の低下は、出口予備室７０と後段真空予備室との容積差の分だけ抑制されている。そのため、後段真空予備室６０の真空化処理のための処理時間や第３の真空ポンプ１３０の駆動量を低減することができ、後段真空予備室６０の真空化処理が効率化される。
【００６４】
後段真空予備室６０の真空化処理を実行している間に、出口予備室７０では、第２の開口部７１ｂを開き、処理済みの基板５ｃを外部に搬出する。このとき、出口予備室７０は外気に曝されるため大気圧の状態となる。また、後段真空予備室６０の真空化処理を実行している間に、後段中間室５０には、成膜室４０から、後続基板５ｎが成膜処理された処理済みの後続基板５ｎｃが、上述した処理済みの基板５ｃの工程と同様な工程によって搬入される。
【００６５】
ところで、プラズマ成膜装置が、基板の搬入・搬出の際に、真空状態から大気圧の状態まで真空予備室の気圧が変動してしまう構成を有する場合には、真空予備室に入り込む外気の量が多くなり、真空予備室に余分な水分が侵入しやすくなる。真空予備室に侵入した水分は、真空予備室の内壁面に結露し、その結露した水分は内壁面の微細孔に含浸されることが知られている。
【００６６】
そうした真空予備室の内壁面に含浸されている水分が気化して、成膜室に入り込むと、成膜処理の際に、異常放電が発生する原因となる。そのため、そのような真空予備室の真空化処理では、真空ポンプによる吸引時間を長くするなどして、そうした水分を確実に排出させることが望ましい。
【００６７】
これに対して、本実施例のプラズマ成膜装置１００では、２つの真空予備室２０，６０における、基板５，５ｃの搬入または搬出の際の外気の侵入量が、容積の小さい中間室３０，５０や予備室１０，７０によって低減されている。従って、各真空予備室２０，６０や成膜室４０への余分な水分の侵入を抑制でき、基板５ｃにおける成膜処理が余分な水分によって阻害されてしまうことを抑制できる。
【００６８】
また、気圧が大気圧まで上昇してしまうことがある真空予備室では、一般的に、真空化処理の際に、真空度の低下に従って、容量の異なる真空ポンプを段階的に切り替えて使用する。そのため、１つの真空予備室に対して、複数種類の真空ポンプが準備される。これに対して、本実施例のプラズマ成膜装置１００では、各真空予備室２０，６０に対して、所定の真空度に応じた真空ポンプ１１０，１３０が接続されている。従って、複数種類の真空ポンプの切替動作の必要がなく、より効率的である。
【００６９】
以上のように、本実施例のプラズマ成膜装置１００であれば、真空予備室２０，６０と成膜室４０との間の基板５，５ｃの搬送を、容積の小さい中間室３０，５０によって仲介させているため、基板５，５ｃの搬送の際の成膜室４０における気圧の変動量を低減できる。従って、基板５，５ｃの搬送工程における真空化処理を効率的に実行でき、基板５，５ｃの搬送工程を効率化することができる。
【００７０】
B．第２実施例：
図６は本発明の第２実施例としてのプラズマ成膜装置１００Ａの構成を示す概略図である。図６は、後段中間室５０および後段真空予備室６０が省略されている点以外は、図１とほぼ同じである。なお、第２実施例のプラズマ成膜装置１００Ａの各処理室１０〜４０，７０の構成は、第１実施例のプラズマ成膜装置１００と同様である（図２）。
【００７１】
第２実施例のプラズマ成膜装置１００Ａでは、成膜室４０に対する基板５の搬入工程は、第１実施例のプラズマ成膜装置１００と同様に実行される（図４）。しかし、第２実施例のプラズマ成膜装置１００Ａでは、処理済みの基板５ｃは、真空予備室を介さずに、成膜室４０から出口予備室７０を経て搬出される。
【００７２】
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、第２実施例のプラズマ成膜装置１００Ａにおける処理済みの基板５ｃの成膜室４０からの搬出工程を工程順に示す、図５と同様な模式図である。図７（Ａ）〜（Ｃ）にはそれぞれ、前段中間室３０の出口部と、成膜室４０と、出口予備室７０とが模式的に図示してある。
【００７３】
成膜処理が完了したときには、成膜室４０では、第１と第２の開口部４１ａ，４１ｂが、それぞれゲートバルブ４２，７２によって閉じられ、高真空状態が保持されている（図７（Ａ））。また、出口予備室７０は、第１と第２の開口部７１ａ，７１ｂがそれぞれゲートバルブ７２，７３によって閉じられ、大気圧の状態になっている。
【００７４】
処理済みの基板５ｃを成膜室４０から搬出する際には、まず、ゲートバルブ７２を開き、成膜室４０と、出口予備室７０とを連通させる（図７（Ｂ））。そして、保持部４３のロック部４３Ｌ（図３）を開き、処理済みの基板５ｃを、保持部４３から脱落させるとともに、出口予備室７０のガイドＴＧ（図示は省略）に沿って落下させ、ゲートバルブ７３の弁体に係止させる。なお、この工程では、成膜室４０と出口予備室７０との連通の際に、出口予備室７０の空気が成膜室４０に入り込むため、成膜室４０の真空度は低下する。
【００７５】
次の工程では、出口予備室７０の第１の開口部７１ａをゲートバルブ７２によって閉じた後に、第２の開口部７１ｂを開き、出口予備室７０から処理済みの基板５ｃを搬出させる（図７（Ｃ））。このときに、成膜室４０では、前工程において低下した高真空状態を回復するための真空化処理が、第２の真空ポンプ１２０によって実行される。なお、出口予備室７０の容積が、成膜室４０の容積より小さい分だけ、前工程における成膜室４０の真空度の低下量は低減されている。そのため、成膜室４０の真空化処理を効率的に実行することができる。
【００７６】
以上のように、第２実施例のプラズマ成膜装置１００Ａであっても、前段真空予備室２０や成膜室４０における基板５，５ｃの搬入・搬出の際の気圧の変動を抑制できる。従って、基板５，５ｃの搬送工程における真空化処理を効率的に実行でき、基板５，５ｃの搬送工程を効率化することができる。
【００７７】
C．他の構成例：
ところで、本発明の実施例としてのプラズマ成膜装置は、以下のように構成することも可能である。以下では、第２実施例のプラズマ成膜装置１００Ａと同様な各処理室１０〜４０，７０を有する構成を基本構成として、プラズマ成膜装置の他の構成例を説明する。
【００７８】
C1．他の構成例１：
図８は、他の構成例としてのプラズマ成膜装置１００ａの構成を説明するための概略図である。図８には、プラズマ成膜装置１００ａにおける各処理室１０〜４０，７０の配置構成を模式的に図示してある。なお、図８では、搬送中の基板５、５ｃを、一点鎖線によって段階的に図示してある。また、図８では、成膜室４０の概略的な内部構成を破線で図示してある。
【００７９】
上記実施例のプラズマ成膜装置１００，１００Ａでは、基板５，５ｃの搬送路が重力方向に平行な角度となるように構成されていた。これに対して、この構成例のプラズマ成膜装置１００ａでは、基板５，５ｃの搬送路が、重力方向に対して傾斜角を有するように、各処理室１０〜４０，７０が配置されている。なお、この構成例では、成膜室４０における保持部４３や、シャワー管４４、防着板４５の配置角度も、搬送路の傾斜角に応じた角度で配置されている。このような構成であっても、基板５，５ｃの搬送の駆動力として重力を利用でき、基板５，５ｃの搬送工程を効率化できる。
【００８０】
C2．他の構成例２：
図９は、他の構成例としてのプラズマ成膜装置１００ｂの構成を説明するための概略図である。図９の紙面左側には、上記の第２実施例のプラズマ成膜装置１００Ａの各処理室１０〜４０，７０の配置構成を模式的に図示してあり、紙面右側には、この構成例におけるプラズマ成膜装置１００ｂの各処理室１０〜４０，７０の配置構成を模式的に図示してある。
【００８１】
第２実施例のプラズマ成膜装置１００Ａでは、各処理室１０〜４０，７０の中心線ＣＬ（一点鎖線で図示）が一致するように、各処理室１０〜４０，７０が配置されており、基板５，５ｃは、その中心線ＣＬに沿って搬送されていた。これに対して、この構成例のプラズマ成膜装置１００ｂでは、容積の小さい処理室１０，２０，７０の中心線ＣＬ１（一点鎖線で図示）と、容積の大きい処理室２０，４０の中心線ＣＬ２（二点差線で図示）とがオフセットされている。なお、この構成例のプラズマ成膜装置１００ｂでは、基板５，５ｃが、中心線ＣＬ１に沿って搬送される。
【００８２】
ここで、上記実施例のプラズマ成膜装置１００，１００Ａでは、容積の大きい処理室２０，４０の上部に形成された段差部を真空ポンプなどの補機類の搭載空間ＬＳとして利用できる。この構成例のプラズマ成膜装置１００ｂであれば、その搭載空間ＬＳを、容積の小さい処理室１０，３０，７０に隣り合う片側の領域に集約して大きく確保することができる。従って、より大きな補機類を搭載することが可能となる。
【００８３】
C3．他の構成例３：
図１０は、他の構成例としてのプラズマ成膜装置１００ｃの構成を説明するための概略図である。図１０には、プラズマ成膜装置１００ｃにおける第１と第２の真空ポンプ１１０，１２０の配管接続の構成を図示してある。
【００８４】
この構成例のプラズマ成膜装置１００ｃでは、第１と第２の真空ポンプ１１０，１２０は、４つの配管１７１〜１７４と、四方向の接続部を有する切替バルブ１７０とを介して、前段真空予備室２０及び成膜室４０に接続されている。具体的には、第１の配管１７１は、前段真空予備室２０と切替バルブ１７０とに接続されている。第２の配管１７２は、成膜室４０と切替バルブ１７０とに接続されている。第３の配管１７３は、第１の真空ポンプ１１０と切替バルブ１７０とに接続されている。第４の配管１７４は、第２の真空ポンプ１２０と切替バルブ１７０とに接続されている。
【００８５】
この構成例のプラズマ成膜装置１００ｃでは、前段真空予備室２０の真空化処理の場合には、切替バルブ１７０によって、第１の真空ポンプ１１０を、第１の配管１７１と第３の配管１７３とを介して、前段真空予備室２０に接続させる。また、成膜室４０の真空化処理の場合には、切替バルブ１７０によって、第２の真空ポンプ１２０を、第２と第４の配管１７２，１７４を介して成膜室４０に接続させるとともに、第１の真空ポンプ１１０を、第２と第３の配管１７２，１７３を介して成膜室４０に接続させる。これによって、容量の小さい第１の真空ポンプ１１０を、容量の大きい第２の真空ポンプ１２０の補助ポンプとして機能させることができる。従って、成膜室４０における真空化処理を効率化することができる。
【００８６】
C4．他の構成例４：
図１１は、他の構成例としてのプラズマ成膜装置１００ｄの構成を説明するための概略図である。この構成例のプラズマ成膜装置１００ｄは、基板５を１つずつ成膜処理する成膜室４０に換えて、複数の基板５を搬送しつつ成膜する成膜室４０ｄが設けられている点と、出口予備室７０に換えて、搬出機構７５を備える出口予備室７０ｄが設けられている点以外は、第２実施例のプラズマ成膜装置１００Ａと同様である。
【００８７】
成膜室４０ｄでは、順次搬入された基板５が、保持部材４６によって垂直に立てられた状態で、ベルトコンベアなどの搬送機構４７によって出口予備室７０ｄに向かって搬送されていく。そして、搬送機構４７の上方に設けられたシャワー管４４によって原料ガスが搬送中の基板５に向かって噴射される。なお、この成膜室４０ｄでは、防着板４５（一点鎖線で図示）は、基板５の搬送路をトンネル状に覆うように配置されている。
【００８８】
出口予備室７０ｄには、ロボットアームなどによって構成された、処理済みの基板５ｃを成膜室４０ｄから搬出させるための搬出機構７５が収容されている。搬出機構７５は、成膜室４０ｄと出口予備室７０ｄとの間のゲートバルブ（図示は省略）が開くたびに、搬送されてきた処理済みの基板５ｃを出口予備室７０ｄへと搬出する。この構成例のプラズマ成膜装置１００ｄであれば、複数の基板５に対する成膜処理を、より迅速、かつ、容易に実行することが可能である。
【００８９】
C5．他の構成例５：
図１２は、他の構成例としてのプラズマ成膜装置１００ｅの構成を説明するための概略図である。図１２には、図１１で説明したのと同様な成膜室４０ｄと出口予備室７０ｄとを備えるプラズマ成膜装置１００ｅの構成を模式的に図示してある。なお、図１２には、搬送中の基板５の軌跡を一点鎖線によって段階的に図示してある。また、図１２には、重力方向を示す矢印Ｇを図示してある。
【００９０】
この構成例のプラズマ成膜装置１００ｅでは、入口予備室１０から成膜室４０ｄに至るまでの基板５の搬送路が重力方向に対して傾斜角を有するように構成されている。この構成例のプラズマ成膜装置１００ｅであっても、上記のプラズマ成膜装置１００ｄと同様に、複数の基板５に対する成膜処理を、迅速、かつ、容易に実行することが可能である。
【００９１】
C6．他の構成例６：
図１３は、他の構成例としてのプラズマ成膜装置１００ｆの構成を説明するための概略図である。図１３は、前段中間室３０と成膜室４０の間に、第２の前段真空予備室２０ａと第２の前段中間室３０ａとが追加されている点以外は図６とほぼ同じである。なお、第２の前段真空予備室２０ａと第２の前段中間室３０ａの構成はそれぞれ、前段真空予備室２０と前段中間室３０の構成と同様である。
【００９２】
ただし、第２の前段真空予備室２０ａは、図示せざる真空ポンプによって、前段真空予備室２０の低真空状態よりも高い真空度であって、成膜室４０の高真空状態よりも低い真空度である中真空状態に保持される。このように、上記実施例のプラズマ成膜装置１００，１００Ａの構成に対して、さらに、複数段階の真空度を有する真空予備室が追加することも可能である。
【００９３】
D．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や構成例、実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００９４】
D1．変形例１：
上記実施例では、容積の小さい処理室１０，３０，５０，７０が、容積の大きい真空予備室２０，６０の１／１００程度の容積を有していた。しかし、容積の小さい処理室１０，３０，５０，７０の容積は、容積の大きい処理室２０，６０の１／１００程度の容積でなくとも良い。ただし、容積の小さい処理室１０，３０，５０，７０の容積を、容積の大きい処理室２０，６０の１／１００以下の容積とすれば、確実に、基板５，５ｃの搬入・搬出の際の真空予備室２０，６０における気圧の変動量を低減することができる。
【００９５】
D2．変形例２：
上記第１実施例では、成膜室４０の前段（上流側）の搬送路として機能する入口予備室１０、前段真空予備室２０，前段中間室３０が設けられていた。しかし、プラズマ成膜装置では、成膜室４０の前段における容積の異なる処理室１０〜３０を組み合わせた基板５の搬送経路の構成が省略されるものとしても良い。プラズマ成膜装置では、少なくとも、成膜室４０の前段または後段のいずれか一方において、そうした容積の異なる処理室を組み合わせて、真空予備室の気圧の変動を抑制した搬送経路の構成が設けられていれば良い。
【００９６】
D3．変形例３：
上記実施例のプラズマ成膜装置１００，１００Ａは、入口予備室１０や出口予備室７０を備えていた。しかし、プラズマ成膜装置１００，１００Ａでは、入口予備室１０や出口予備室７０が省略されるものとしても良い。そのような構成であっても、前段真空予備室２０や後段真空予備室６０と成膜室４０との間に、前段真空予備室２０や後段真空予備室６０より容積の小さい中間室３０，５０が設けられていることにより、基板５，５ｃの搬入・搬出の際の成膜室４０における真空度の低下が抑制される。
【００９７】
D4．変形例４：
上記実施例のプラズマ成膜装置では、基板５，５ｃが、重力を利用して搬送されていた。しかし、基板５，５ｃの搬送は、重力を利用しない搬送機構によって行われるものとしても良い。ただし、上記実施例のように、基板５，５ｃを重力を利用して直線的に搬送する構成であれば、基板５，５ｃの搬送機構によって装置が大型化してしまうことや、搬送機構によるエネルギーの消費量の増大を抑制できる。また、搬送機構に用いられるオイルなどの油分などによって、成膜処理が阻害されることを回避できる。
【００９８】
E．参考例：
図１４は基板５の使用用途の一例としての燃料電池５００を説明するための概略図である。図１７は、燃料電池５００の構成を示す概略図である。この燃料電池５００は、反応ガスとして水素（燃料ガス）と酸素（酸化ガス）の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。なお、燃料電池５００は、固体高分子形燃料電池でなくとも良く、セパレータを備えた他の種類の燃料電池であるものとしても良い。
【００９９】
燃料電池５００は、膜電極接合体５１０と、セパレータ５２０とが交互に積層されたスタック構造を有する。膜電極接合体５１０は、電解質膜５１１の外側に２つの電極５１２，５１３が設けられた発電体である。電解質膜５１１は、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を示すイオン交換膜によって構成される。
【０１００】
各電極５１２，５１３はそれぞれ、電解質膜５１１の外表面に形成されたガス拡散性を有する電極であり、電気化学反応を促進するための触媒が担持されている。各電極５１２，５１３は、例えば、白金担持カーボンによって構成することができる。各電極５１２，５１３の外側の面には、ガス拡散層５１５が設けられている。ガス拡散層５１５は、炭素繊維などの導電性およびガス透過性・ガス拡散性を有する多孔質の繊維基材や、いわゆるエキスパンドメタルなどの金属加工板によって構成することができる。
【０１０１】
膜電極接合体５１０の外周端には、当該外周端を被覆するようにシール部５３０が形成されている。シール部５３０は、反応ガスがシール部５３０に囲まれた領域から漏洩することを防止するとともに、膜電極接合体５１０を狭持するセパレータ５２０同士の間の短絡を防止する。なお、シール部５３０には、各膜電極接合体５１０に反応ガスを供給するためのマニホールドが形成されるが、その図示および説明は省略する。
【０１０２】
セパレータ５２０は、それぞれが各電極５１２，５１３と対向するように配置される２枚のプレート５２１，５２２を備える。２つのプレート５２１，５２２の間には、反応ガスや冷媒のための流路を構成する流路形成層５２３が形成されている。各プレート５２１，５２２は、導電性を有するガス不透過の板状部材（例えば金属板）によって構成することができる。流路形成層５２３は樹脂フィルムと導電性部材とを組み合わせて構成されるものとしても良いし、金属材料を各プレート５２１，５２２の外表面に付着させて形成されるものとしても良い。
【０１０３】
ここで、セパレータ５２０は、反応ガスや冷媒のための流路が形成された流体流路として機能する。即ち、セパレータ５２０を構成する各プレート５２１，５２２は、燃料電池５００に供給される水素をはじめとする各流体や、燃料電池５００で生成される水分と、高温環境下（例えば８０℃程度）で直接的に接触する。そのため、セパレータ５２０の各プレート５２１，５２２は、耐腐食性が向上されることが好ましい。
【０１０４】
また、セパレータ５２０の各プレート５２１，５２２は、膜電極接合体５１０における発電反応で生じた水分を発電領域から円滑に誘導するために、親水性が向上されていることが好ましい。さらに、セパレータ５２０は、膜電極接合体５１０で発電された電気の導電パスとしても機能するため、各プレート５２１，５２２は、その表面抵抗が低減されることが好ましい。
【０１０５】
そこで、上記実施例で説明したプラズマ成膜装置によって、セパレータ５２０を構成するための基板５の外表面を炭素薄膜によってコーティングすることにより、そうしたセパレータ５２０の耐腐食性や導電性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
５，５ｎ，５ｃ，５ｎｃ…基板
６…貫通孔
１０…入口予備室
１１ａ…第１の開口部
１１ｂ…第２の開口部
１２…ゲートバルブ
２０…前段真空予備室
２０ａ…第２の前段真空予備室
２１ａ…第１の開口部
２１ｂ…第２の開口部
２２…ゲートバルブ
３０…前段中間室
３０ａ…第２の前段中間室
３１ａ…第１の開口部
３１ｂ…第２の開口部
３２…ゲートバルブ
４０，４０ｄ…成膜室
４１ａ…第１の開口部
４１ｂ…第２の開口部
４２…ゲートバルブ
４３…保持部
４３Ｌ…ロック部
４３ａ，４３ｂ…溝部材
４４…シャワー管
４４ａ，４４ｂ…平行配管部
４５…防着板
４６…保持部材
４７…搬送機構
５０…後段中間室
５１ａ…第１の開口部
５１ｂ…第２の開口部
５２…ゲートバルブ
６０…後段真空予備室
６１ａ…第１の開口部
６１ｂ…第２の開口部
６２…ゲートバルブ
７０，７０ｄ…出口予備室
７１ａ…第１の開口部
７１ｂ…第２の開口部
７２，７３…ゲートバルブ
７５…搬出機構
１００，１００Ａ，１００ａ〜１００ｆ…プラズマ成膜装置
１１０…第１の真空ポンプ
１２０…第２の真空ポンプ
１３０…第３の真空ポンプ
１４０…原料ガス供給部
１５０…排ガス処理部
１６０…プラズマ発生用電源
１７０…切替バルブ
１７１〜１７４…配管
５００…燃料電池
５１０…膜電極接合体
５１１…電解質膜
５１２，５１３…電極
５１５…ガス拡散層
５２０…セパレータ
５２１，５２２…プレート
５２３…流路形成層
５３０…シール部
ＬＳ…搭載空間
ＴＧ…ガイド
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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