(57)【要約】【課題】内部電極、排気通路への炭素膜が付着するのを防止し、時間的ロスが低減可能となるバリヤ膜形成装置を提供する。【解決手段】本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａは、プラスチック容器１２の内部に内部電極１７を挿入し、プラスチック容器１２内に原料ガスＧを供給し、プラスチック容器１２の外部に外部電極１３を設け、プラスチック容器１２内面に放電プラズマを発生させ、プラスチック容器１２内面にバリヤ膜を形成するバリヤ膜形成装置であって、プラスチック容器１２内面へのバリヤ膜の成膜中に、排気通路１５内にバリヤ膜形成を抑制する希釈ガス３１を導入する希釈ガス供給手段３０Ａを設け、希釈ガス３１によって原料ガスＧを希釈することで、プラスチック容器１２内のプラズマ雰囲気とは異なるプラズマ雰囲気を排気通路１５内に発生させることにより、排気通路１５内面、内部電極１７へのバリヤ膜の形成を抑制する。【選択図】        図１
2008214683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物である容器を取り囲む大きさを有する外部電極と、
前記容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられ、容器内部を排気通路を介して減圧する排気手段と、
前記外部電極内に挿入された容器内に前記排気通路側から挿入され、接地側に接続される内部電極と、
該内部電極と一体又は別体に設けられ、バリヤ膜生成用の原料ガスを前記容器内に吹き出すガス吹出し部と、
前記外部電極と接地電極間に電界を付与するための電界付与手段とを有し、
前記容器内に前記原料ガスを供給し、前記外部電極に高周波電力を供給することで、前記容器内に放電プラズマを発生させ、前記容器内面にバリヤ膜を形成するバリヤ膜形成装置であって、
前記容器内面へのバリヤ膜の成膜中に、前記排気通路内又は前記外部電極と前記容器との間の空間にバリヤ膜の形成を抑制する希釈ガスを導入する希釈ガス供給手段を少なくとも一つ以上配設してなることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記希釈ガスの導入により前記原料ガスを希釈することによって、前記原料ガス成分のみからなる前記容器内のプラズマ雰囲気とは異なるプラズマ雰囲気を前記排気通路内に発生させてなることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記希釈ガス供給手段が、前記希釈ガスを供給する希釈ガス供給源と、該希釈ガス供給源から供給された前記希釈ガスを送給する希釈ガス供給通路とからなり、
前記希釈ガス供給通路が、前記排気通路内又は前記外部電極と前記容器との間の空間に連通してなることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記希釈ガス供給通路のガス供給端部側が、前記容器の口部上部付近まで前記内部電極の外周を取り囲むようにしてなることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、
前記希釈ガス供給通路が、前記排気通路と連通する前記希釈ガスを溜める所定の空間を有すると共に、
前記希釈ガス供給通路と前記排気通路との連通部分に前記希釈ガスを前記排気通路に導入するフィルター又はオリフィスが設けられてなるものであることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項６】
請求項３又は４において、
前記希釈ガス供給通路の前記排気通路との連通部分が、テーパー状に形成されてなることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項７】
請求項３乃至６の何れか一つにおいて、
前記希釈ガス供給通路に、前記排気通路内に空気を導入する大気開放用通路を配設してなることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項８】
請求項１又は２において、
前記希釈ガス供給手段が、前記排気通路と連通する前記希釈ガスを溜める所定の空間を有するガス溜まり部を有すると共に、
該ガス溜まり部の前記排気通路との連通部分に空気を導入又は排出するフィルター又はオリフィスが設けられてなり、
前記排気手段により減圧された際には、前記フィルター又は前記オリフィスを介して前記排気通路から取り込まれた前記空気を前記ガス溜まり部に溜めると共に、前記容器内面へのバリヤ膜の成膜中には、前記ガス溜まり部に取り込まれた前記空気を前記フィルター又は前記オリフィスを介して前記排気通路内に導入してなることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項９】
請求項３乃至７の何れか一つにおいて、
前記希釈ガス供給通路が、少なくとも前記排気通路の上流側及び下流側の二箇所以上に連結してなることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか一つにおいて、
前記希釈ガスのガス成分として、窒素、アルゴンの不活性ガス、酸素、水素、フッ素、空気、又はこれらを混合したガス、酸素原子、フッ素原子を含む反応性ガスの何れかを用いてなることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一つにおいて、
前記容器内面に生成されるバリヤ膜が、炭素を成分として含有する炭素膜であることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０の何れか一つにおいて、
前記容器内面に生成されるバリヤ膜が、シリカを成分として含有するシリカ膜であることを特徴とするバリヤ膜形成装置。
【請求項１３】
容器を成形する容器成形部と、
請求項１乃至１２の何れか一つのバリヤ膜形成装置を用いて前記成形された容器の内面にバリヤ膜を形成する膜形成部と、
前記内面に前記バリヤ膜を形成した膜形成容器内に充填物を充填する充填部と、
前記充填物を充填した充填容器に蓋をする密封・密栓部とを具備することを特徴とする充填システム。
【請求項１４】
口部を有する容器の内部に内部電極が挿入され、前記容器内にバリヤ膜生成用の原料ガスを供給し、前記容器の外部に設けた外部電極に高周波電力を供給することで、前記容器内面に放電プラズマを発生させ、前記容器内面にバリヤ膜を形成するバリヤ膜被覆容器の製造方法であって、
前記容器内面へのバリヤ膜の成膜中に、前記排気通路内又は前記外部電極と前記容器との間の空間に、前記バリヤ膜の形成を抑制する希釈ガスを導入し、前記原料ガスを前記希釈ガスで希釈することによって、前記原料ガス成分のみからなる容器内のプラズマ雰囲気とは異なるプラズマ雰囲気を前記排気通路内に発生させ、前記排気通路内面、前記内部電極に前記バリヤ膜が形成されるのを抑制することを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法。
【請求項１５】
口部を有する容器の内部に内部電極が挿入され、前記容器内にバリヤ膜生成用の原料ガスを供給し、前記容器の外部に設けた外部電極に高周波電力を供給することで、前記容器内面に放電プラズマを発生させ、前記容器内面にバリヤ膜を形成するバリヤ膜形成装置を用いて内面バリヤ膜被覆容器を製造するにあたり、
（ａ）チャンバを開放し、該チャンバ内に設けられた外部電極内に被処理物である容器を装填した後、前記容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられた排気通路からガス吹出し部を前記容器の内部に挿入し、前記チャンバを閉じる容器装填工程と、
（ｂ）前記容器内外のガスを排気手段により前記排気通路を通して排気し、真空排気を行ない、前記容器内を含む排気通路内及び前記容器内を所定のガス圧力に設定する真空排気工程と、
（ｃ）前記外部電極内の真空排気を行なっている状態において、希釈ガスを導入する希釈ガス導入工程と、
（ｄ）前記ガス吹出し部からバリヤ膜生成用の原料ガスを前記容器内に吹き出し、前記容器内に原料ガスを導入する原料ガス導入工程と、
（ｅ）前記原料ガスを導入後、電界付与手段により前記外部電極と接地電極との間に電界を付与し、それらの間に位置する前記容器内にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記原料ガスを解離し、前記容器内面にバリヤ膜を成膜する成膜開始工程と、
（ｆ）前記バリヤ膜の成膜後、高周波電力を停止すると共に、前記原料ガスの供給を停止し、前記バリヤ膜の成膜を終了する工程と、
（ｇ）前記希釈ガスの導入を停止する成膜停止・希釈ガス停止工程と、
（ｈ）成膜を終了し、前記希釈ガスの導入停止後、大気中の空気を前記排気通路内に供給し、大気開放する大気開放工程と、
を含むことを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記希釈ガスの導入が、前記容器内を含む排気通路内及び前記容器内の真空排気、前記容器内への原料ガス導入、又は成膜開始の何れかを行う時と同時に行われることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６において、
前記希釈ガスの停止が、成膜の停止後大気開放前の間に行われることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法。
【請求項１８】
請求項１５において、
導入される前記希釈ガスの流量の増加が、成膜を停止すると同時又は成膜を停止した後大気開放する前までの間に行われると共に、
前記希釈ガスの導入の停止が、大気を開放した後外部電極を開放する前の間に行なわれることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法。
【請求項１９】
請求項１５乃至１８の何れか一つにおいて、
前記希釈ガスのガス成分として、窒素、アルゴンの不活性ガス、酸素、水素、フッ素、空気、又はこれらを混合したガス、酸素原子、フッ素原子を含む反応性ガスの何れかを用いてなることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法。
【請求項２０】
請求項１５乃至１９の何れか一つにおいて、
前記容器内面に生成されるバリヤ膜が、炭素を成分として含有する炭素膜であることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法。
【請求項２１】
請求項１５乃至２０の何れか一つにおいて、
前記容器内面に生成されるバリヤ膜が、シリカを成分として含有するシリカ膜であることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法。
【請求項２２】
請求項１乃至１２の何れか一つのバリヤ膜形成装置を用いて前記容器の内面にバリヤ膜を形成することを特徴とするバリヤ膜被覆方法。
【請求項２３】
請求項１乃至１２の何れか一つのバリヤ膜形成装置を用いて製造してなることを特徴とするバリヤ膜被覆容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部電極、排気通路内へのバリヤ膜形成装置、充填システム、バリヤ膜被覆容器の製造方法、バリヤ膜被覆方法、バリヤ膜被覆容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器等の容器、例えばペットボトルは、外部からの酸素の透過、内部（例えば炭酸飲料水）からの二酸化炭素の透過を防止するためにその内面にバリヤ膜、例えばＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）のような炭素を成分とする炭素膜やＳｉを主成分の一つとするシリカ膜などをコーティングすることが試みられている。
【０００３】
容器内面に炭素膜をコーティングする方法としては、高周波プラズマを用いる方法が提案されている（特許文献１）。
ここで、従来技術に係る高周波プラズマＣＶＤを用いた容器に炭素膜を成膜する装置として、容器内部にコーティングするバリヤ膜形成装置を、図２１を参照して説明する。図２１に示すように、バリヤ膜形成装置１００Ａは、口部１１を有する被処理物である例えばプラスチック容器１２の内面に放電プラズマにより成膜を施すバリヤ膜形成装置であって、プラスチック容器１２の外周を取り囲む大きさを有する外部上部電極１３−１及び外部下部電極１３−２からなる外部電極１３と、口部１１が位置する側の前記外部電極１３の端面に絶縁部材１４を介して取り付けられた排気通路１５と、前記外部電極１３内の前記プラスチック容器１２内に前記排気通路１５側から前記プラスチック容器１２の長手のほぼ全長に亙って挿入され、接地側に接続されると共に、原料ガスＧを吹き出すためのガス吹出し部１６が穿設された内部電極１７と、前記排気通路１５に取り付けられた排気装置２８と、前記内部電極１７に原料ガスＧを供給するための図示しないガス供給装置と、前記外部電極１３に接続された高周波電源１８とを具備してなるものである。
【０００４】
ここで、前記外部電極１３は、円筒状のチャンバ１９内に設けられている。また、円板状の絶縁板２０は、前記外部下部電極１３−２の底部側に配置されている。また、前記チャンバ１９の分割部と前記外部電極１３には分割部に導電コネクタ２１及び真空シール（Ｏリング）２２が介装されている。そして、前記プラスチック容器１２を前記外部電極１３内に収納するには、分割部を一体的に上下動させている。また、前記原料ガスＧは質量流量制御装置（Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＭＦＣ）２３で制御するようにしている。また、前記排気通路１５内に設けたプラズマバリヤ２４によって内部に発生したプラズマを止めるようにしている。
【０００５】
また、内部に挿入される前記プラスチック容器１２の前記口部１１および肩部に対応する円柱および円錐台を組み合わせた形状をなす空洞部を有する誘電体材料からなる円柱状のスペーサ２５が前記外部上部電極１３−１の内側に配設されている。前記スペーサ２５は、この上に載置される環状の絶縁部材１４から螺着されたねじ（図示せず）により固定されている。前記スペーサ２５を前記外部電極１３の上部に挿入固定することにより、前記外部電極１３の底部側から前記プラスチック容器１２を挿入すると、そのプラスチック容器１２の前記口部１１および肩部が前記スペーサ２５の空洞部内に位置し、かつこれ以外の前記プラスチック容器１２の外周が前記外部電極１３内面に位置するようにしている。
【０００６】
高周波電力の外部電極１３への印加によって、前記外部電極１３と前記内部電極１７の間にプラズマ２６が生成され、前記原料ガスＧは、前記プラズマ２６によって解離、又は更にイオン化して、炭素膜を形成するための成膜種が生成され、この成膜種が前記プラスチック容器１２の内面に堆積し、炭素膜を形成する。そして、炭素膜を所定の膜厚まで形成した後、高周波電力の印加を停止し、前記原料ガスＧ供給を停止し、残留する原料ガスＧを排気し、前記排気通路１５内及び前記プラスチック容器１２内の空間内を大気圧に戻すようにしている（特許文献１参照）。
【０００７】
ところで、従来のバリヤ膜形成装置１００Ａでは、装置の繰り返しの運転によって前記排気通路１５の内面、前記内部電極１７の外周面、前記プラスチック容器１２の口部内面に装着される図示しない口元マスク内面等に炭素膜が付着し、積層することで大気開放時又は真空引きの時にガス流れで微粉として剥がれ落ち、前記排気通路１５内、前記プラスチック容器１２や前記チャンバ１９内に飛散していた。
【０００８】
そのため、前記チャンバ１９の開放時において前記外部上部電極１３−１と前記外部下部電極１３−２との連結部分に設けられているＯリング２２に飛散した炭素膜の微粉が付着してしまい、真空シール性能の低下をもたらしていた。
【０００９】
また、真空排気時には図示しない排気装置等の真空ポンプ側に飛散した炭素膜の微粉が吸い込まれ、排気装置２８、真空ポンプ等のメンテンスを頻繁に行なう必要があった。
【００１０】
更には、飛散した炭素膜の微粉が前記プラスチック容器１２に付着してしまい、定期的に付着した前記炭素膜を除去する必要があった。
【００１１】
一方で、前記排気通路１５の内面、前記内部電極１７の外周面、図示しない口元マスク内面等に付着した炭素膜を除去するための方法としては、例えばプラズマＯ2クリーニング機構を用い、化学的に処理する方法が提案されている。その一例を図２２に示す。図２２に示すように、バリヤ膜形成装置１００Ｂは、前記外部電極１３の内部にクリーニングガスとして酸素ガス（Ｏ2）１０１を導入する酸素供給源１０２を有している。このバリヤ膜形成装置１００Ｂでは、所定数の前記プラスチック容器１２の内面にそれぞれ炭素膜を成膜し、前記チャンバ１９から前記プラスチック容器１２を取り外した後、前記外部電極１３内の空間には何も入れない状態として、前記酸素供給源１０２から前記酸素ガス（Ｏ2）１０１を前記外部電極１３内に供給し、前記内部電極１７と前記外部電極１３との間に前記プラズマ２６を発生させることにより、前記内部電極１７の表面に付着した炭素膜を分解除去するようにしている（特許文献２）。
【００１２】
また、他の方法として前記内部電極１７に付着した炭素膜を物理的に処理する他の方法が提案されている。その他の一例を図２３に示す。図２３に示すように、バリヤ膜形成装置１００Ｃは、前記外部電極１３に収容される前記プラスチック容器１２の縦軸方向に前記内部電極１７を移動させる内部電極挿脱手段１０３と、前記内部電極１７の外側面と擦り合う位置に設置した異物除去部材１０４とを有している。このバリヤ膜形成装置１００Ｃでは、前記内部電極挿脱手段１０３で前記内部電極１７を上下移動させると共に、前記異物除去部材１０４によって前記内部電極１７の外表面に付着した炭素膜を除去するようにしている（特許文献３）。
【００１３】
更に他の方法の一例を図２４に示す。図２４に示すように、バリヤ膜形成装置１００Ｄは、内部電極１７の外表面に向けて圧縮エアーを噴射する圧縮エアー供給手段１０５と、該圧縮エアーの噴射によって前記内部電極１７の外表面から除去された炭素膜の微粉を吸引する吸引排出手段１０６とを有している。このバリヤ膜形成装置１００Ｄでは、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を形成後、前記内部電極１７を前記プラスチック容器１２内から抜き出す過程で、前記圧縮エアー供給手段１０５により前記内部電極１７の外表面に付着した炭素膜に向けて圧縮エアーを噴射すると共に、該圧縮エアーの噴射によって前記内部電極１７の外表面から除去された炭素膜の微粉を強力な前記吸引排出手段１０６により前記チャンバ１９、前記プラスチック容器１２側に移行しないように前記チャンバ１９の系外に排出させるようにしている（特許文献４）。
【００１４】
【特許文献１】特開２００３−２８６５７１号公報
【特許文献２】特開２００１−３３５９４６号公報
【特許文献３】特開２００５−７６０８２号公報
【特許文献４】特許第３５９５３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述の特許文献２〜４の図２１〜２４に示すようなバリヤ膜形成装置１００Ｂ〜１００Ｄでは、成膜後に化学的、物理的に炭素膜を処理するようにし、成膜処理とは別処理となるので時間的なロスが大きい、という問題がある。
【００１６】
また、特許文献３、４に係る図２３、２４に示すようなバリヤ膜形成装置１００Ｃ、１００Ｄでは、前記排気通路１５内面に付着した炭素膜までは除去できないため、依然として前記排気通路１５内面に付着した炭素膜の除去作業を行う必要があるという問題がある。
【００１７】
本発明は、前記問題に鑑み、内部電極、排気通路への炭素膜が付着するのを防止し、時間的ロスが低減可能となるバリヤ膜形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、被処理物である容器を取り囲む大きさを有する外部電極と、前記容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられ、容器内部を排気通路を介して減圧する排気手段と、前記外部電極内に挿入された容器内に前記排気通路側から挿入され、接地側に接続される内部電極と、該内部電極と一体又は別体に設けられ、バリヤ膜生成用の原料ガスを前記容器内に吹き出すガス吹出し部と、前記外部電極と接地電極間に電界を付与するための電界付与手段とを有し、前記容器内に前記原料ガスを供給し、前記外部電極に高周波電力を供給することで、前記容器内に放電プラズマを発生させ、前記容器内面にバリヤ膜を形成するバリヤ膜形成装置であって、前記容器内面へのバリヤ膜の成膜中に、前記排気通路内又は前記外部電極と前記容器との間の空間にバリヤ膜の形成を抑制する希釈ガスを導入する希釈ガス供給手段を少なくとも一つ以上配設してなることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明において、前記希釈ガスの導入により前記原料ガスを希釈することによって、前記原料ガス成分のみからなる前記容器内のプラズマ雰囲気とは異なるプラズマ雰囲気を前記排気通路内に発生させてなることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００２０】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記希釈ガス供給手段が、前記希釈ガスを供給する希釈ガス供給源と、該希釈ガス供給源から供給された前記希釈ガスを送給する希釈ガス供給通路とからなり、前記希釈ガス供給通路が、前記排気通路内又は前記外部電極と前記容器との間の空間に連通してなることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００２１】
第４の発明は、第３の発明において、前記希釈ガス供給通路のガス供給端部側が、前記容器の口部上部付近まで前記内部電極の外周を取り囲むようにしてなることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００２２】
第５の発明は、第３又は４の発明において、前記希釈ガス供給通路が、前記排気通路と連通する前記希釈ガスを溜める所定の空間を有すると共に、前記希釈ガス供給通路と前記排気通路との連通部分に前記希釈ガスを前記排気通路に導入するフィルター又はオリフィスが設けられてなるものであることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００２３】
第６の発明は、第３又は４の発明において、前記希釈ガス供給通路の前記排気通路との連通部分が、テーパー状に形成されてなることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００２４】
第７の発明は、第３乃至６の何れか一つの発明において、前記希釈ガス供給通路に、前記排気通路内に空気を導入する大気開放用通路を配設してなることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００２５】
第８の発明は、第１又は２の発明において、前記希釈ガス供給手段が、前記排気通路と連通する前記希釈ガスを溜める所定の空間を有するガス溜まり部を有すると共に、該ガス溜まり部の前記排気通路との連通部分に空気を導入又は排出するフィルター又はオリフィスが設けられてなり、前記排気手段により減圧された際には、前記フィルター又は前記オリフィスを介して前記排気通路から取り込まれた前記空気を前記ガス溜まり部に溜めると共に、前記容器内面へのバリヤ膜の成膜中には、前記ガス溜まり部に取り込まれた前記空気を前記フィルター又は前記オリフィスを介して前記排気通路内に導入してなることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００２６】
第９の発明は、第３乃至７の何れか一つの発明において、前記希釈ガス供給通路が、少なくとも前記排気通路の上流側及び下流側の二箇所以上に連結してなることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００２７】
第１０の発明は、第１乃至９の何れか一つの発明において、前記希釈ガスのガス成分として、窒素、アルゴンの不活性ガス、酸素、水素、フッ素、空気、又はこれらを混合したガス、酸素原子、フッ素原子を含む反応性ガスの何れかを用いてなることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００２８】
第１１の発明は、第１乃至１０の何れか一つの発明において、前記容器内面に生成されるバリヤ膜が、炭素を成分として含有する炭素膜であることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００２９】
第１２の発明は、第１乃至１０の何れか一つの発明において、前記容器内面に生成されるバリヤ膜が、シリカを成分として含有するシリカ膜であることを特徴とするバリヤ膜形成装置にある。
【００３０】
第１３の発明は、容器を成形する容器成形部と、第１乃至第１２の発明の何れか一つのバリヤ膜形成装置を用いて前記成形された容器の内面にバリヤ膜を形成する膜形成部と、前記内面に前記バリヤ膜を形成した膜形成容器内に充填物を充填する充填部と、前記充填物を充填した充填容器に蓋をする密封・密栓部とを具備することを特徴とする充填システムにある。
【００３１】
第１４の発明は、口部を有する容器の内部に内部電極が挿入され、前記容器内にバリヤ膜生成用の原料ガスを供給し、前記容器の外部に設けた外部電極に高周波電力を供給することで、前記容器内面に放電プラズマを発生させ、前記容器内面にバリヤ膜を形成するバリヤ膜被覆容器の製造方法であって、前記容器内面へのバリヤ膜の成膜中に、前記排気通路内又は前記外部電極と前記容器との間の空間に、前記バリヤ膜の形成を抑制する希釈ガスを導入し、前記原料ガスを前記希釈ガスで希釈することによって、前記原料ガス成分のみからなる容器内のプラズマ雰囲気とは異なるプラズマ雰囲気を前記排気通路内に発生させ、前記排気通路内面、前記内部電極に前記バリヤ膜が形成されるのを抑制することを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法にある。
【００３２】
第１５の発明は、口部を有する容器の内部に内部電極が挿入され、前記容器内にバリヤ膜生成用の原料ガスを供給し、前記容器の外部に設けた外部電極に高周波電力を供給することで、前記容器内面に放電プラズマを発生させ、前記容器内面にバリヤ膜を形成するバリヤ膜形成装置を用いて内面バリヤ膜被覆容器を製造するにあたり、（ａ）チャンバを開放し、該チャンバ内に設けられた外部電極内に被処理物である容器を装填した後、前記容器の口部が位置する側の前記外部電極の端面に絶縁部材を介して取り付けられた排気通路からガス吹出し部を前記容器の内部に挿入し、前記チャンバを閉じる容器装填工程と、（ｂ）前記容器内外のガスを排気手段により前記排気通路を通して排気し、真空排気を行ない、前記容器内を含む排気通路内及び前記容器内を所定のガス圧力に設定する真空排気工程と、（ｃ）前記外部電極内の真空排気を行なっている状態において、希釈ガスを導入する希釈ガス導入工程と、（ｄ）前記ガス吹出し部からバリヤ膜生成用の原料ガスを前記容器内に吹き出し、前記容器内に原料ガスを導入する原料ガス導入工程と、（ｅ）前記原料ガスを導入後、電界付与手段により前記外部電極と接地電極との間に電界を付与し、それらの間に位置する前記容器内にプラズマを生成させ、このプラズマにより前記原料ガスを解離し、前記容器内面にバリヤ膜を成膜する成膜開始工程と、（ｆ）前記バリヤ膜の成膜後、高周波電力を停止すると共に、前記原料ガスの供給を停止し、前記バリヤ膜の成膜を終了する工程と、（ｇ）前記希釈ガスの導入を停止する成膜停止・希釈ガス停止工程と、（ｈ）成膜を終了し、前記希釈ガスの導入停止後、大気中の空気を前記排気通路内に供給し、大気開放する大気開放工程と、を含むことを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法にある。
【００３３】
第１６の発明は、第１５の発明において、前記希釈ガスの導入が、前記容器内を含む排気通路内及び前記容器内の真空排気、前記容器内への原料ガス導入、又は成膜開始の何れかを行う時と同時に行われることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法にある。
【００３４】
第１７の発明は、第１５又は１６の発明において、前記希釈ガスの停止が、成膜の停止後大気開放前の間に行われることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法にある。
【００３５】
第１８の発明は、第１５の発明において、導入される前記希釈ガスの流量の増加が、成膜を停止すると同時又は成膜を停止した後大気開放する前までの間に行われると共に、前記希釈ガスの導入の停止が、大気を開放した後外部電極を開放する前の間に行なわれることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法にある。
【００３６】
第１９の発明は、第１５乃至１８の何れか一つの発明において、前記希釈ガスのガス成分として、窒素、アルゴンの不活性ガス、酸素、水素、フッ素、空気、又はこれらを混合したガス、酸素原子、フッ素原子を含む反応性ガスの何れかを用いてなることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法にある。
【００３７】
第２０の発明は、第１５乃至１９の何れか一つの発明において、前記容器内面に生成されるバリヤ膜が、炭素を成分として含有する炭素膜であることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法にある。
【００３８】
第２１の発明は、第１５乃至２０の何れか一つの発明において、前記容器内面に生成されるバリヤ膜が、シリカを成分として含有するシリカ膜であることを特徴とするバリヤ膜被覆容器の製造方法にある。
【００３９】
第２２の発明は、第１乃至１２の何れか一つのバリヤ膜形成装置を用いて前記容器の内面にバリヤ膜を形成することを特徴とするバリヤ膜被覆方法にある。
【００４０】
第２３の発明は、第１乃至１２の何れか一つのバリヤ膜形成装置を用いて製造してなることを特徴とするバリヤ膜被覆容器にある。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、前記容器内面へのバリヤ膜の成膜中に、前記排気通路内又は前記外部電極と前記容器との間の空間に前記バリヤ膜の形成を抑制する希釈ガスを導入する希釈ガス供給手段を設けているため、前記希釈ガスによって前記原料ガスを希釈することによって、前記原料ガス成分のみからなる前記容器内のプラズマ雰囲気とは異なるプラズマ雰囲気を前記排気通路内に発生させることにより、前記排気通路内面、前記内部電極外周面への前記バリヤ膜の形成を抑制可能なバリヤ膜形成装置、充填システム、バリヤ膜被覆容器の製造方法に良好なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００４３】
[第一の実施形態]
本発明による第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置を示す概略図である。本実施形態に係るバリヤ膜形成装置は、前記図２１に示したバリヤ膜形成装置１００Ａの構成と略同様であるため、前記図２１に示したバリヤ膜形成装置と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
尚、本発明はバリヤ膜形成装置であるが、本実施形態では、炭素膜を形成する場合について説明する。
【００４４】
図１に示すように、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａは、被処理物であるプラスチック容器１２を取り囲む大きさを有する外部電極１３と、前記プラスチック容器１２の口部１１が位置する側の前記外部電極１３の端面に絶縁部材１４を介して取り付けられ、前記プラスチック容器１２内部を排気通路１５を介して減圧する排気装置２８と、前記外部電極１３内に挿入された被処理物である例えばプラスチック容器１２内に前記排気通路１５側から挿入され、接地側に接続される内部電極１７と、該内部電極１７と一体に設けられ、バリヤ膜生成用の原料ガスＧを前記プラスチック容器１２内に吹き出すガス吹出し部１６と、前記外部電極１３と接地電極間に電界を付与するため高周波電源１８とを有し、前記プラスチック容器１２内に前記原料ガスＧを供給し、前記外部電極１３に高周波電力を供給することで、前記プラスチック容器１２内に放電プラズマを発生させ、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を形成するバリヤ膜形成装置であって、前記プラスチック容器１２の内面への炭素膜の成膜中に、前記排気通路１５内に炭素膜の形成を抑制する希釈ガス３１を導入する希釈ガス供給手段３０Ａを配設してなるものである。
【００４５】
ここで、本発明における希釈ガスのガス成分として、窒素、アルゴンの不活性ガス、酸素，水素、フッ素、空気、又はこれらを混合したガス、酸素原子、フッ素原子を含む反応性ガスの何れかが用いられるが、本発明はこれに限定されるものでない。
【００４６】
また、本発明で得られる炭素を成分の一つとして含む炭素膜としては、具体的にはアモルファスカーボン膜である。これは、ダイヤモンド成分（炭素原子の結合がＳＰ3結合）とグラファイト成分（炭素原子の結合がＳＰ2結合）、ポリマー成分（炭素原子の結合がＳＰ1結合）が混在したアモルファス状の構造を有する炭素膜のことである。前記アモルファスカーボン膜は、それぞれの炭素原子の結合成分の存在比率の変化により硬度が変化し、硬質の炭素膜及び軟質の炭素膜を含むものをいう。また、水素が含まれる水素化アモルファスカーボンも含まれる。さらに、前記硬質の炭素膜には、ＳＰ3結合を主体にしたアモルファスなＤＬＣ(Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ)膜も含まれる。
【００４７】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａにおいては、前記希釈ガス供給手段３０Ａが、前記希釈ガス３１を供給する希釈ガス供給源３２と、該希釈ガス供給源３２から供給された前記希釈ガス３１を送給する希釈ガス供給通路３３とからなり、前記希釈ガス供給通路３３が前記排気通路１５内に連通してなるものである。
【００４８】
本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａのように、前記希釈ガス３１を供給する希釈ガス供給源３２と、該希釈ガス供給源３２から供給された前記希釈ガス３１を送給する希釈ガス供給通路３３とからなる前記希釈ガス供給手段３０Ａを設けることにより、前記希釈ガス供給源３２から供給された前記希釈ガス３１を前記希釈ガス供給通路３３より前記排気通路１５内に導入することができる。
【００４９】
本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａでは、大気圧状態から図示しない真空ポンプ等の排気装置２８により真空引きをして所定の圧力になるようにしているため、前記排気通路１５を介して排気装置２８に向けてガス流れを生じるようにしている。よって、前記希釈ガス３１を前記排気通路１５内に導入しても、このガス流れによって、前記プラスチック容器１２内に流入する前記希釈ガス３１の流量は少ないものとなる。
【００５０】
また、炭素膜の成膜に要する所定の圧力に当達した後、前記原料ガスＧを導入することにより、真空引きするときと同様に、前記プラスチック容器１２内の圧力が高く、排気装置２８に向けてのガス流れが生じているため、上記同様、このガス流れによって、前記排気通路１５内に導入される前記希釈ガス３１の流量は少ないものとなる。
【００５１】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａにおいては、前記高周波電源１８を用いて高周波電力を印加させ、前記プラスチック容器１２内に前記原料ガスＧを供給することで該原料ガスＧにのみに依存する第一のプラズマ２６を発生させ、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜が成膜される。このとき、前記原料ガスＧの余剰分は、真空排気によるガス流れによってガス状態のまま残留原料ガスとして前記プラスチック容器１２の前記口部１１から前記排気通路１５を介して外に排出される。
ここで、本実施形態においては、原料ガスＧにのみに依存して発生するプラズマを第一のプラズマ２６とする。
【００５２】
また、炭素膜を成膜する際、高周波電力を印加させることで、炭素膜の成膜中は前記プラスチック容器１２内のガス温度は上昇しているため、前記プラスチック容器１２内の圧力は高い状態のままであり、上記同様、残留する前記原料ガスＧは前記プラスチック容器１２の前記口部１１から排出される。よって、炭素膜の成膜中でも、上記同様、このガス流れによって、前記排気通路１５内には前記希釈ガス３１はほとんど導入されないものとなる。
【００５３】
そして、成膜中は、前記プラスチック容器１２の前記口部１１からプラズマバリヤ２４までの前記排気通路１５内の空間では、前記希釈ガス供給源３２から前記希釈ガス供給通路３３を介して前記排気通路１５内に導入された前記希釈ガス３１を供給し続けることによって、前記プラスチック容器１２の前記口部１１から排出された残留する前記原料ガスＧが希釈・混合される。
【００５４】
よって、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａでは、前記原料ガスＧ成分のみからなる前記プラスチック容器１２内の前記第一のプラズマ２６の雰囲気とは異なって、前記プラスチック容器１２の前記口部１１から前記プラズマバリヤ２４までの前記排気通路１５内の空間内には、前記希釈ガス３１と残留する前記原料ガスＧとの混合ガスによる第二のプラズマ２７の雰囲気を発生する。この結果、この前記希釈ガス３１の存在によって残留原料ガス成分に起因する炭素膜が、前記排気通路１５の内面、前記内部電極１７の外周面に付着されるのを抑制することができる。
【００５５】
このように、図２１〜図２４に示す従来のバリヤ膜形成装置１００Ａ〜１００Ｄのように炭素膜の成膜後に前記排気通路１５の内面、前記内部電極１７の外周面に付着した炭素膜の除去を別途行なうものとは異なって、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａでは、前記希釈ガス３１を供給することで前記プラスチック容器１２の内面への炭素膜の成膜中において、前記排気通路１５の内面、前記内部電極１７の外周面に前記炭素膜が形成されるのを抑制することができる。
【００５６】
また、前記希釈ガス３１として、酸素を含有する反応性ガスを用いた場合には、前記排気通路１５の内面、前記内部電極１７の外周面に付着した炭素膜は、炭素と水素からなる膜であるため、前記プラスチック容器１２の外に排出された前記原料ガスＧ、前記排気通路１５の内面、前記内部電極１７の外周面に付着した炭素膜が酸素と反応し、分解され除去される。
【００５７】
よって、前記プラスチック容器１２の前記口部１１から前記プラズマバリヤ２４までの前記排気通路１５内の空間で酸素によって残留する前記原料ガスＧが消費されることにより、前記排気通路１５の内面、前記内部電極１７の外周面への炭素膜の成膜を抑制することができる。
【００５８】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａでは、この前記希釈ガス３１の導入速度は、前記プラスチック容器１２の前記口部１１から前記プラズマバリヤ２４までの前記排気通路１５内の空間で残留する前記原料ガスＧを前記希釈ガス３１で充分希釈するため、前記原料ガスＧの導入速度の０．１〜２倍程度で行なうのが好ましい。
【００５９】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａにおいては、前記ガス吹出し部１６を前記内部電極１７と一体に設け、前記原料ガスＧを前記プラスチック容器１２内に供給するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記ガス吹出し部１６を前記内部電極１７と別体として設けるようにしてもよい。
【００６０】
次に、図１に示すバリヤ膜形成装置１０Ａを用いて内面に炭素膜を被覆したプラスチック容器１２を製造するための種々のプロセス工程を図２〜図７を用いて説明する。
【００６１】
[第一のプロセス工程]
図２は、第一のプロセス工程を示すフローチャートである。
ここで、本第一のプロセス工程は、
（ａ）外部電極１３を装置本体から離し、被処理物であるプラスチック容器１２を外部電極１３内に挿入する容器装填工程（Ｓ１０１）と、
（ｂ）前記容器装填工程（Ｓ１０１）において前記プラスチック容器１２を装填後、外部電極１３を上昇させ、前記プラスチック容器１２の口部１１が位置する側の前記外部電極１３の端面に絶縁部材１４を介して取り付けられた排気通路１５から前記内部電極１７を前記プラスチック容器１２の内部に挿入し、前記外部電極１３を閉じる外部電極閉鎖工程（Ｓ１０２）と、
（ｃ）前記外部電極閉鎖工程（Ｓ１０２）において前記外部電極１３を閉じた後、前記プラスチック容器１２内外のガスを排気装置２８により前記排気通路１５を通して排気し、真空排気を行ない、前記プラスチック容器１２内を含む前記排気通路１５内を所定のガス圧力に設定する真空排気工程（Ｓ１０３）と、
（ｄ）前記真空排気工程（Ｓ１０３）において前記外部電極１３内の真空排気を行なっている途中において、前記排気通路１５内に希釈ガス３１を導入する希釈ガス導入工程（Ｓ１０４）と、
（ｅ）前記希釈ガス導入工程（Ｓ１０４）において前記外部電極１３内が所定圧力に到達した後、前記ガス供給手段から前記原料ガスＧを供給し、ガス吹出し部１６から炭素膜生成用の前記原料ガスＧを前記プラスチック容器１２内に吹き出し、前記プラスチック容器１２内に前記原料ガスＧを導入する原料ガス導入工程（Ｓ１０５）と、
（ｆ）前記原料ガス導入工程（Ｓ１０５）において前記原料ガスＧを導入後、電界付与手段により高周波電力を前記外部電極１３に印加して、前記外部電極１３と接地電極の間に電界を付与し、それらの間に位置する前記プラスチック容器１２内に第一のプラズマ２６を生成させ、この第一のプラズマ２６により前記原料ガスＧを解離し、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を成膜する成膜開始工程（Ｓ１０６）と、
（ｇ）前記成膜開始工程（Ｓ１０６）において前記プラスチック容器１２の内面に前記炭素膜を成膜した後、高周波電力を停止すると共に、前記原料ガスＧを停止し、前記炭素膜の成膜を終了すると同時に前記希釈ガス３１の導入を停止する成膜停止・希釈ガス停止工程（Ｓ１０７）と、
（ｈ）前記成膜停止・希釈ガス停止工程（Ｓ１０７）において成膜を終了し、前記希釈ガス３１の導入停止後、大気中の空気を前記排気通路１５内に供給し、大気開放する大気開放工程（Ｓ１０８）と、
（ｉ）前記大気開放工程（Ｓ１０８）において前記プラスチック容器１２、前記排気通路１５内の圧力を低下した後、外部電極１３を開く外部電極開放工程（Ｓ１０９）と、
（ｊ）外部電極開放工程（Ｓ１０９）において前記外部電極１３を開放し、前記プラスチック容器１２を前記外部電極１３内から取り出す容器取り出し工程（Ｓ１１０）と、
の工程からなる。
【００６２】
本第一のプロセス工程によれば、前記プラスチック容器１２の内面への炭素膜を成膜する過程の中に、希釈ガス導入工程（Ｓ１０４）を入れ、前記排気通路１５内に前記希釈ガス３１を導入することで、前記プラスチック容器１２の内面への炭素膜の成膜中に前記原料ガスＧ成分のみからなる前記プラスチック容器１２内の前記第一のプラズマ２６雰囲気とは異なる第二のプラズマ２７雰囲気を前記排気通路１５内に発生させることができる。これにより、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を成膜しつつ、前記排気通路１５内面、前記内部電極１７の外周面に前記炭素膜が形成されるのを抑制することができる。
【００６３】
次に、図３〜図７を用いて他のプロセス工程について説明する。
【００６４】
[第二のプロセス工程]
図３は、第二のプロセス工程を示すフローチャートである。
尚、図３は、図２に示す第一のプロセス工程の変形例であるが、図３に示す第二のプロセス工程の内容は、図２に示す第一のプロセス工程の内容と同様であるので、同一内容についての説明は省略する。以下、図４〜図７についても同様である。
【００６５】
図３に示すように、本第二のプロセス工程は、前記外部電極１３内に前記プラスチック容器１２を挿入する容器装填工程（Ｓ２０１）と、前記外部電極１３を閉じる外部電極閉鎖工程（Ｓ２０２）と、該外部電極閉鎖工程（Ｓ２０２）において前記外部電極１３を閉じた後、前記プラスチック容器１２内外のガスを排気装置２８により前記排気通路１５を通して排気し、真空排気を行ない、前記プラスチック容器１２内を含む前記排気通路１５内を所定のガス圧力に設定すると共に、前記排気通路１５内に希釈ガス３１を導入する真空排気・希釈ガス導入工程（Ｓ２０３）と、前記プラスチック容器１２内に原料ガスＧを導入する原料ガス導入工程（Ｓ２０４）と、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を成膜する成膜開始工程（Ｓ２０５）と、成膜を終了すると同時に前記希釈ガス３１の導入を停止する成膜停止・希釈ガス停止工程（Ｓ２０６）と、前記排気通路１５内に空気を供給し大気開放する大気開放工程（Ｓ２０７）と、前記外部電極１３を開く外部電極開放工程（Ｓ２０８）と、前記外部電極１３内から前記プラスチック容器１２を取り出す容器取り出し工程（Ｓ２０９）との工程からなる。
【００６６】
本第二のプロセス工程では、図２に示すような第一のプロセス工程のように別々に設けている前記真空排気工程（Ｓ１０３）と前記希釈ガス導入工程（Ｓ１０４）とを一つの工程として真空排気・希釈ガス導入工程（Ｓ２０３）としており、前記外部電極１３内の真空排気を行なうと同時に前記希釈ガス３１を導入するようにしている。
【００６７】
よって、本第二のプロセス工程のように前記真空排気・希釈ガス導入工程（Ｓ２０３）を設け、真空排気と前記希釈ガス３１との導入を同時に行なうことで、図２に示すような第一のプロセス工程のように真空排気と前記希釈ガス３１との導入を別々にして行なう場合に比べ、前記プラスチック容器１２の内面への成膜から取り出すまでの成膜プロセス工程を短くすることができる。
【００６８】
[第三のプロセス工程]
図４は、第三のプロセス工程を示すフローチャートである。
尚、図４は、図２に示す第一のプロセス工程の変形例であるが、図４に示す第三のプロセス工程の内容は、図２に示す第一のプロセス工程の内容と同様であるので、同一内容についての説明は省略する。
図４に示すように、本第三のプロセス工程は、前記外部電極１３内に前記プラスチック容器１２を挿入する容器装填工程（Ｓ３０１）と、前記外部電極１３を閉じる外部電極閉鎖工程（Ｓ３０２）と、前記プラスチック容器１２内を含む前記排気通路１５内の真空排気を行なう真空排気工程（Ｓ３０３）と、前記真空排気工程（Ｓ３０３）において前記外部電極１３内が所定圧力に到達した後、前記排気通路１５内に前記希釈ガス３１を導入すると同時に、前記ガス供給手段３０Ａから炭素膜生成用の原料ガスＧを供給し、前記ガス吹出し部１６から前記原料ガスＧを前記プラスチック容器１２内に吹き出し、前記プラスチック容器１２内に前記原料ガスＧを導入する希釈ガス・原料ガス導入工程（Ｓ３０４）と、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を成膜する成膜開始工程（Ｓ３０５）と、成膜を終了すると同時に前記希釈ガス３１の導入を停止する成膜停止・希釈ガス停止工程（Ｓ３０６）と、前記排気通路１５内に空気を供給し大気開放する大気開放工程（Ｓ３０７）と、前記外部電極１３を開く外部電極開放工程（Ｓ３０８）と、前記外部電極１３内から前記プラスチック容器１２を取り出す容器取り出し工程（Ｓ３０９）との工程からなる。
【００６９】
本第三のプロセス工程では、図２に示すような第一のプロセス工程のように別々に設けている希釈ガス導入工程（Ｓ１０４）と原料ガス導入工程（Ｓ１０５）とを一つの工程として、希釈ガス・原料ガス導入工程（Ｓ３０４）としており、前記原料ガスＧの導入と同時に希釈ガス３１を導入するようにしている。
【００７０】
よって、本第三のプロセス工程のように希釈ガス・原料ガス導入工程（Ｓ３０４）を設け、前記希釈ガス３１導入と前記原料ガスＧ導入とを同時に行なうことで、図２に示すような第一のプロセス工程のように前記希釈ガス３１導入と前記原料ガスＧ導入とを別々にして行なう場合に比べ、前記プラスチック容器１２の内面への成膜から取り出すまでの成膜プロセス工程を短くすることができる。
【００７１】
[第四のプロセス工程]
図５は、第四のプロセス工程を示すフローチャートである。
尚、図５は、図２に示す第一のプロセス工程の変形例であるが、図５に示す第四のプロセス工程の内容は、図２に示す第一のプロセス工程の内容と同様であるので、同一内容についての説明は省略する。
【００７２】
本第四のプロセス工程は、前記外部電極１３内に前記プラスチック容器１２を挿入する容器装填工程（Ｓ４０１）と、前記外部電極１３を閉じる外部電極閉鎖工程（Ｓ４０２）と、前記プラスチック容器１２内を含む前記排気通路１５内の真空排気を行なう真空排気工程（Ｓ４０３）と、前記プラスチック容器１２内に前記原料ガスＧを導入する原料ガス導入工程（Ｓ４０４）と、該原料ガス導入工程（Ｓ４０４）において前記原料ガスＧを導入後、電界付与手段により高周波電力を前記外部電極１３に印加して、前記外部電極１３と接地電極の間に電界を付与し、それらの間に位置する前記プラスチック容器１２内に前記第一のプラズマ２６を生成させ、この第一のプラズマ２６により前記原料ガスＧを解離し、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を成膜すると同時に、前記希釈ガス３１を導入する成膜開始・希釈ガス導入工程（Ｓ４０５）と、成膜を終了すると同時に前記希釈ガス３１の導入を停止する成膜停止・希釈ガス停止工程（Ｓ４０６）と、前記排気通路１５内に空気を供給し大気開放する大気開放工程（Ｓ４０７）と、前記外部電極１３を開く外部電極開放工程（Ｓ４０８）と、前記外部電極１３内から前記プラスチック容器１２を取り出す容器取り出し工程（Ｓ４０９）との工程からなる。
【００７３】
本第四のプロセス工程では、図２に示すような第一のプロセス工程のように別々に設けていると希釈ガス導入工程（Ｓ１０４）と成膜開始工程（Ｓ１０６）とを一つの工程として、成膜開始・希釈ガス導入工程（Ｓ４０５）としており、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を成膜すると同時に前記希釈ガス３１を導入するようにしている。
【００７４】
よって、本第四のプロセス工程のように前記成膜開始・希釈ガス導入工程（Ｓ４０５）を設け、成膜開始と前記希釈ガス３１導入とを同時に行なうことで、図２に示すような第一のプロセス工程のように成膜開始と前記希釈ガス３１導入とを別々にして行なう場合に比べ、前記プラスチック容器１２の内面への成膜から取り出すまでの成膜プロセス工程を短くすることができる。
【００７５】
[第五のプロセス工程]
図６は、第五のプロセス工程を示すフローチャートである。
尚、図６は、図２に示す第一のプロセス工程の変形例であるが、図６に示す第五のプロセス工程の内容は、図２に示す第一のプロセス工程の内容と同様であるので、同一内容についての説明は省略する。
【００７６】
本第五のプロセス工程は、前記外部電極１３内に前記プラスチック容器１２を挿入する容器装填工程（Ｓ５０１）と、前記外部電極１３を閉じる外部電極閉鎖工程（Ｓ５０２）と、前記プラスチック容器１２内を含む前記排気通路１５内の真空排気を行なう真空排気工程（Ｓ５０３）と、前記排気通路１５内に前記希釈ガス３１を導入する希釈ガス導入工程（Ｓ５０４）と、前記プラスチック容器１２内に前記原料ガスＧを導入する原料ガス導入工程（Ｓ５０５）と、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を成膜する成膜開始工程（Ｓ５０６）と、成膜を終了する成膜停止工程（Ｓ５０７）と、前記希釈ガス３１の導入を停止する希釈ガス停止工程（Ｓ５０８）と、前記排気通路１５内に空気を供給し大気開放する大気開放工程（Ｓ５０９）と、前記外部電極１３を開く外部電極開放工程（Ｓ５１０）と、前記外部電極１３内から前記プラスチック容器１２を取り出す容器取り出し工程（Ｓ５１１）との工程からなる。
【００７７】
本第五のプロセス工程では、図２に示すような第一のプロセス工程のように同時に行なうようにしている成膜停止・希釈ガス停止工程（Ｓ１０７）を別々の工程として、成膜停止工程（Ｓ５０７）と希釈ガス停止工程（Ｓ５０８）としており、成膜停止後であって大気開放前の間に前記希釈ガス３１の導入を停止するようにしている。
【００７８】
よって、本第五のプロセス工程のように成膜停止工程（Ｓ５０７）と希釈ガス停止工程（Ｓ５０８）とを設け、成膜停止後であって大気開放前の間に前記希釈ガス３１の導入を停止することで、図２に示すような第一のプロセス工程のように成膜停止と前記希釈ガス３１の停止とを同時に行なうことなく、別々に行い前記プラスチック容器１２の内面への成膜から取り出すまでの成膜プロセス工程とすることができる。
【００７９】
[第六のプロセス工程]
図７は、第六のプロセス工程を示すフローチャートである。
尚、図７は、図２に示す第一のプロセス工程の変形例であるが、図７に示す第六のプロセス工程の内容は、図２に示す第一のプロセス工程の内容と同様であるので、同一内容についての説明は省略する。
【００８０】
本第六のプロセス工程は、前記外部電極１３内に前記プラスチック容器１２を挿入する容器装填工程（Ｓ６０１）と、前記外部電極１３を閉じる外部電極閉鎖工程（Ｓ６０２）と、前記プラスチック容器１２内を含む前記排気通路１５内の真空排気を行なう真空排気工程（Ｓ６０３）と、前記排気通路１５内に前記希釈ガス３１を導入する希釈ガス導入工程（Ｓ６０４）と、前記プラスチック容器１２内に前記原料ガスＧを導入する原料ガス導入工程（Ｓ６０５）と、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を成膜する成膜開始工程（Ｓ６０６）と、該成膜開始工程（Ｓ６０６）において前記プラスチック容器１２の内面に前記炭素膜を成膜した後、高周波電力を停止すると共に、前記原料ガスＧを停止し、前記炭素膜の成膜を終了すると同時に導入される前記希釈ガス３１の流量を増加させる成膜停止・希釈ガス流量増加工程（Ｓ６０７）と、前記排気通路１５内に空気を供給し大気開放する大気開放工程（Ｓ６０８）と、前記希釈ガス３１の導入を停止する希釈ガス停止工程（Ｓ６０９）と前記外部電極１３を開く外部電極開放工程（Ｓ６１０）と、前記外部電極１３内から前記プラスチック容器１２を取り出す容器取り出し工程（Ｓ６１１）との工程からなる。
【００８１】
本第六のプロセス工程では、図２に示すような第一のプロセス工程の成膜停止・希釈ガス停止工程（Ｓ１０７）として、前記成膜停止と同時に導入される前記希釈ガス３１の流量を増加させる成膜停止・希釈ガス流量増加工程（Ｓ６０７）と、希釈ガス停止工程（Ｓ６０９）としており、成膜停止と同時に希釈ガス３１の流量を増加させ、大気解放後に希釈ガス３１の導入を停止するようにしている。
【００８２】
本第六のプロセス工程のように、成膜停止・希釈ガス流量増加工程（Ｓ６０７）において、前記希釈ガス３１の流量を増加させることで、前記排気通路１５等の真空系統内の圧力を上昇させるため、図２に示すような第一のプロセス工程のように成膜停止と希釈ガスの停止とを同時に行ない前記排気通路１５等の真空系統内の圧力を急激に上昇させる場合に比べ、大気開放を行なう際のショックを緩和することができる。これにより、前記排気通路１５の内面、前記内部電極１７の外周面に付着した炭素膜の微粉の剥離を防止することができる。万が一、排気管内に炭素膜の微粉が付着した場合，希釈ガスを排気管の上流からポンプ側に流すことから，希釈ガスの流れに沿ってポンプ側に微粉を吹き込み，チャンバ外への微粉の飛散を抑制することができる。
【００８３】
また、本第六のプロセス工程では、前記希釈ガス３１の流量増加を図７に示す大気開放工程（Ｓ６０８）まで行なうようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図７に示す外部電極開放工程（Ｓ６１０）まで行なうようにしてもよい。
【００８４】
また、前記希釈ガス３１の流量は、成膜停止した後であって大気開放前までの間に増加させるようにしてもよい。
【００８５】
また、導入する前記希釈ガス３１の流量としては、例えば５００ＣＣのプラスチック容器であれば２Ｌ前後としている。
【００８６】
次に、図７に示す第六のプロセス工程に従って前記希釈ガス３１の流量を増加させた場合の大気開放時の圧力変化について検討した試験結果について図８〜１０を用いて説明する。
【００８７】
図８〜１０は、大気開放を行なったときの時間と圧力との関係を示す図である。
図８は、図７に示す第六のプロセス工程に従って行なったものであり、成膜停止と同時に希釈ガスの流量を増加させたときの時間と圧力との関係を示す図である。
【００８８】
図８に示すように、成膜している時間Ｔ1-1において成膜中の圧力は例えば５０ｍＴｏｒｒ〜１５０ｍＴｏｒｒであり、成膜終了と同時に前記希釈ガス３１の流量を増加させたときの時間Ｔ1-2における圧力は時間経過に従って圧力がゆっくり上昇した。大気解放し、大気開放後の時間Ｔ1-3において成膜中の圧力は急激に上昇することもなく、大気開放後の圧力変化を小さくすることができることが確認された。
【００８９】
また、図９は、図７に示す第六のプロセス工程の変形例であり、成膜停止後所定時間経過後に希釈ガスの流量を増加させたときの時間と圧力との関係を示す図である。
図９に示すように、成膜している時間Ｔ2-1において成膜中の圧力は例えば５０ｍＴｏｒｒ〜１５０ｍＴｏｒｒであり、成膜終了後大気開放待ちの時間Ｔ2-2では圧力変化はそれほどなく、図８に示す場合に比べて時間Ｔ2-2までは時間経過に従って圧力がゆっくり上昇した。成膜を停止した後から所定期間経過後に前記希釈ガス３１の流量を増加させた時間Ｔ2-3では、前記希釈ガス３１の流量を増加させることで図８に示す場合に比べて時間経過に従って早く圧力が上昇した。また、大気開放前の大気開放待ちの時間Ｔ2-3の時点での圧力は例えば５０ｍＴｏｒｒ〜２００ｍＴｏｒｒであった。そして、大気解放し、大気開放後の時間Ｔ2-4において成膜中の圧力は急激に上昇することもなく、大気開放後の圧力変化を小さくすることができることが確認された。
【００９０】
一方、図１０は、成膜終了後も希釈ガスの流量を増加させないときの時間と圧力との関係を示す図である。
図１０に示すように、成膜している時間Ｔ3-1において成膜中の圧力は例えば５０ｍＴｏｒｒ〜１５０ｍＴｏｒｒであり、成膜終了後大気開放待ちの時間Ｔ3-2を経過し、大気開放前の大気開放待ちの時間Ｔ3-3の時点での厚力は例えば５０ｍＴｏｒｒ〜２００ｍＴｏｒｒであり、大気解放し、大気開放後の時間Ｔ3-4において成膜中の圧力は急激に上昇したのが確認された。よって、従来の成膜停止後も前記希釈ガス３１の流量を増加させない場合には時間が経過しても圧力上昇はほとんどないが、大気開放する時点で急激に圧力が上昇しているのが確認された。
【００９１】
このように、成膜停止後に大気解放することで例えば前記プラスチック容器１２内、又は前記排気通路１５内の圧力が急激に上昇し、前記排気通路１５の内面、又は内部電極１７の外周面に付着された炭素膜が剥離してしまうこともあった。しかし、成膜停止と同時、又は成膜停止後に前記希釈ガス３１の流量を増加させることにより、大気解放した際に例えば前記プラスチック容器１２内、又は排気通路１５内の圧力変化を小さくすることができるため、前記排気通路１５の内面、又は前記内部電極１７の外周面に付着された炭素膜の剥離を抑制することができる。
【００９２】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａでは、前記プラスチック容器１２の内面に生成されるバリヤ膜として、炭素を主成分として含有する炭素膜を用いて説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＳｉを主成分として含有するシリカ膜でもよく、水素が含まれていても含まれていなくとも良い。なお、前記シリカ膜には炭素成分を多く含むものもあり、炭素成分を多く含有するものでもよい。
【００９３】
このように、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａによれば、前記プラスチック容器１２の内面への炭素膜の成膜中に、前記希釈ガス供給源３２から希釈ガス供給通路３３を介して前記排気通路１５内に前記希釈ガス３１を導入し、前記原料ガスＧを希釈することによって、前記原料ガスＧ成分にのみに依存する前記プラスチック容器１２内の前記第一のプラズマ２６雰囲気とは異なる前記第二のプラズマ２７雰囲気を前記排気通路１５内に発生させている。これにより、前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を成膜をしつつ、前記排気通路１５の内面及び前記内部電極１７の外周面に前記炭素膜が形成されるのを抑制することができる。
【００９４】
また、前記排気通路１５の内面、前記内部電極１７に前記炭素膜が形成されるのを抑制することができるため、炭素膜が剥がれて飛散する量を大幅に低減することができ、炭素膜の微粉の発生を抑制することができる。
【００９５】
この結果、前記排気通路１５の内面、前記内部電極１７等に付着した炭素膜の除去する作業を大幅に低減することができる。
【００９６】
更に、前記排気通路１５等の真空廃棄系への飛散する炭素膜の微粉量が低減されるため、前記排気通路１５、図示しない真空ポンプ等の真空排気系のメンテナンスも容易にすることができる。
【００９７】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａでは、前記希釈ガス供給手段３０Ａを一つ配設するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数配設するようにしてもよい。
【００９８】
図１１は、本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。図１１に示すように本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｂは、図１に示す第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａの構成に、前記排気通路１５の上流側に第一の希釈ガス供給源３２−１と第一の希釈ガス供給通路３３−１とからなる第一の希釈ガス供給手段３０Ａ−１を配設し、下流側に第二の希釈ガス供給源３２−２と第二の希釈ガス供給通路３３−２とからなる第二の希釈ガス供給手段３０Ａ−２を配設してなるものである。
【００９９】
本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置１０Ｂのように、前記排気通路１５の上流側に前記第一の希釈ガス供給手段３０Ａ−１を配設し、下流側に前記第二の希釈ガス供給手段３０Ａ−２を配設することにより、第一の希釈ガス供給通路３３−１と第二の希釈ガス供給通路３３−２とから前記希釈ガス３１を前記排気通路１５内に導入することができる。
【０１００】
また、本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置１０Ｂでは、前記排気通路１５内での炭素膜の付き方には場所によって異なるため、炭素膜が多く付くところには例えば前記希釈ガス３１を多めに導入して、炭素膜の付着が少ない部分には例えば前記希釈ガス３１を少なめに導入し、前記排気通路１５の炭素膜の付き方に応じて前記希釈ガス３１の流量を調整するようにしてもよい。
【０１０１】
また、前記プラスチック容器１２の前記口部１１付近の前記排気通路１５の上流側では炭素膜が多く付着しやすいため、前記第一の希釈ガス供給手段３０Ａ−１では、前記排気通路１５内に導入する前記希釈ガス３１として、不活性ガス、又は前記原料ガスＧと反応する酸素（Ｏ2）、水素（Ｈ2）等を含有するガスを用いるようにしてもよい。
【０１０２】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａでは、前記希釈ガス供給通路３３を一つ配設するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数配設するようにしてもよい。
【０１０３】
図１２は、本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。図１２に示すように、本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置１０Ｃの希釈ガス供給手段３０Ｂは、前記排気通路１５の上流側及び下流側の二箇所に前記第一の希釈ガス供給通路３３−１と、第二の希釈ガス供給通路３３−２とを配設してなるものである。
【０１０４】
本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置１０Ｃの希釈ガス供給手段３０Ｂのように、前記第一の希釈ガス供給通路３３−１を前記排気通路１５の上流側で前記排気通路１５内に連通すると共に、第二の希釈ガス供給通路３３−２を前記排気通路１５の下流側で前記排気通路１５内に連通することにより、前記排気通路１５の上流側及び下流側の二箇所から前記希釈ガス３１を導入することができる。
【０１０５】
本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｃの希釈ガス供給手段３０Ｂでは、前記希釈ガス供給通路３３の前記排気通路１５との連結部分の径を例えば小径又は大径のものを用いて、前記プラスチック容器１２の口径にあわせて前記排気通路１５内に供給される前記希釈ガス３１の流量を調整することで前記排気通路１５内面への炭素膜の成膜を抑制することができる。
【０１０６】
例えば前記プラスチック容器１２の口径が小径の場合には、前記プラスチック容器１２の口径と前記希釈ガス供給通路３３の口径との比を１．５対１．０とし、前記プラスチック容器１２の口径が大径の場合には、前記プラスチック容器１２口径と前記希釈ガス供給通路３３の口径との比を１．０対１．０とするのが好ましい。
【０１０７】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａでは、前記希釈ガス供給通路３３の前記排気通路１５との連結部分はライン形状のものとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばテーパー状としてもよい。
【０１０８】
図１３は、本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。図１３に示すように、本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置１０Ｄの希釈ガス供給手段３０Ｃは、前記希釈ガス供給通路３３の前記排気通路１５との連通部分をテーパー状に形成したテーパー状供給部３５を配設してなるものである。
【０１０９】
本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｄの希釈ガス供給手段３０Ｃのように、前記希釈ガス供給通路３３と前記排気通路１５との連通部分に前記テーパー状供給部３５を設けることにより、前記排気通路１５内に供給される前記希釈ガス３１を前記排気通路１５内に拡散して導入することができる。
【０１１０】
また、前記希釈ガス供給通路３３の前記排気通路１５との連通部分のテーパー状供給部３５の出口が真空ポンプ等の真空系の方に向け、前記希釈ガス３１を前記排気通路１５の下流側に流れるようにしておくことで、前記プラスチック容器１２内への前記希釈ガス３１の流入を抑制することができる。
【０１１１】
また、前記希釈ガス供給通路３３の前記排気通路１５との連通部分をテーパー状とする場合には、前記プラスチック容器１２の通常の口径が例えば２１ｍｍであるとすると特に前記プラスチック容器１２の口径が例えば３０ｍｍと大きい場合に有効である。
【０１１２】
また、前記希釈ガス供給通路３３の前記排気通路１５との連結部分にテーパー状の形状のものを用いて説明したが、本発明は限定されるものではなく他の形状としてもよい。
【０１１３】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａでは、減圧する際、前記排気通路１５のみしか大気を開放する通路はないが、本発明はこれに限定されるものではなく、別個大気を開放する通路を前記希釈ガス供給通路３３に設けるようにしてもよい。
【０１１４】
図１４は、本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置１０Ｅの構成を示す概略図である。図１４に示すように、本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置１０Ｅの希釈ガス供給手段３０Ｄは、前記希釈ガス供給通路３３に前記排気通路１５内の空気を排出する大気開放用通路４０を配設してなるものである。
【０１１５】
本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置１０Ｅの希釈ガス供給手段３０Ｄのように、前記希釈ガス供給通路３３に大気開放用通路４０を配設することにより、前記排気通路１５内の空気を排出することができる。
【０１１６】
従来、大気開放の際、空気は前記希釈ガス３１及び前記原料ガスＧの導入方向とは反対方向から前記プラスチック容器１２に向けて流れるため、前記排気通路１５の内面に付着した炭素膜が剥がれ前記プラスチック容器１２内等に入り込んでいた。
【０１１７】
本実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置１０Ｅによれば、大気開放する際に、前記希釈ガス供給通路３３と同じ通路上で大気開放を行なうことにより、前記希釈ガス３１及び前記原料ガスＧ導入方向と同方向に空気を送給することができるため、前記希釈ガス供給通路３３内の目詰まりを防止することができる。
【０１１８】
[第二の実施形態]
本発明による第二の実施形態に係るバリヤ膜形成装置について、図１５を参照して説明する。
図１５は、本発明の第二の実施形態に係るバリヤ膜形成装置を示す概略図である。本実施形態に係るバリヤ膜形成装置は、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａの構成と略同様であるため、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
【０１１９】
図１５に示すように、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｆの希釈ガス供給手段３０Ｅは、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａの希釈ガス供給通路３３のガス供給端部側を、プラスチック容器１２の口部１１の上部付近まで内部電極１７の外周を取り囲むように筒状ガス供給部３６を設け、希釈ガス供給通路３３のガス供給端部３６ａと内部電極１７とが二重管構造を形成してなるものである。
【０１２０】
本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｆの希釈ガス供給手段３０Ｅのように、前記希釈ガス供給通路３３のガス供給端部側に前記プラスチック容器１２の前記口部１１の上部付近まで前記内部電極１７の外周を取り囲むように前記筒状ガス供給部３６を設け、前記希釈ガス供給通路３３の前記ガス供給端部３６ａと前記内部電極１７とを二重管構造とすることにより、前記ガス供給端部３６ａから前記排気通路１５内に前記希釈ガス３１を導入することができる。これにより、前記プラスチック容器１２の口部１１付近まで前記希釈ガス３１を導入することができ、前記内部電極１７への炭素膜の付着を更に抑制することができる。
【０１２１】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｆでは、前記希釈ガス３１が前記プラスチック容器１２内に導入されないように、質量流量制御装置（ＭＦＣ）２３により導入される前記希釈ガス３１の流量を調整するようにしている。
【０１２２】
また、前記プラスチック容器１２の口元には前記プラスチック容器１２の口部内面に装着される図示しない口元マスクをつけているため、前記第一のプラズマ２６は図示しない口元マスクと前記内部電極１７との間を抜けていき、前記プラスチック容器１２と図示しない前記口元マスクとの間には前記第一のプラズマ２６は付かない構造となっている。
【０１２３】
[第三の実施形態]
本発明による第三の実施形態に係るバリヤ膜形成装置について、図１６を参照して説明する。
図１６は、本発明の第三の実施形態に係るバリヤ膜形成装置を示す概略図である。本実施形態に係るバリヤ膜形成装置は、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａの構成と略同様であるため、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
【０１２４】
図１６に示すように、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｇは、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａの希釈ガス供給手段３０Ａと同様の構成の希釈ガス供給手段３０Ｆを前記希釈ガス供給通路３３の下流側に配設したものである。
【０１２５】
本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｇのように、前記希釈ガス供給通路３３の下流側に前記希釈ガス供給手段３０Ｆを配設することにより、前記排気通路１５の下流側から前記排気通路１５内に前記希釈ガス３１を導入することができる。
【０１２６】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｇのように、前記排気通路１５内に導入された前記希釈ガス３１を図１６に示すような前記原料ガスＧの流れ方向とは逆方向の前記プラスチック容器１２に向けて導入することにより、前記排気通路１５内で前記希釈ガス３１が拡散し、前記排気通路１５の内面への炭素膜の付着を抑制することができる。
【０１２７】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｇでは、前記希釈ガス３１が前記プラスチック容器１２内に導入されないように、前記希釈ガス３１が前記プラスチック容器１２の前記口部１１付近にまで前記原料ガスＧと混合することができるように前記希釈ガス３１の流量を調整するようにしている。
【０１２８】
また、前記希釈ガス３１の導入する場所を前記排気通路１５の下流側とすることで、前記希釈ガス供給通路３３を装置に容易にとりつけることができる。
【０１２９】
[第四の実施形態]
本発明による第四の実施形態に係るバリヤ膜形成装置について、図１７を参照して説明する。
図１７は、本発明の第四の実施形態に係るバリヤ膜形成装置を示す概略図である。本実施形態に係るバリヤ膜形成装置は、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａの構成と略同様であるため、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａと同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
【０１３０】
図１７に示すように、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｈは、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａの希釈ガス供給手段３０Ａと同様の構成の希釈ガス供給手段３０Ｇを外部電極１３の下部に配設したものである。
【０１３１】
本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｈのように、前記外部電極１３の下部に前記希釈ガス供給手段３０Ｇを配設することにより、前記外部電極１３と前記プラスチック容器１２との間の空間内に前記希釈ガス３１を導入し、前記外部電極１３と前記プラスチック容器１２との間の空間を流れた前記希釈ガス３１を前記排気通路１５内に導入することができる。
【０１３２】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｈのように、前記プラスチック容器１２の口部１１から排出される前記原料ガスＧと前記希釈ガス供給手段３０Ｇから前記外部電極１３と前記プラスチック容器１２との間の空間に導入される前記希釈ガス３１とを同方向に送給することにより、前記プラスチック容器１２の口部１１付近から前記希釈ガス３１によって前記原料ガスＧを希釈することができると共に、前記プラスチック容器１２内に導入される前記希釈ガス３１の流量を抑制することができる。
【０１３３】
また、前記排気通路１５の上流側で前記プラスチック容器１２の前記口部１１付近から前記原料ガスＧに前記希釈ガス３１を混合することができるため、前記排気通路１５の内面への炭素膜の付着を抑制することができる。
【０１３４】
また、前記プラスチック容器１２とスペーサ２５又は外部電極１３との間の空間に前記希釈ガス３１を導入することにより、前記プラスチック容器１２と前記スペーサ２５又は外部電極１３との間の空間における放電を防止することができる。
【０１３５】
また、前記希釈ガス３１としては、前記プラスチック容器１２と前記スペーサ２５又は外部電極１３との間の空間における放電を防止するため、例えば酸素（Ｏ2）等を用いるのが好ましい。
【０１３６】
更に、前記排気通路１５内の前記原料ガスＧの下流側では、酸素（Ｏ2）による前記原料ガスＧの分解により前記プラスチック容器１２の変色、変形を防止することができる。
【０１３７】
また、前記希釈ガス３１の導入する場所を前記外部電極１３の下部に配設することで、前記希釈ガス供給通路３３の装置への取り付けを簡単にすることができる。
【０１３８】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｈでは、前記希釈ガス３１の導入する場所を前記外部電極１３の下部としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記外部電極１３の側壁部に設けるようにしてもよい。
【０１３９】
[第五の実施形態]
本発明による第五の実施形態に係るバリヤ膜形成装置について、図１８を参照して説明する。
図１８は、本発明の第五の実施形態に係るバリヤ膜形成装置を示す概略図である。本実施形態に係るバリヤ膜形成装置は、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置の構成と略同様であるため、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
【０１４０】
図１８に示すように、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｉの希釈ガス供給手段３０Ｈは、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａの希釈ガス供給通路３３に、排気通路１５と連通する希釈ガス３１を溜める所定の空間の第一のガス溜まり部４１と、前記希釈ガス供給通路３３と前記排気通路１５との連通部分に前記希釈ガス３１を前記排気通路１５に導入するフィルター４２とを配設してなるものである。
また、本実施形態では、この前記希釈ガス供給通路３３内の前記希釈ガス３１を溜める所定の空間を第一のガス溜まり部４１としている。
【０１４１】
本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｉのように、前記排気通路１５と連通する前記希釈ガス３１を溜める前記第一のガス溜まり部４１と、前記希釈ガス供給通路３３と前記排気通路１５との連通部分に前記希釈ガス３１を前記排気通路１５に導入する前記フィルター４２とからなる希釈ガス供給手段３０Ｈを配設することにより、前記第一のガス溜まり部４１内に前記希釈ガス３１を溜めると共に、前記排気通路１５内に導入することができる。
【０１４２】
これにより、前記排気通路１５内に放出された前記希釈ガス３１によって前記排気通路１５内で前記原料ガスＧを希釈し、前記排気通路１５内面への成膜を抑制することができる。
【０１４３】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｉでは、真空排気時に、前記排気通路１５内の圧力Ｐ2が低下し、前記第一のガス溜まり部４１の圧力Ｐ1と前記排気通路１５内の圧力Ｐ2との間で圧力差が生じた時から前記第一のガス溜まり部４１に前記希釈ガス３１が送給され、前記第一のガス溜まり部４１から前記フィルター４２を介して前記希釈ガス３１が前記排気通路１５に放出される。
また、この時の前記第一のガス溜まり部４１の流量Ｆ1は前記排気通路１５内の流量Ｆ2よりも小さい流量で供給される。
【０１４４】
そして、前記第一のガス溜まり部４１から前記排気通路１５内に前記希釈ガス３１を導入し、成膜終了後、前記希釈ガス供給通路３３の前記希釈ガスバルブ４３を開いて、再度次の前記希釈ガス３１を前記第一のガス溜まり部４１に送給して溜めておき、大気開放した後、前記希釈ガス供給通路３３の前記希釈ガスバルブ４３を閉じて次の成膜のときに備えておくようにする。
【０１４５】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｉでは、前記第一のガス溜まり部４１から前記排気通路１５に送給する前記希釈ガス３１の流量は、前記フィルター４２の目の大きさ、コンダクタンス、ガス溜まりの体積等を測定し、調整するようにしている。
【０１４６】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｉでは、前記第一のガス溜まり部４１を前記排気通路１５内の前記原料ガスＧの流れ上流から中流付近に設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記プラスチック容器１２の前記口部１１周辺の前記第一のプラズマ２６雰囲気付近または前記排気通路の下流側に設けるようにしてもよい。
【０１４７】
また、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｉでは、前記希釈ガス供給通路３３と前記排気通路１５との連通部分に前記フィルター４２を設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばオリフィスを設けるようにしてもよい。
ここで、オリフィスとは、液体が流れている管路の断面を狭める絞り機構のことをいう。
【０１４８】
前記希釈ガス供給通路３３と前記排気通路１５との連通部分に前記オリフィスを設けることで、前記フィルター４２同様、前記第一のガス溜まり部４１内に前記希釈ガス３１を溜めると共に、前記排気通路１５内に導入することができる。
【０１４９】
[第六の実施形態]
本発明による第六の実施形態に係るバリヤ膜形成装置について、図１９を参照して説明する。
図１９は、本発明の第六の実施形態に係るバリヤ膜形成装置を示す概略図である。本実施形態に係るバリヤ膜形成装置は、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置の構成と略同様であるため、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置と同一構成には同一符号を付して重複した説明は省略する。
【０１５０】
図１９に示すように、本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｊの希釈ガス供給手段３０Ｉは、前記図１に示した第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａの希釈ガス供給手段３０Ａに代えて、排気通路１５と連通する空気を溜める所定の空間を有する第二のガス溜まり部５１を有すると共に、該第二のガス溜まり部５１の排気通路１５との連通部分に空気５２を導入又は排出するフィルター４２を配設してなるものである。また、前記排気通路１５にはプラグ５３を設けている。
【０１５１】
本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｊのように、前記排気通路１５と連通する前記空気５２を溜める所定の空間を有する前記第二のガス溜まり部５１と、前記該第二のガス溜まり部５１の前記排気通路１５との連通部分に前記空気５２を導入・排出する前記フィルター４２とからなる希釈ガス供給手段３０Ｉとを配設することにより、前記第二のガス溜まり部５１内に前記希釈ガス３１を溜めると共に、前記排気通路１５内に導入することができる。
【０１５２】
これにより、前記排気通路１５内に放出された前記希釈ガス３１によって前記排気通路１５内で前記原料ガスＧを希釈し、前記排気通路１５内面への成膜を抑制することができる。
【０１５３】
本実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ｊでは、大気開放時に前記フィルター４２を介して前記排気通路１５から取り込まれた前記空気５２を前記第二のガス溜まり部５１に溜めておく。
【０１５４】
そして、真空排気時に、前記第二のガス溜まり部５１に前記希釈ガス３１を送給し、前記第二のガス溜まり部５１から前記フィルター４２を介して前記空気５２が前記排気通路１５に放出される。
【０１５５】
前記排気通路１５内に放出された前記空気５２により、前記排気通路１５内で前記原料ガスＧを希釈して前記排気通路１５の内面及び前記内部電極１７の外周面への成膜を抑制することができる。
【０１５６】
そして、前記第二のガス溜まり部５１から前記排気通路１５内に前記空気５２を導入し、成膜終了後、大気開放時、再度次の前記空気５２を前記第二のガス溜まり部５１に送給して溜めておき、次の成膜のときに備えておくようにする。
【０１５７】
また、前記排気通路１５に前記プラグ５３を設け、前記第二のガス溜まり部５１に溜められる前記空気５２の容量を調整することができるようにしている。
【０１５８】
[第七の実施形態]
本発明による第七の実施形態に係る充填システムの構成を示す概略図について、図２０を参照して説明する。
図２０は、本発明の第七の実施形態に係る充填システムを示した概略図である。
図２０に示すように、本実施形態に係る充填システム６０は、容器を成形する容器成形部６１と、前記成形された容器に炭素膜を形成する膜形成部６２と、前記内面に前記炭素膜を形成した膜形成容器６３内に充填物を充填する充填部６４と、前記充填物を充填した充填容器６５に蓋をする密封・密栓部６６とを具備するものである。
ここで、前記容器形成部６１、膜形成部６２、充填部６４及び密封・密栓部６６はロータリー式の製造ラインからなるものであり、これらの間には、容器を受け渡すための受渡部６７−１〜６７−５が各々設けられている。
また、本実施形態に係る充填システムの膜形成部６２は第一〜第六の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａ〜１０Ｊの何れか一つを用いているので、本実施形態に係る充填システムの膜形成部６２についての説明は省略する。
【０１５９】
前記容器形成部６１は、別途供給されるプリフォームＰが供給され、ブロー成形により連続したプラスチック容器１２を製造するようにしている。
連続して製造されたプラスチック容器１２は、次に内面に炭素膜を成膜する膜形成部６２に供給される。
【０１６０】
膜形成部６２では、本実施形態に係る第一〜第六の実施形態に係るバリヤ膜形成装置１０Ａ〜１０Ｊの何れか一つを用いて、上述した通り前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜を成膜する。
【０１６１】
前記膜形成部６２において前記希釈ガス３１によって前記原料ガスＧを希釈し、前記原料ガスＧ成分のみからなるプラスチック容器１２内の第一のプラズマ２６雰囲気とは異なる第二のプラズマ２７雰囲気を前記排気通路１５内に発生させることで、前記排気通路１５の内面及び前記内部電極１７の外周面への前記炭素膜の形成を抑制することができ、前記プラスチック容器１２内への炭素膜の微粉等の混入を防ぐことができる。また、炭素膜の除去作業を軽減でき、成膜後に炭素膜の除去を行なう時間的なロスを削減することができる。
【０１６２】
前記プラスチック容器１２の内面に炭素膜が形成された膜形成容器６３は、次に充填部６４に供給され、ここで充填物（例えば飲料用流動性充填物）が充填される。
前記飲料用流動性充填物とは例えば清涼飲料水等の液体飲料やヨーグルト等の流動性を有する飲料物を例示することができる。さらに、前記充填物としては、固形又は半固形の例えばご飯やレトルト食品又は液体や流動性の医薬品、化粧品等を例示することができるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、容器内部に充填することができるものであれば、いずれであってもよい。
【０１６３】
前記充填物が充填された充填容器６５は、次に容器に蓋を施す密封・密栓部６６に供給され、ここで蓋がなされて密封・密栓容器６８となり、その後必要に応じてラベル等が施されて製品となる。或いは蓋の代わりに、フィルムによるシール等の密封手段を用いるようにしてもよい。
【０１６４】
ここで、本実施例では密封・密栓容器６８まで一貫して製造しているが、被膜形成容器は、膜形成容器６３のままで外部に取り出して、その後別工程において飲料用流動性充填物を充填するようにしてもよい。
【０１６５】
以上、本実施形態によれば、前記膜形成部６２において成膜中に前記排気通路１５の内面及び前記内部電極１７の外周面への前記炭素膜の形成を抑制することができるため、プラスチック容器１２内への炭素膜の微粉等の混入を防止し、炭素膜の除去作業を軽減できると共に、炭素膜の除去を行なう時間的なロスを削減することができる。この結果、充填システムのメンテンスの負荷を軽減し、充填システムの効率を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
以上のように、本発明に係るバリヤ膜形成装置、充填システム、バリヤ膜被覆容器の製造方法は、前記容器内面へのバリヤ膜の成膜中に、前記排気通路内又は前記外部電極と前記容器との間の空間に前記バリヤ膜の形成を抑制する希釈ガスを導入する希釈ガス供給手段を設け、前記希釈ガスによって前記原料ガスを希釈し、前記原料ガス成分のみからなる前記容器内のプラズマ雰囲気とは異なるプラズマ雰囲気を前記排気通路内に発生させることで、前記排気通路の内面及び前記内部電極の外周面への前記バリヤ膜の形成を抑制させることに用いて適している。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】内面に炭素膜を被覆したプラスチック容器を製造するための第一のプロセス工程を示すフローチャートである。
【図３】図２に示す第一のプロセス工程の変形例であって、第二のプロセス工程を示すフローチャートである。
【図４】図２に示す第一のプロセス工程の変形例であって、第三のプロセス工程を示すフローチャートである。
【図５】図２に示す第一のプロセス工程の変形例であって、第四のプロセス工程を示すフローチャートである。
【図６】図２に示す第一のプロセス工程の変形例であって、第五のプロセス工程を示すフローチャートである。
【図７】図２に示す第一のプロセス工程の変形例であって、第六のプロセス工程を示すフローチャートである。
【図８】図７に示す第六のプロセス工程に従って行なったものであり、成膜停止と同時に希釈ガスの流量を増加させたときの時間と圧力との関係を示す図である。
【図９】図７に示す第六のプロセス工程の変形例であり、成膜停止後所定時間経過後に希釈ガスの流量を増加させたときの時間と圧力との関係を示す図である。
【図１０】成膜終了後も希釈ガスの流量を増加させないときの時間と圧力との関係を示す図である。
【図１１】本発明の第一の実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図１２】本発明の第一の実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図１３】本発明の第一の実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図１４】本発明の第一の実施形態に係る他のバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図１５】本発明の第二の実施形態に係るバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図１６】本発明の第三の実施形態に係るバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図１７】本発明の第四の実施形態に係るバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図１８】本発明の第五の実施形態に係るバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図１９】本発明の第六の実施形態に係るバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図２０】本発明の第七の実施形態に係る充填システムの構成を示す概略図である。
【図２１】従来のバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図２２】従来の他のバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図２３】従来の他のバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【図２４】従来の他のバリヤ膜形成装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１６８】
Ｇ  原料ガス
１０Ａ〜１０Ｊ  バリヤ膜形成装置
１１  口部
１２  プラスチック容器
１３  外部電極
１３−１  外部上部電極
１３−２  外部下部電極
１４  絶縁部材
１５  排気通路
１６  ガス吹出し部
１７  内部電極
１８  高周波電源
１９  チャンバ
２０  絶縁板
２１  導電コネクタ
２２  真空シール（Ｏリング）
２３  質量流量制御装置（ＭＦＣ）
２４  プラズマバリヤ
２５  スペーサ
２６  第一のプラズマ
２７  第二のプラズマ
２８  排気装置
３０Ａ、３０Ａ−１、３０Ａ−２、３０Ｂ〜３０Ｉ  希釈ガス供給手段
３１  希釈ガス
３２  希釈ガス供給源
３３  希釈ガス供給通路
３５  テーパー状供給部
３６  筒状ガス供給部
３６ａ  ガス供給端部
４０  大気開放用通路
４１  第一のガス溜まり部
４２  フィルター
４３  希釈ガスバルブ
５１  第二のガス溜まり部
５２  空気
５３  プラグ
６０  充填システム
６１  容器成形部
６２  膜形成部
６３  膜形成容器
６４  充填部
６５  充填容器
６６  密封・密栓部
６７−１〜６７−５  受渡部
６８  密封・密栓容器
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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