(57)【要約】【課題】高品質な薄膜を形成できる薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供する。【解決手段】第１電極及び第２電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスを供給し、放電空間に高周波電界を発生させることでガスを活性化し、基材を活性化したガスに晒して薄膜を形成する薄膜形成装置である。この薄膜形成装置には、第２電極が活性化したガスに晒されることを防止するクリーニングフィルムを、第２電極の放電面と、放電面に連続する放電面以外の表面の少なくとも一部とに密着させて搬送するフィルム用搬送機構を備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの放電面が対向された第１電極及び第２電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、
前記第２電極が前記活性化したガスに晒されることを防止するクリーニングフィルムを、前記第２電極の放電面と、前記放電面に連続する前記放電面以外の表面の少なくとも一部に密着させて搬送するフィルム用搬送機構を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
大気圧又は大気圧近傍の圧力下において、互いの放電面が対向された第１電極及び第２電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、
前記第２電極が前記活性化したガスに晒されることを防止するクリーニングフィルムを、前記第２電極の放電面と、前記放電面に連続する前記放電面以外の表面の少なくとも一部に密着させて搬送するフィルム用搬送機構を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の薄膜形成装置において、
前記第２電極の放電面に対して、前記クリーニングフィルムの搬送方向の上流側には、前記クリーニングフィルムを加熱する加熱部材が設けられていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記加熱部材は、前記クリーニングフィルムが前記放電面に達するまでに段階的或いは連続的に加熱することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記基材を前記第１電極の放電面に密着させながら搬送する基材用搬送機構を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の薄膜形成装置において、
前記基材用搬送機構は、前記基材を前記第１電極の放電面に連続する前記放電面以外の表面に密着させてから、前記第１電極の放電面に密着するように搬送することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記第２電極の放電面と、前記放電面以外の表面との連続角部は、円弧状に形成されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記第２電極の放電面は、前記第１電極の放電面に向かって凸となる曲面に形成されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記第２電極は、複数の小電極から形成されており、
前記フィルム用搬送機構は、前記小電極毎に設けられていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１０】
請求項９記載の薄膜形成装置において、
前記小電極は、固定されており、
前記フィルム用搬送機構は、前記クリーニングフィルムを前記小電極の表面に摺擦させながら、搬送させることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１１】
請求項９記載の薄膜形成装置において、
前記小電極はロール電極であり、前記フィルム用搬送機構による前記クリーニングフィルムの搬送に応じて回転することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記第１電極は、ロール電極であり、
前記複数の小電極は、前記ロール電極の周面に対向するように配置される棒状電極であることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス供給部が、前記複数の小電極のうち、第１の小電極及び前記第１の小電極に隣り合う第２の小電極の間隔を流路として、前記放電空間へ前記ガスを供給するように配置され、
前記第１の小電極及び前記第２の小電極のそれぞれの前記フィルム用搬送機構は、前記流路を形成する前記小電極の表面に密着するように、前記クリーニングフィルムを搬送することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の薄膜形成装置において、
前記流路を形成する前記小電極の表面は、前記流路の中央に向けて凸となる曲面に形成されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４記載の薄膜形成装置において、
前記第１の小電極及び前記第２の小電極のそれぞれの前記フィルム用搬送機構は、前記クリーニングフィルムを、前記ガス供給部の少なくとも一部に接触させてから、前記流路を形成する前記小電極の表面まで搬送することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記高周波電界が、前記第１電極による第１高周波電界及び前記第２電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記クリーニングフィルムは、ポリエステルから形成されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記クリーニングフィルムの全幅は、前記放電空間よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１９】
互いの放電面が対向された第１電極及び第２電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する薄膜形成方法において、
前記第２電極が前記活性化したガスに晒されることを防止するクリーニングフィルムを、前記第２電極の放電面と、前記放電面に連続する前記放電面以外の表面の少なくとも一部とに密着させて搬送することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２０】
大気圧又は大気圧近傍の圧力下において、互いの放電面が対向された第１電極及び第２電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する薄膜形成方法において、
前記第２電極が前記活性化したガスに晒されることを防止するクリーニングフィルムを、前記第２電極の放電面と、前記放電面に連続する前記放電面以外の表面の少なくとも一部とに密着させて搬送することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２１】
請求項１９又は２０記載の薄膜形成方法において、
前記第２電極の放電面に対して、前記クリーニングフィルムの搬送方向の上流側で、前記クリーニングフィルムを加熱することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記加熱部材は、前記クリーニングフィルムが前記放電面に達するまでに段階的或いは連続的に加熱することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２３】
請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記基材が前記活性化されたガスに晒される際に、前記基材を前記第１電極の放電面に密着させながら搬送することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の薄膜形成方法において、
前記基材を前記第１電極の放電面に連続する前記放電面以外の表面に密着させてから、前記第１電極の放電面に密着するように搬送することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２５】
請求項１９〜２４のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記第２電極の放電面と、前記放電面以外の表面の連続角部は、円弧状に形成されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２６】
請求項１９〜２５のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記第２電極の放電面は、前記第１電極の放電面に向かって凸となる曲面に形成されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２７】
請求項１９〜２６のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記第２電極は、複数の小電極から形成されており、
前記クリーニングフィルムを各小電極毎に搬送することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の薄膜形成方法において、
前記小電極は、固定されており、
前記フィルム用搬送機構は、前記クリーニングフィルムを前記小電極の表面に摺擦させながら、搬送させることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２９】
請求項２７記載の薄膜形成方法において、
前記小電極はロール電極であり、前記フィルム用搬送機構による前記クリーニングフィルムの搬送に応じて回転することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３０】
請求項２７〜２９のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記第１電極は、ロール電極であり、
前記複数の小電極は、前記ロール電極の周面に対向するように配置される棒状電極であることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３１】
請求項２７〜３０のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部が、前記複数の小電極のうち、第１の小電極及び前記第１の小電極に隣り合う第２の小電極の間隔を流路として、前記放電空間へ前記ガスを供給するように配置され、
前記第１の小電極及び前記第２の小電極のそれぞれの前記フィルム用搬送機構は、前記流路を形成する前記小電極の表面に密着するように、前記クリーニングフィルムを搬送することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３２】
請求項３１記載の薄膜形成方法において、
前記流路を形成する前記小電極の表面は、前記流路の中央に向けて凸となる曲面に形成されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３３】
請求項３１又は３２記載の薄膜形成方法において、
前記第１の小電極及び前記第２の小電極のそれぞれの前記フィルム用搬送機構は、前記クリーニングフィルムを、前記ガス供給部の少なくとも一部に接触させてから、前記流路を形成する前記小電極の表面まで搬送することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３４】
請求項１９〜３３のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記高周波電界が、前記第１電極による第１高周波電界及び前記第２電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３５】
請求項１９〜３４のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記クリーニングフィルムは、ポリエステルから形成されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３６】
請求項１９〜３５のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記クリーニングフィルムの全幅は、前記放電空間よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜形成装置及び薄膜形成方法に係り、特に、大気圧プラズマ放電処理を用いて薄膜を基材上に形成する薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＳＩ、半導体、表示デバイス、磁気記録デバイス、光電変換デバイス、太陽電池、ジョセフソンデバイス、光熱変換デバイス等の各種製品には、基材上に高性能性の薄膜を設けた材料が用いられている。薄膜を基材上に形成する手法には、塗布に代表される湿式製膜方法や、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に代表される乾式製膜方法、あるいは大気圧プラズマ放電処理を利用した大気圧プラズマ製膜方法等が挙げられるが、近年では、高い生産性を維持しつつ高品質な薄膜を形成できる大気圧プラズマ製膜方法の使用が特に望まれている。
【０００３】
大気圧プラズマ製膜方法は、対向する電極間に基材を配置させた状態で、薄膜形成ガスを供給し、両電極に電界を印加する。これにより、放電プラズマが発生し、基材を放電プラズマに晒すことで薄膜が形成される。ここで、放電プラズマの発生により、電極の放電面が汚染されてしまうと薄膜を均一に形成できなくなってしまう。この汚れを防止し、効率的な薄膜形成を可能とした薄膜形成装置として、例えば、特許文献１に記載される薄膜形成装置が挙げられる。この薄膜形成装置には、対向する２つの電極と、これらの電極にパルス化された電界を印加する高電圧パルス電源と、２つの電極の放電面に対して、それぞれ基材を密着するように搬送するフィルム用搬送機構と、電極間に薄膜形成ガスを供給する薄膜形成ガス供給部とが備わっている。そして、この薄膜形成装置は、電極間に薄膜形成ガスを供給してから、パルス化された電界を印加することにより放電プラズマを発生させて、２つの電極に密着した基材に薄膜を形成するようになっている。つまり、放電プラズマが発生しているときには、２つの電極の放電面は常に基材により覆われているので、放電面が汚れることを防止している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２１２７５３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らの研究によると、電極の放電面のみを基材で覆ったとしても、図１０に示すように、放電プラズマが発生するプラズマ空間ｈが電極１０１、１０２の放電面１０１ａ、１０２ａからはみ出してしまうために、基材１０３，１０４が放電面１０１ａ、１０２ａに接触する以前、つまり支えのない状態でプラズマ空間ｈに進入してしまい、放電プラズマの熱影響を過剰かつ急激に受けてしまう。これにより基材１０３、１０４は収縮し、皺やツレが発生してしまい、不均一な製膜になってしまう。
【０００６】
本発明の課題は、高品質な薄膜を形成できる薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
互いの放電面が対向された第１電極及び第２電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、
前記第２電極が前記活性化したガスに晒されることを防止するクリーニングフィルムを、前記第２電極の放電面と、前記放電面に連続する前記放電面以外の表面の少なくとも一部とに密着させて搬送するフィルム用搬送機構を備えることを特徴としている。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、フィルム用搬送機構が、クリーニングフィルムを第２電極の放電面と、前記放電面に連続する放電面以外の表面に密着させて搬送するので、第１電極及び第２電極の放電面のそれぞれに基材を密着させて薄膜を形成しなくても、第２電極においてはクリーニングフィルムの密着により、その表面が覆われることになる。したがって、第２電極の放電面が活性化されたガスにより汚染されることを防止できる。第２電極の放電面に汚れがなければ、基材にヘイズ（濁り）が発生せずに、高品質な製膜が可能となる。
また、クリーニングフィルムはフィルム用搬送機構によって搬送されるので、第２電極の放電面に密着するクリーニングフィルムを新たなものに連続して交換することができる。このため、第２電極の放電面を長期にわたってメンテナンスフリーとすることができる。
【０００９】
ここで、第２電極の放電面に位置したクリーニングフィルムに皺やツレが発生していると、プラズマ空間内の均一性が乱れてしまい、不均一な製膜としまう。この皺やツレが発生する原因は、上記した基材の場合と同様に、放電プラズマの発生するプラズマ空間に支えのない状態で進入することにより、熱影響を受けて収縮してしまうことにある。しかしながら、この請求項１記載の発明であると、クリーニングフィルムは、第２電極の放電面と、前記放電面に連続する放電面以外の表面に密着されているために、前記放電面以外の表面によって支えられた状態でプラズマ空間に進入する。これにより、クリーニングフィルムが熱影響を受けたとしても均されるため、皺やツレが発生することを防止できる。したがって、プラズマ空間内の均一性を維持することができ、高品質な薄膜の形成が可能となる。
そして、クリーニングフィルムが第２電極の放電面に密着しているので、製膜ガスを流さず放電ガスのみを放電空間に流した場合においては、第２電極を保護することができる。
このように、クリーニングフィルムが第２電極の放電面の汚れを防止するとともに保護しているので、薄膜を長期にわたって安定して形成することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、
大気圧又は大気圧近傍の圧力下において、互いの放電面が対向された第１電極及び第２電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、
前記第２電極が前記活性化したガスに晒されることを防止するクリーニングフィルムを、前記第２電極の放電面と、前記放電面に連続する前記放電面以外の表面の少なくとも一部とに密着させて搬送するフィルム用搬送機構を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。さらに、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で製膜を行うことができるので、真空で製膜を行う場合に比べて、高速製膜が可能となるとともに連続生産が可能となる。そして、真空にするための装置等も必要でないために、設備費を削減できる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の薄膜形成装置において、
前記第２電極の放電面に対して、前記クリーニングフィルムの搬送方向の上流側には、前記クリーニングフィルムを加熱する加熱部材が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、第２電極の放電面における上流側で加熱部材がクリーニングフィルムを加熱するので、第２電極の放電面に接触する以前にクリーニングフィルムを加熱することができる。このため、プラズマ空間にクリーニングフィルムが進入したとしても急激かつ過剰に熱影響を受けることを防止でき、放電プラズマの熱による収縮を抑えることができる。したがって、クリーニングフィルムに皺やツレが発生することを、さらに防止することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記加熱部材は、前記クリーニングフィルムが前記放電面に達するまでに段階的或いは連続的に加熱することを特徴としている。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、加熱部材によってクリーニングフィルムは放電面に達するまでに段階的或いは連続的に加熱されるので、加熱部材においても急減に加熱されることはなく、皺やツレの発生をさらに抑制することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記基材を前記第１電極の放電面に密着させながら搬送する基材用搬送機構を備えることを特徴としている。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、基材用搬送機構が基材を第１電極の放電面に密着させながら搬送するので、第１電極の放電面が活性化されたガスにより汚染されることを防止できる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の薄膜形成装置において、
前記基材用搬送機構は、前記基材を前記第１電極の放電面に連続する前記放電面以外の表面に密着させてから、前記第１電極の放電面に密着するように搬送することを特徴としている。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、基材が、第１電極の放電面に密着する前に、第１電極の放電面に連続する放電面以外の表面に密着されるために、前記放電面以外の表面によって支えられた状態でプラズマ空間に進入する。これにより、基材が熱影響を受けたとしても均されるため、皺やツレが発生することを防止でき、高品質な薄膜の形成が可能となる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記第２電極の放電面と、前記放電面以外の表面との連続角部は、円弧状に形成されていることを特徴としている。
【００２１】
請求項７記載の発明によれば、第２電極の放電面及び前記放電面に連続する前記放電面以外の表面の連続角部が、円弧状に形成されているので、クリーニングフィルムが前記放電面以外の表面から放電面まで移動する際に引っかかることを防止でき、スムーズに搬送させることができる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記第２電極の放電面は、前記第１電極の放電面に向かって凸となる曲面に形成されていることを特徴としている。
【００２３】
請求項８記載の発明によれば、第２電極の放電面が、第１電極の放電面に向かって凸となる曲面に形成されているので、第２電極の放電面とクリーニングフィルムとの密着性を高めることができる。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記第２電極は、複数の小電極から形成されており、
前記フィルム用搬送機構は、前記小電極毎に設けられていることを特徴としている。
【００２５】
請求項９記載の発明によれば、フィルム用搬送機構が、小電極毎に設けられているので、小電極毎にクリーニングフィルムを搬送することにより、各小電極に対する汚れを防止できる。
【００２６】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の薄膜形成装置において、
前記小電極は、固定されており、
前記フィルム用搬送機構は、前記クリーニングフィルムを前記小電極の表面に摺擦させながら、搬送させることを特徴としている。
【００２７】
請求項１０記載の発明によれば、小電極が固定されている場合においても、フィルム用搬送機構がクリーニングフィルムを小電極の表面に摺擦させながら搬送するので、皺やツレの発生を極力抑えることができる。
【００２８】
請求項１１記載の発明は、請求項９記載の薄膜形成装置において、
前記小電極はロール電極であり、前記フィルム用搬送機構による前記クリーニングフィルムの搬送に応じて回転することを特徴としている。
【００２９】
請求項１１記載の発明によれば、小電極がロール電極であり、さらにクリーニングフィルムの搬送に応じて回転するので、クリーニングフィルムをスムーズに搬送することができる。
【００３０】
請求項１２記載の発明は、請求項９〜１１記載の薄膜形成装置において、
前記第１電極は、ロール電極であり、
前記複数の小電極は、前記ロール電極の周面に対向するように配置される棒状電極であることを特徴としている。
【００３１】
請求項１２記載の発明によれば、第１電極を、ロール電極とし、その周面に対向するように複数の小電極を配置した場合においても、第１電極及び第２電極が汚れることを防止できる。
【００３２】
請求項１３記載の発明は、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス供給部が、前記複数の小電極のうち、第１の小電極及び前記第１の小電極に隣り合う第２の小電極の間隔を流路として、前記放電空間へ前記ガスを供給するように配置され、
前記第１の小電極及び前記第２の小電極のそれぞれの前記フィルム用搬送機構は、前記流路を形成する前記小電極の表面に密着するように、前記クリーニングフィルムを搬送することを特徴としている。
【００３３】
請求項１３記載の発明によれば、ガスの流路を形成する小電極の表面にクリーニングフィルムが密着されるので、この流路を形成する小電極の表面が汚れることを防止できる。
【００３４】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の薄膜形成装置において、
前記流路を形成する前記小電極の表面は、前記流路の中央に向けて凸となる曲面に形成されていることを特徴としている。
【００３５】
請求項１４記載の発明によれば、流路を形成する前記小電極の表面が、流路の中央に向けて凸となる曲面に形成されているので、クリーニングフィルムを流路内でも小電極に密着させながらスムーズに搬送させることができ、皺やツレの発生を抑制することができる。
【００３６】
請求項１５記載の発明は、請求項１３又は１４記載の薄膜形成装置において、前記第１の小電極及び前記第２の小電極のそれぞれの前記フィルム用搬送機構は、前記クリーニングフィルムを、前記ガス供給部の少なくとも一部に接触させてから、前記流路を形成する前記小電極の表面まで搬送することを特徴としている。
【００３７】
請求項１５記載の発明によれば、クリーニングフィルムは、ガス供給部の周縁に接触されてから、流路を形成する小電極の表面まで搬送されるので、ガス供給部から流路までの空間は、クリーニングフィルムによって仕切られることになって、ガスが流路外に流れることを防止できる。
【００３８】
請求項１６記載の発明は、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記高周波電界が、前記第１電極による第１高周波電界及び前記第２電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴としている。
【００３９】
請求項１６記載の発明によれば、高周波電界が、第１高周波電界及び第２高周波電界を重畳したものであり、第１高周波電界の周波数ω１より第２高周波電界の周波数ω２が高く、第１高周波電界の電界強度Ｖ１、第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たしているので、窒素等の安価なガスを用いた場合においても、薄膜形成可能な放電を起こし、高品位な薄膜形成に必要な高密度プラズマを発生することができる。
【００４０】
請求項１７記載の発明は、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記クリーニングフィルムは、ポリエステルから形成されていることを特徴としている。
【００４１】
ここで、ポリエステルは、他の樹脂よりも生産性に優れ、安価である。このため、請求項１７記載の発明のように、クリーニングフィルムがポリエステルから形成されていれば、生産性を高めることができる。
【００４２】
請求項１８記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記クリーニングフィルムの全幅は、前記放電空間よりも大きくなるように設定されていることを特徴としている。
【００４３】
請求項１８記載の発明によれば、クリーニングフィルムの全幅が、放電空間よりも大きくなるように設定されているので、第２電極はクリーニングフィルムによって覆われることで、放電プラズマに晒されなくなり、第２電極に対する汚れを防止できる。さらに、クリーニングフィルムエッジが放電空間内に侵入しないために、放電集中によるアーク放電を防止できる。
【００４４】
請求項１９記載の発明は、
互いの放電面が対向された第１電極及び第２電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する薄膜形成方法において、
前記第２電極が前記活性化したガスに晒されることを防止するクリーニングフィルムを、前記第２電極の放電面と、前記放電面に連続する前記放電面以外の表面の少なくとも一部とに密着させて搬送することを特徴としている。
【００４５】
請求項１９記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４６】
請求項２０記載の発明は、
大気圧又は大気圧近傍の圧力下において、互いの放電面が対向された第１電極及び第２電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する薄膜形成方法において、
前記第２電極が前記活性化したガスに晒されることを防止するクリーニングフィルムを、前記第２電極の放電面と、前記放電面に連続する前記放電面以外の表面の少なくとも一部とに密着させて搬送することを特徴としている。
【００４７】
請求項２０記載の発明によれば、請求項２記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４８】
請求項２１記載の発明は、請求項１９又は２０記載の薄膜形成方法において、
前記第２電極の放電面に対して、前記クリーニングフィルムの搬送方向の上流側で、前記クリーニングフィルムを加熱することを特徴としている。
【００４９】
請求項２１記載の発明によれば、請求項３記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５０】
請求項２２記載の発明は、請求項１９〜２１記載の薄膜形成方法において、
前記加熱部材は、前記クリーニングフィルムが前記放電面に達するまでに段階的或いは連続的に加熱することを特徴としている。
【００５１】
請求項２２記載の発明によれば、請求項４記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５２】
請求項２３記載の発明は、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記基材が前記活性化されたガスに晒される際に、前記基材を前記第１電極の放電面に密着させながら搬送することを特徴としている。
【００５３】
請求項２３記載の発明によれば、請求項５記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５４】
請求項２４記載の発明は、請求項２３記載の薄膜形成方法において、
前記基材を前記第１電極の放電面に連続する前記放電面以外の表面に密着させてから、前記第１電極の放電面に密着するように搬送することを特徴としている。
【００５５】
請求項２４記載の発明によれば、請求項６記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５６】
請求項２５記載の発明は、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記第２電極の放電面と、前記放電面以外の表面との連続角部は、円弧状に形成されていることを特徴としている。
【００５７】
請求項２５記載の発明によれば、請求項７記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５８】
請求項２６記載の発明は、請求項１９〜２５のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記第２電極の放電面は、前記第１電極の放電面に向かって凸となる曲面に形成されていることを特徴としている。
【００５９】
請求項２６記載の発明によれば、請求項８記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００６０】
請求項２７記載の発明は、請求項１９〜２６のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記第２電極は、複数の小電極から形成されており、
前記クリーニングフィルムを各小電極毎に搬送することを特徴としている。
【００６１】
請求項２７記載の発明によれば、請求項９記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００６２】
請求項２８記載の発明は、請求項２７記載の薄膜形成方法において、
前記小電極は、固定されており、
前記フィルム用搬送機構は、前記クリーニングフィルムを前記小電極の表面に摺擦させながら、搬送させることを特徴としている。
【００６３】
請求項２８記載の発明によれば、請求項１０記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００６４】
請求項２９記載の発明は、請求項２７記載の薄膜形成方法において、
前記小電極はロール電極であり、前記フィルム用搬送機構による前記クリーニングフィルムの搬送に応じて回転することを特徴としている。
【００６５】
請求項２９記載の発明によれば、請求項１１記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００６６】
請求項３０記載の発明は、請求項２７〜２９のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記第１電極は、ロール電極であり、
前記複数の小電極は、前記ロール電極の周面に対向するように配置される棒状電極であることを特徴としている。
【００６７】
請求項３０記載の発明によれば、請求項１２記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００６８】
請求項３１記載の発明は、請求項２７〜３０のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部が、前記複数の小電極のうち、第１の小電極及び前記第１の小電極に隣り合う第２の小電極の間隔を流路として、前記放電空間へ前記ガスを供給するように配置され、
前記第１の小電極及び前記第２の小電極のそれぞれの前記フィルム用搬送機構は、前記流路を形成する前記小電極の表面に密着するように、前記クリーニングフィルムを搬送することを特徴としている。
【００６９】
請求項３１記載の発明によれば、請求項１３記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００７０】
請求項３２記載の発明は、請求項３１記載の薄膜形成方法において、
前記流路を形成する前記小電極の表面は、前記流路の中央に向けて凸となる曲面に形成されていることを特徴としている。
【００７１】
請求項３２記載の発明によれば、請求項１４記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００７２】
請求項３３記載の発明は、請求項３１又は３２記載の薄膜形成方法において、前記第１の小電極及び前記第２の小電極のそれぞれの前記フィルム用搬送機構は、前記クリーニングフィルムを、前記ガス供給部の少なくとも一部に接触させてから、前記流路を形成する前記小電極の表面まで搬送することを特徴としている。
【００７３】
請求項３３記載の発明によれば、請求項１５記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００７４】
請求項３４記載の発明は、請求項１９〜３３のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記高周波電界が、前記第１電極による第１高周波電界及び前記第２電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴としている。
【００７５】
請求項３４記載の発明によれば、請求項１６記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００７６】
請求項３５記載の発明は、請求項１９〜３４のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記クリーニングフィルムは、ポリエステルから形成されていることを特徴としている。
【００７７】
請求項３５記載の発明によれば、請求項１７記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００７８】
請求項３６記載の発明は、請求項１９〜３５のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記クリーニングフィルムの全幅は、前記放電空間よりも大きくなるように設定されていることを特徴としている。
【００７９】
請求項３６記載の発明によれば、請求項１８記載の発明と同等の効果を得ることができる。
【００８０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図１は、薄膜形成装置１の概略構成を表すの側面図である。
【００８１】
この薄膜形成装置１は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で、放電プラズマを発生させることによってガスを活性化し、その活性化したガスに基材を晒して、基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置である。薄膜形成装置１には、図１に示すように、シート状の基材２をその周面に密着させて搬送する第１電極１０が回転自在に設けられている。
【００８２】
図２は、第１電極１０を表す斜視図であり、この第１電極１０は、導電性の金属質母材１１の表面に誘電体１２が被覆されたロール状電極である。第１電極１０の内部には、表面温度を調節するため、例えば、水やシリコンオイル等の温度調節用の媒体が循環できるようになっており、この循環部分には、図１に示すように、配管３を介して温度調節装置４が接続されている。また、第１電極１０には、第１フィルタ１３を介して第１電源１４が接続されている。第１電極１０の周縁には、基材２を第１電極１０の周面に密着させて搬送するために基材用搬送機構１５と、基材２上に薄膜を形成するための複数の薄膜形成ユニット２０が設けられている。
【００８３】
基材用搬送機構１５には、基材２を第１電極１０の周面に案内する第１ガイドローラ１６及び第１ニップローラ１７と、前記周面に密着した基材２を剥がして、次行程まで案内する第２ガイドローラ１８と、第１ガイドローラ１６、第２ガイドローラ１８及び第１電極１０を連動するように回転させる駆動源５１（図６参照）とが設けられている。
【００８４】
図３は薄膜形成ユニット２０の側面図であり、図４は薄膜形成ユニット２０の正面図である。薄膜形成ユニット２０には、第１電極１０の周面に対向し、第１電極１０よりも幅の大きい一対の小電極（第２電極）２１が、間隔ａを空けて配置されている。つまり、この一対の小電極２１のうち、一方の小電極２１が第１の小電極２１Ａであり、他方の小電極２１が第１小電極２１Ａに隣り合う第２の小電極２１Ｂである。そして、上記した間隔ａが放電空間Ａであり、放電空間Ａを成す第１電極１０及び小電極２１の対向する面をそれぞれ放電面１０ａ、２１ａとする。また、一対の小電極２１の間には、隙間ｂが設けられている。図５は、小電極２１を表す斜視図であり、小電極２１は導電性の金属質母材２１１の表面に誘電体２１２が被覆された棒状電極である。小電極２１は内部が中空となっており、この中空部分２１３には、配管５を介して温度調節装置６が接続されている。中空部分２１３に温度調節用の媒体を流すことにより、電極表面の温度調節ができるようになっている。また、小電極２１の角部（連結角部）２１５は円弧状に形成されている。つまり、小電極２１の四面は角部２１５を介して連続していることから、放電面１０ａ及び放電面１０ａ以外の表面も連続することになる。そして、各薄膜形成ユニット２０の小電極２１には、図１に示すように、第２フィルタ２２を介して第２電源２３が接続されている。
【００８５】
また、薄膜形成ユニット２０には、図３に示すように、一対の小電極２１の隙間ｂに向けてガスを噴出するガス供給部２４が、前記隙間ｂに対向するように配置されている。これにより隙間ｂは、放電空間Ａにガスを供給する流路Ｂとなる。ガス供給部２４には、内部にガス流路が形成されたノズル本体部２５と、ノズル本体部２５から流路Ｂに向けて突出し、ガス流路に連通してガスを噴出するガス噴出部２６とが設けられている。
【００８６】
また、薄膜形成ユニット２０には、小電極２１の汚れを防止するクリーニングフィルム２７を、小電極２１に密着させながら、連続的若しくは間欠的に搬送するフィルム用搬送機構３０が各小電極２１に応じて設けられている。このフィルム用搬送機構３０には、ガス供給部２４の近傍で、クリーニングフィルム２７を案内する第１フィルム用ガイドローラ３１が設けられている。この第１フィルム用ガイドローラ３１の上流側には、図示しないクリーニングフィルム２７の巻き出しローラ若しくはクリーニングフィルム２７の元巻が設けられている。
また、ガス供給部２４に対して、第１フィルム用ガイドローラ３１よりも遠方には、第２フィルム用ガイドローラ３２を介してクリーニングフィルム２７を巻き取る巻取部（図示省略）が設けられている。第１フィルム用ガイドローラ３１、第２フィルム用ガイドローラ３２及びクリーニングフィルム２７の全幅は、図４に示すように、第１電極１０の全幅よりも長く設定されている。具体的には、クリーニングフィルム２７の全幅長は、両端が第１電極１０の両端から１〜１００ｍｍではみ出すように設定されていることが好ましい。これにより、クリーニングフィルム２７が放電空間Ａよりも大きくなる。つまり小電極２１は、クリーニングフィルム２７に覆われることにより、放電プラズマに晒されなくなり、小電極２１に対する汚れを防止できる。また、クリーニングフィルム２７のエッジが放電空間Ａ内に侵入しないために、放電集中によるアーク放電を防止できる。
【００８７】
このフィルム用搬送機構３０によってクリーニングフィルム２７は、巻出ローラから引き出された後、第１フィルム用ガイドローラ３１に案内されて、ガス供給部２４のノズル本体部２５の周縁に接触した後に、小電極２１の流路Ｂを形成する表面２１ｂに密着してから、角部２１５を介して放電面２１ａに密着し、第２フィルム用ガイドローラ３２に案内されて、巻取部で巻き取られるようになっている。この際、角部２１５が円弧状に形成されているので、クリーニングフィルム２７が前記放電面２１ａ以外の表面２１ｂから放電面２１ａまで移動する際に引っかかることを防止でき、スムーズに搬送させることができる。なお、本実施形態では、小電極２１の放電面２１ａが平面であるが、この放電面２１ａを、第１電極１０の放電面１０ａに向かって凸となる曲面に形成してもよい。こうした場合、小電極２１の放電面２１ａとクリーニングフィルム２７との密着性をさらに高めることができる。さらに、本実施の形態では、流路Ｂを形成する小電極２１の表面においても平面であるが、この表面を流路Ｂの中央に向けて凸となる曲面に形成してもよい。これにより、クリーニングフィルム２７を流路Ｂ内でも小電極２１に密着させながらスムーズに搬送させることができ、皺やツレの発生を抑制することができる。
【００８８】
そして、上記のように、クリーニングフィルム２７とノズル本体部２５とが接触しているので、ガス供給部２４から流路Ｂまでの空間は、クリーニングフィルム２７によって仕切られることになって、ガスが流路Ｂ外に流れることを防止できる。
【００８９】
ここで、クリーニングフィルム２７が小電極２１に密着していない場合においては、上記のように小電極２１の表面が放電面２１ａとなるが、クリーニングフィルム２７が小電極２１に密着している場合には、前記放電面２１ａに密着するクリーニングフィルム２７の表面が放電面になる。同様に、基材２が第１電極１０の表面に密着していない場合においては、上記のように第１電極１０の表面が放電面１０ａとなるが、基材２が第１電極１０に密着している場合には、前記放電面１０ａに密着する基材２の表面が放電面になる。したがって、基材２及びクリーニングフィルム２７がそれぞれ第１電極１０及び小電極２１に密着している場合には、放電空間Ａは基材２及びクリーニングフィルム２７の表面より形成されることになる。
【００９０】
薄膜形成装置１には、図６に示すように、各駆動部を制御する制御装置５０が設けられている。制御装置５０には、駆動源５１、記憶部５２、第１電源１４、第２電源２３、ガス供給部２４、温度調節装置４，６、第２フィルム用ガイドローラ３２が電気的に接続されている。なお、制御装置５０には、これら以外にも薄膜形成装置１の各駆動部などが接続されている。そして、制御装置５０は、記憶部５２中に書き込まれている制御プログラムや制御データに従い各種機器を制御するようになっている。
【００９１】
次に、放電空間Ａに供給されるガスについて説明する。
放電空間Ａに供給されるガスは、少なくとも放電ガス及び薄膜形成ガスを含有している。放電ガス及び薄膜形成ガスは、混合した状態で噴出しても、個別に噴出してもよい。なお、これら以外にも添加ガスを加えてもよい。いずれの場合においても、放電ガスの量は、放電空間Ａに供給する全ガス量に対して、９０〜９９．９９体積％であることが好ましい。
【００９２】
放電ガスとは、薄膜形成可能なグロー放電を起こすことのできるガスである。放電ガスとしては、窒素、希ガス、空気、水素ガス、酸素などがあり、これらを単独で放電ガスとして用いても、混合して用いてもかまわない。本実施形態では、比較的安価な窒素を用いている。この場合、放電ガスの５０〜１００体積％が窒素であることが好ましく、さらに窒素に混合させるガスとして希ガスを使用し、放電ガスの５０％未満を含有させることが好ましい。
【００９３】
薄膜形成ガスとしては、例えば、有機金属化合物、ハロゲン金属化合物、金属水素化合物等が挙げられる。
有機金属化合物としては、以下の一般式（Ｉ）で示すものが好ましい。
一般式（Ｉ）  Ｒ１ｘＭＲ２ｙＲ３ｚ式中、Ｍは金属、Ｒ１はアルキル基、Ｒ２はアルコキシ基、Ｒ３はβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基であり、金属Ｍの価数をｍとした場合、ｘ＋ｙ＋ｚ＝ｍであり、ｘ＝０〜ｍ、またはｘ＝０〜ｍ−１であり、ｙ＝０〜ｍ、ｚ＝０〜ｍで、いずれも０または正の整数である。Ｒ１のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。Ｒ２のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、３，３，３−トリフルオロプロポキシ基等が挙げられる。またアルキル基の水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。Ｒ３のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基としては、β−ジケトン錯体基として、例えば、２，４−ペンタンジオン（アセチルアセトンあるいはアセトアセトンともいう）、１，１，１，５，５，５−ヘキサメチル−２，４−ペンタンジオン、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、１，１，１−トリフルオロ−２，４−ペンタンジオン等が挙げられ、β−ケトカルボン酸エステル錯体基として、例えば、アセト酢酸メチルエステル、アセト酢酸エチルエステル、アセト酢酸プロピルエステル、トリメチルアセト酢酸エチル、トリフルオロアセト酢酸メチル等が挙げられ、β−ケトカルボン酸として、例えば、アセト酢酸、トリメチルアセト酢酸等が挙げられ、またケトオキシとして、例えば、アセトオキシ基（またはアセトキシ基）、プロピオニルオキシ基、ブチリロキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等が挙げられる。これらの基の炭素原子数は、上記例有機金属化合物を含んで、１８以下が好ましい。また例示にもあるように直鎖または分岐のもの、また水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。
【００９４】
本発明において取り扱いの問題から、爆発の危険性の少ない有機金属化合物が好ましく、分子内に少なくとも１つ以上の酸素を有する有機金属化合物が好ましい。このようなものとしてＲ２のアルコキシ基を少なくとも１つを含有する有機金属化合物、またＲ３のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基を少なくとも一つ有する有機金属化合物が好ましい。
【００９５】
また、薄膜形成性ガスに使用する有機金属化合物、ハロゲン金属化合物、金属水素化合物の金属として、例えば、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等が挙げられる。
【００９６】
また、添加ガスを混合する場合においては、添加ガスとして、例えば、酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、アンモニア等が挙げられるが、酸素、一酸素化炭素及び水素が好ましく、これらから選択される成分を混合させるのが好ましい。その含有量はガス全量に対して０．０１〜５体積％含有させることが好ましく、それによって反応促進され、かつ、緻密で良質な薄膜を形成することができる。
【００９７】
次に、基材２について説明する。基材２としては、板状、シート状またはフィルム状の平面形状のもの、あるいはレンズその他成形物等の立体形状のもの等の薄膜をその表面に形成できるものであれば特に限定はない。基材２が静置状態でも移送状態でもプラズマ状態の混合ガスに晒され、均一の薄膜が形成されるものであれば基材２の形態または材質には制限ない。材質的には、例えばガラス、樹脂、陶器、金属、非金属等様々のものを使用できる。具体的には、ガラスとしては、例えばガラス板やレンズ等、樹脂としては、例えば樹脂レンズ、樹脂フィルム、樹脂シート、樹脂板等が挙げられる。
【００９８】
樹脂フィルムは本発明に係る薄膜形成装置１の電極間または電極の近傍を連続的に移送させて透明導電膜を形成することができるので、スパッタリングのような真空系のようなバッチ式でない、大量生産に向き、連続的な生産性の高い生産方式として好適である。
【００９９】
樹脂からなる基材２の材質としては、例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートプロピオネートまたはセルロースアセテートブチレートのようなセルロースエステル、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのようなポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコールコポリマー、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリメチルアクリレート、アクリレートコポリマー等が挙げられる。
【０１００】
また、本発明に用いられる基材２は、厚さが１０〜１０００μｍ、より好ましくは４０〜２００μｍのフィルム状のものが使用されている。
【０１０１】
次に、クリーニングフィルム２７について説明する。
クリーニングフィルム２７は、例えば樹脂フィルム、紙、布、不織布等から形成されている。樹脂としては、例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートプロピオネートまたはセルロースアセテートブチレートのようなセルロースエステル、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのようなポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコールコポリマー、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリメチルアクリレート、アクリレートコポリマー等が挙げられる。そして、さらに好ましくは、安価で生産性に優れるポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びＰＥＴを主体とする樹脂フィルムである。また本発明に用いられるクリーニングフィルム２７は、厚みが１０〜１０００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍのフイルム状のものが使用されている。また、また材質に求められる性質としては、大気圧プラズマ処理を行っている最中は非常に高温となるために、耐熱性すなわち熱的寸法安定性に優れたものがよい。さらに熱的寸法安定性を向上させるためにアニール処理等を施したものがより好ましい。
【０１０２】
次に、第１電極１０及び小電極２１を形成する金属質母材１１、２１１及び誘電体１２、２１２について説明する。
金属質母材１１、２１１と誘電体１２、２１２と組み合わせとしては、両者の間に特性が合うものが好ましく、その一つの特性として、金属質母材１１、２１１と誘電体１２、２１２との線熱膨張係数の差が１０×１０−６／℃以下となる組み合わせのものである。好ましくは８×１０−６／℃以下、更に好ましくは５×１０−６／℃以下、更に好ましくは２×１０−６／℃以下である。なお、線熱膨張係数とは、周知の材料特有の物性値である。
【０１０３】
線熱膨張係数の差が、この範囲にある導電性の金属質母材と誘電体との組み合わせとしては、例えば、１）金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜、２）金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がガラスライニング、３）金属質母材がステンレススティールで、誘電体がセラミックス溶射被膜、４）金属質母材がステンレススティールで、誘電体がガラスライニング、５）金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜、６）金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がガラスライニング、７）金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜、８）金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がガラスライニング、等が挙げられる。線熱膨張係数の差という観点では、上記１）または２）および５）〜８）が好ましく、特に１）が好ましい。
【０１０４】
そして、金属質母材１１、２１１は、チタンまたはチタン合金が特に有用である。金属質母材１１、２１１をチタンまたはチタン合金とし、誘電体１２、２１２を上記組み合わせに応じる素材とすることにより、使用中の電極の劣化、特にひび割れ、剥がれ、脱落等がなく、過酷な条件での長時間の使用に耐えることが可能となる。
【０１０５】
本発明に有用な電極の金属質母材１１、２１１は、チタンを７０質量％以上含有するチタン合金またはチタン金属である。本発明において、チタン合金またはチタン金属中のチタンの含有量は、７０質量％以上であれば、問題なく使用できるが、好ましくは８０質量％以上のチタンを含有しているものが好ましい。本発明に有用なチタン合金またはチタン金属は、工業用純チタン、耐食性チタン、高力チタン等として一般に使用されているものを用いることができる。工業用純チタンとしては、例えばＴＩＡ、ＴＩＢ、ＴＩＣ、ＴＩＤ等が挙げられ、何れも鉄原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、水素原子等を極僅か含有しているものであり、チタンの含有量は９９質量％以上を有している。耐食性チタン合金としては、Ｔ１５ＰＢを好ましく用いることができ、上記含有原子の他に鉛を含有しており、チタン含有量は９８質量％以上である。また、チタン合金としては、鉛を除く上記の原子の他に、例えば、アルミニウムを含有し、その他バナジウムや錫を含有しているＴ６４、Ｔ３２５、Ｔ５２５、ＴＡ３等を好ましく用いることができ、これらのチタン含有量としては、８５質量％以上を含有しているものである。これらのチタン合金またはチタン金属はステンレススティール、例えばＡＩＳＩ３１６に比べて、熱膨張係数が１／２程度小さく、金属質母材１１、２１１としてチタン合金またはチタン金属の上に施された誘電体１２、２１２との組み合わせがよく、高温、長時間での使用に耐えることができる。
【０１０６】
一方、誘電体１２、２１２の求められる特性としては、具体的には、比誘電率が６〜４５の無機化合物であることが好ましく、また、このような誘電体としては、例えば、アルミナ、窒化珪素等のセラミックス、あるいは、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス等のガラスライニング材等が挙げられる。この中では、セラミックスを溶射したものやガラスライニングにより設けたものが好ましい。特にアルミナを溶射して設けた誘電体１２、２１２が好ましい。
【０１０７】
または、大電力に耐えうる仕様の一つとして、誘電体１２、２１２の空隙率が１０体積％以下、好ましくは８体積％以下であることで、好ましくは０体積％を越えて５体積％以下である。また、大電力に耐えうる別の好ましい仕様としては、誘電体１２、２１２の厚みが０．５〜２ｍｍであることである。この膜厚変動は、５％以下であることが望ましく、好ましくは３％以下、更に好ましくは１％以下である。
【０１０８】
次に、本実施形態の薄膜形成装置１で薄膜形成を行った際の作用について説明しながら、薄膜形成に対して好適な各種条件について説明する。
【０１０９】
先ず、薄膜形成の開始に伴って、制御装置５０は、各ガス供給部２４からガスを噴出させて、放電空間Ａにガスを供給させる。この際、ガス供給部２４から噴出されたガスは、クリーニングフィルム２７により仕切られた空間を介して、一対の小電極２１により形成された流路Ｂを通過し、放電空間Ａにまで至る。流路Ｂを形成する小電極２１の表面２１ｂには、常にクリーニングフィルム２７が密着しているので、その表面２１ｂが流路Ｂ内を通過するガスにより汚染されることを防止している。
【０１１０】
そして、放電空間Ａにガスが供給されると、制御装置５０は、駆動源５１を制御して、第１ガイドローラ１６、第２ガイドローラ１８及び第１電極１０を回転させて、基材２を第１電極１０の周面に密着させて搬送させるとともに、第２フィルム用ガイドローラ３２を制御して、クリーニングフィルム２７を小電極２１に表面に密着させて搬送させる。ここでクリーニングフィルム２７の搬送速度が、２０ｍｍ／ｍｉｎ〜２００ｍ／ｍｉｎとなるように、第２フィルム用ガイドローラ３２の回転速度を制御することが好ましい。ここで、小電極２１におけるクリーニングフィルム２７の張力は、クリーニングフィルム２７の材質や厚みが異なることによりその適正値が変動するが、例えばクリーニングフィルム２７の材質をＰＥＴ、厚みを３８μｍとした場合には、張力の適正値は２５ｇｆ／ｍｍ〜７５ｇｆ／ｍｍである。張力が２５ｇｆ／ｍｍ未満であるとクリーニングフィルム２７は小電極２１から浮いてしまい、７５ｇｆ／ｍｍより大きければ、装置の大型化を招くとともに局部的な伸びが顕在化しツレが発生してしまう。
【０１１１】
基材２が搬送されると、制御装置５０は、第１電源１４及び第２電源２３をＯＮにする。これにより、第１電極１０からは、第１電源１４からの周波数ω１、電界強度Ｖ１、電流Ｉ１の第１高周波電界が印加される。一方、小電極２１からは第２電源２３からの周波数ω２、電界強度Ｖ２、電流Ｉ２の第２高周波電界が印加される。ここで、周波数ω１より周波数ω２の方が高く設定されている。
【０１１２】
具体的には、周波数ω１は、２００ｋＨｚ以下であることが好ましく、下限は１ｋＨｚである。この電界波形としては、連続波でもパルス波でもよい。一方、周波数ω２は、８００ｋＨｚ以上であることが好ましく、高ければ高いほどプラズマ密度が高くなるものの、上限は２００ＭＨｚ程度である。
【０１１３】
また、電極間に放電ガスを供給し、この電極間の電界強度を増大させていき、放電が始まる電界強度を放電開始電界強度ＩＶと定義すると、電界強度Ｖ１、Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係は、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすように設定されている。例えば、放電ガスを窒素とした場合には、その放電開始電界強度ＩＶは３．７ｋＶ／ｍｍ程度であるので、上記の関係により電界強度Ｖ１を、Ｖ１≧３．７ｋＶ／ｍｍ、電界強度Ｖ２を、Ｖ２＜３．７ｋＶ／ｍｍとして印加すると、窒素ガスを励起し、プラズマ状態にすることができる。
【０１１４】
そして、電流Ｉ１、Ｉ２の関係はＩ１＜Ｉ２となることが好ましい。第１高周波電界の電流Ｉ１は、好ましくは０．３ｍＡ／ｃｍ２〜２０ｍＡ／ｃｍ２、さらに好ましくは１．０ｍＡ／ｃｍ２〜２０ｍＡ／ｃｍ２である。また、第２高周波電界の電流Ｉ２は、好ましくは１０ｍＡ／ｃｍ２〜１００ｍＡ／ｃｍ２、さらに好ましくは２０ｍＡ／ｃｍ２〜１００ｍＡ／ｃｍ２である。
【０１１５】
このように、第１電極１０による第１高周波電界及び小電極２１による第２高周波電界が発生されると、放電空間Ａには、第１高周波電解と第２高周波電界とが重畳された高周波電界が発生して、ガスと反応し放電プラズマが発生する。放電プラズマが発生するプラズマ空間Ｈは、図３及び図４に示すように、第１電極１０の放電面１０ａ及び小電極２１の放電面２１ａからはみ出してしまうものの、基材２及びクリーニングフィルム２７は、第１電極１０及び小電極２１の放電面１０ａ、２１ａに密着する前に、第１電極１０及び小電極２１の放電面１０ａ、２１ａに連続する放電面１０ａ、２１ａ以外の表面に密着されるために、前記放電面１０ａ、２１ａ以外の表面によって支えられた状態でプラズマ空間Ｈに進入する。これにより、基材２及びクリーニングフィルム２７が熱影響を受けたとしても均されるため、皺やツレが発生することを防止できる。
【０１１６】
さらに、第１電極１０及び小電極２１は、それぞれ温度調節装置４，６によってその表面温度が制御されているために、基材２及びクリーニングフィルム２７がプラズマ空間Ｈに進入する以前に、放電面１０ａ、２１ａ以外の表面によって予め加熱されることとなる。このため、プラズマ空間Ｈに基材２及びクリーニングフィルム２７が進入したとしても急激かつ過剰に熱影響を受けることを防止でき、放電プラズマの熱による収縮を抑えることができる。したがって、基材２及びクリーニングフィルム２７に皺やツレが発生することを、さらに防止することができる。特に、小電極２１においては、クリーニングフィルム２７がプラズマ空間Ｈに進入する以前に接触する、放電面２１ａ以外の表面が所定の面積を確保しているので、放電面２１ａに至るまでに、連続的にクリーニングフィルム２７を加熱することができ、小電極２１においても急減に加熱されることはなく、皺やツレの発生をさらに抑制することができる。なお、連続的に加熱しなくても段階的に加熱してもよい。
【０１１７】
そして、基材２がプラズマ空間Ｈ内を通過することで、基材２上には薄膜が形成される。プラズマ放電処理中の基材２の温度によっては、得られる薄膜の物性や組成が変化する場合もあるので、薄膜形成中においても、温度調節装置４によって温度制御された媒体を第１電極１０内に循環させて、第１電極１０の表面温度を制御し、基材２の温度を適宜調節することが好ましい。ここで、温度調節装置４は、基材２が所定の性能を発揮できる温度となるように、温度調節用の媒体を２０℃〜３００℃、好ましくは８０℃〜１００℃に温度調節している。一方、温度調節装置６においても、温度調節用の媒体を２０℃〜３００℃、好ましくは８０℃〜１００℃に温度調節する。ただし、下限温度としては、使用するガスの気化条件温度を下回らないように前記媒体を温度調節しなければならない。
そして、薄膜が形成された基材２は、ガイドローラ１８を介して次行程まで搬送される。
【０１１８】
以上のように、本実施形態の薄膜形成装置１によれば、フィルム用搬送機構３０が、クリーニングフィルム２７を小電極２１の放電面２１ａに連続する放電面２１ａ以外の表面２１ｂに密着させてから、前記小電極２１の放電面２１ａに密着するように搬送するので、小電極２１においてはクリーニングフィルム２７の密着により、その表面が覆われることになる。したがって、小電極２１の放電面２１ａが活性化されたガスにより汚染されることを防止できる。また、クリーニングフィルム２７はフィルム用搬送機構３０によって搬送されるので、小電極２１の放電面２１ａに密着するクリーニングフィルム２７を新たなものに連続して交換することができる。
また、フィルム用搬送機構３０が、小電極２１毎に設けられているので、小電極２１毎にクリーニングフィルム２７を搬送することにより、各小電極２１に対する汚れを防止できる。
そして、クリーニングフィルム２７が小電極２１の放電面２１ａ及び放電面以外の表面に密着しているので、製膜ガスを流さず放電ガスのみを放電空間Ａに流した場合においては、小電極２１を保護することができる。
【０１１９】
そして、基材用搬送機構１５が基材２を第１電極１０の放電面１０ａに密着させながら搬送するので、第１電極１０の放電面１０ａが活性化されたガスにより汚染されることを防止できる。さらに、この基材用搬送機構１５は、基材２が第１電極１０の放電面１０ａに密着する前に、基材２を第１電極１０の放電面１０ａに連続する放電面１０ａ以外の表面に密着させるために、基材２は前記放電面１０ａ以外の表面によって支えられた状態でプラズマ空間Ｈに進入する。これにより、基材２が熱影響を受けたとしても均されるため、皺やツレが発生することを防止でき、高品質な薄膜の形成が可能となる。
さらに、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で製膜を行うことができるので、真空で製膜を行う場合に比べて、高速製膜が可能となるとともに連続生産が可能となる。そして、真空にするための装置等も必要でないために、設備費を削減できる。
【０１２０】
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、クリーニングフィルム２７が小電極２１の軸方向に対して直交する方向に搬送されることにより、小電極２１の放電面２１ａに密着しながら搬送される場合を例示して説明したが、小電極２１の放電面２１ａに連続する放電面２１ａ以外の表面から、放電面２１ａに密着するように搬送されるのであれば、クリーニングフィルム２７は如何なる方向に搬送されていてもよく、例えば、クリーニングフィルム２７Ａを小電極２１の軸方向に沿って搬送することが挙げられる。以下に、クリーニングフィルム２７Ａを小電極２１の軸方向に沿って搬送する場合について図７〜図９を参照にして具体的に説明する。図７は、薄膜形成装置１Ａの概略構成を表す斜視図であり、図８は薄膜形成装置１Ａにおける薄膜形成ユニット２０Ａを表す正面図である。また、図９は、薄膜形成装置１Ａにおけるクリーニングフィルム２７Ａと小電極２１との接触状態を表す側面図である。なお上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１２１】
この薄膜形成装置１Ａにおける薄膜形成ユニット２０Ａには、図７及び図８に示すように、クリーニングフィルム２７Ａを、小電極２１の軸方向に沿うように連続的若しくは間欠的に搬送させながら、小電極２１に密着させるフィルム用搬送機構３０Ａが各小電極２１に応じて設けられている。このフィルム用搬送機構３０Ａによって搬送されるクリーニングフィルム２７Ａの全幅は、図９に示すように、小電極２１の軸方向に直交する方向における放電面２１ａの幅に応じて設定されている。そして、フィルム用搬送機構３０Ａには、図８に示すように、小電極２１の一側方で、ローラ状に巻かれたクリーニングフィルム２７Ａを回転自在に保持する第１フィルム用ガイドローラ３１Ａが設けられている。また、小電極２１の他側方には、クリーニングフィルム２７Ａを巻き取る第２フィルム用ガイドローラ３２Ａが設けられている。このフィルム用搬送機構３０Ａによってクリーニングフィルム２７Ａは、第１フィルム用ガイドローラ３１Ａから引き出されて、小電極２１の放電面に連続する放電面２１ａ以外の表面２１ｃに密着してから、放電面２１ａに密着し、第２フィルム用ガイドローラ３２Ａに巻き取られるようになっている。これにより、クリーニングフィルム２７Ａは、小電極２１の放電面２１ａ以外の表面２１ｃによって支えられた状態でプラズマ空間Ｈに進入させられる。したがって、クリーニングフィルム２７Ａが熱影響を受けたとしても均されるため、皺やツレが発生することを防止できる。
【０１２２】
また、上記実施形態では、小電極２１が、本発明におけるクリーニングフィルム２７を加熱する加熱部材として機能しているが、小電極２１の放電面２１ａに対して、クリーニングフィルム２７の搬送方向の上流側で加熱できるのであれば、如何なるものでもよく、これ以外にも例えば、小電極２１の放電面２１ａに対して、クリーニングフィルム２７の搬送方向の上流側に、加熱専用の部材を配置することが挙げられる。
【０１２３】
また、上記実施形態では、小電極２１が略角柱形状に形成されて固定されているが、小電極は回転自在に設置されたロール電極であってもよい。こうした場合、クリーニングフィルムの搬送に応じて小電極自体が回転するため、クリーニングフィルムの搬送をスムーズに行うことができる。さらに、小電極自体が回転駆動する構成であれば、クリーニングフィルムの搬送を効率的に行うことができる。
【０１２４】
【実施例】
［電極］
第１電極１０は、直径１０００ｍｍのロール形状でチタン合金Ｔ６４製の電極であり、小電極２１は、４０ｍｍ×４０ｍｍの略角柱形状であるチタン合金Ｔ６４製の電極である。第１電極１０及び小電極２１が対向する面には大気プラズマ法により高密度、高密着性のアルミナ容赦膜が被覆された後に、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液が塗布乾燥されている。さらに、紫外線照射により硬化され封孔処理が施されている。その後被覆された誘電体表面を研磨し、平滑にしてＲｍａｘ５μｍとなるように加工されている。
ここで、小電極２１は、流路Ｂを形成する面及び放電面２１ａの曲率がＲ２０ｍｍ〜Ｒ２０００ｍｍの範囲に、連続角部２１５の曲率がＲ１ｍｍ〜Ｒ２０ｍｍの範囲に収まるように誘電体が被覆されている。なお、連続角部２１５の曲率において好ましい範囲は、Ｒ３ｍｍ〜Ｒ８ｍｍである。具体的に本実施例における小電極２１は、流路Ｂを形成する面及び放電面２１ａの曲率がＲ５００ｍｍ、連続角部２１５の曲率がＲ５ｍｍとなるように、誘電体が被覆されている。
【０１２５】
［薄膜形成装置］
上記実施形態における薄膜形成装置１を使用し、上記で作成した第１電極１０及び小電極２１の間隔ａを１ｍｍとなるように両者を配置した。ここで、ガスの組成は、放電ガス（窒素）が９７．９体積％、薄膜形成ガス（テトライソプロポキシチタン）が０．１体積％、添加ガス（水素）が２．０体積％である。また、基材２としては、コニカタックＫＣ８ＵＸが使用され、クリーニングフィルム２７としては、三菱化学ポリエステルフィルム社製若しくは帝人デュポンフィルム社製のＰＥＴフィルムが使用されている。そして、放電開始電界強度ＩＶを３．７ｋＶ／ｍｍとし、第１電極１０における第１高周波電界の周波数ω１を５ｋＨｚ、電界強度Ｖ１を１２ｋＶ／ｍｍとし、小電極２１における第２高周波電界の周波数ω２を８００ｋＨｚ、電界強度Ｖ２を１．２ｋＶ／ｍｍとして製膜を行った。
【０１２６】
比較例として、従来技術で例示した薄膜形成装置を使用して、実施例と同様の基材、ガスを用いて薄膜形成を行った。
複数回薄膜形成を繰り返した後、実施例と比較例の両者により形成された薄膜を比較すると、実施例のほうでは、薄膜が基材に対して均一に形成されているのに対し、比較例では基材にツレや皺が発生しており、薄膜も均一でなかった。
【０１２７】
【発明の効果】
請求項１及び１９記載の発明によれば、フィルム用搬送機構が、クリーニングフィルムを第２電極の放電面と、前記放電面に連続する放電面以外の表面に密着させて搬送するので、第１電極及び第２電極の放電面のそれぞれに基材を密着させて薄膜を形成しなくても、第２電極においてはクリーニングフィルムの密着により、その表面が覆われることになる。したがって、第２電極の放電面が活性化されたガスにより汚染されることを防止できる。第２電極の放電面に汚れがなければ、基材にヘイズ（濁り）が発生せずに、高品質な製膜が可能となる。
また、クリーニングフィルムはフィルム用搬送機構によって搬送されるので、第２電極の放電面に密着するクリーニングフィルムを新たなものに連続して交換することができる。このため、第２電極の放電面を長期にわたってメンテナンスフリーとすることができる。
そして、クリーニングフィルムが第２電極の放電面に密着しているので、製膜ガスを流さず放電ガスのみを放電空間に流した場合においては、第２電極を保護することができる。
【０１２８】
ここで、第２電極の放電面に位置したクリーニングフィルムに皺やツレが発生していると、プラズマ空間内の均一性が乱れてしまい、不均一な製膜としまう。この皺やツレが発生する原因は、上記した基材の場合と同様に、放電プラズマの発生するプラズマ空間に支えのない状態で進入することにより、熱影響を受けて収縮してしまうことにある。しかしながら、この請求項１記載の発明であると、クリーニングフィルムは、第２電極の放電面と、前記放電面に連続する放電面以外の表面に密着されているために、前記放電面以外の表面によって支えられた状態でプラズマ空間に進入する。これにより、クリーニングフィルムが熱影響を受けたとしても均されるため、皺やツレが発生することを防止できる。したがって、プラズマ空間内の均一性を維持することができ、高品質な薄膜の形成が可能となる。
【０１２９】
請求項２及び２０記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。さらに、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で製膜を行うことができるので、真空で製膜を行う場合に比べて、高速製膜が可能となるとともに連続生産が可能となる。そして、真空にするための装置等も必要でないために、設備費を削減できる。
請求項３及び２１記載の発明によれば、第２電極の放電面における上流側で加熱部材がクリーニングフィルムを加熱するので、第２電極の放電面に接触する以前にクリーニングフィルムを加熱することができる。このため、プラズマ空間にクリーニングフィルムが進入したとしても急激かつ過剰に熱影響を受けることを防止でき、放電プラズマの熱による収縮を抑えることができる。したがって、クリーニングフィルムに皺やツレが発生することを、さらに防止することができる。
請求項４及び２２記載の発明によれば、加熱部材によってクリーニングフィルムは放電面に達するまでに段階的或いは連続的に加熱されるので、加熱部材においても急減に加熱されることはなく、皺やツレの発生をさらに抑制することができる。
【０１３０】
請求項５及び２３記載の発明によれば、基材用搬送機構が基材を第１電極の放電面に密着させながら搬送するので、第１電極の放電面が活性化されたガスにより汚染されることを防止できる。
請求項６及び２４記載の発明によれば、基材が、第１電極の放電面に密着する前に、第１電極の放電面に連続する放電面以外の表面に密着されるために、前記放電面以外の表面によって支えられた状態でプラズマ空間に進入する。これにより、基材が熱影響を受けたとしても均されるため、皺やツレが発生することを防止でき、高品質な薄膜の形成が可能となる。
請求項７及び２５記載の発明によれば、第２電極の放電面及び前記放電面に連続する前記放電面以外の表面の連続角部が、円弧状に形成されているので、クリーニングフィルムが前記放電面以外の表面から放電面まで移動する際に引っかかることを防止でき、スムーズに搬送させることができる。
【０１３１】
請求項８及び２６記載の発明によれば、第２電極の放電面が、第１電極の放電面に向かって凸となる曲面に形成されているので、第２電極の放電面とクリーニングフィルムとの密着性を高めることができる。
請求項９及び２７記載の発明によれば、フィルム用搬送機構が、小電極毎に設けられているので、小電極毎にクリーニングフィルムを搬送することにより、各小電極に対する汚れを防止できる。
請求項１０及び２８記載の発明によれば、小電極が固定されている場合においても、フィルム用搬送機構がクリーニングフィルムを小電極の表面に摺擦させながら搬送するので、皺やツレの発生を極力抑えることができる。
請求項１１及び２９記載の発明によれば、小電極がロール電極であり、さらにクリーニングフィルムの搬送に応じて回転するので、クリーニングフィルムをスムーズに搬送することができる。
【０１３２】
請求項１２及び３０記載の発明によれば、第１電極を、ロール電極とし、その周面に対向するように複数の小電極を配置した場合においても、第１電極及び第２電極が汚れることを防止できる。
請求項１３及び３１記載の発明によれば、ガスの流路を形成する小電極の表面にクリーニングフィルムが密着されるので、この流路を形成する小電極の表面が汚れることを防止できる。
請求項１４及び３２記載の発明によれば、流路を形成する前記小電極の表面が、流路の中央に向けて凸となる曲面に形成されているので、クリーニングフィルムを流路内でも小電極に密着させながらスムーズに搬送させることができ、皺やツレの発生を抑制することができる。
請求項１５及び３３記載の発明によれば、クリーニングフィルムは、ガス供給部の周縁に接触されてから、流路を形成する小電極の表面まで搬送されるので、ガス供給部から流路までの空間は、クリーニングフィルムによって仕切られることになって、ガスが流路外に流れることを防止できる。
【０１３３】
請求項１６及び３４記載の発明によれば、高周波電界が、第１高周波電界及び第２高周波電界を重畳したものであり、第１高周波電界の周波数ω１より第２高周波電界の周波数ω２が高く、第１高周波電界の電界強度Ｖ１、第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たしているので、窒素等の安価なガスを用いた場合においても、薄膜形成可能な放電を起こし、高品位な薄膜形成に必要な高密度プラズマを発生することができる。
請求項１７及び３５記載の発明のように、クリーニングフィルムがポリエステルから形成されていれば、生産性を高めることができる。
請求項１８及び３６記載の発明によれば、第２電極はクリーニングフィルムによって覆われることで、放電プラズマに晒されなくなり、第２電極に対する汚れを防止できる。さらに、クリーニングフィルムエッジが放電空間内に侵入しないために、放電集中によるアーク放電を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側面図である。
【図２】図１の薄膜形成装置に備わる第１電極を表す斜視図である。
【図３】図１の薄膜形成装置に備わる薄膜形成ユニットを表す側面図である。
【図４】図３の薄膜形成ユニットを表す側面図である。
【図５】図３の薄膜形成ユニットに備わる小電極を表す斜視図である。
【図６】図１の薄膜形成装置の主制御部分を表すブロック図である。
【図７】薄膜形成装置の変形例を表す斜視図である。
【図８】図７の薄膜形成装置に備わる薄膜形成ユニットを表す正面図である。
【図９】図７の薄膜形成装置におけるクリーニングフィルムと小電極との接触状態を表す側面図である。
【図１０】従来の薄膜形成時における電極と基材との接触状態を表す説明図である。
【符号の説明】
１      薄膜形成装置
２      基材
１０      第１電極
１０ａ    放電面
１５      基材用搬送機構
２１      小電極（第２電極）
２１Ａ    第１の小電極
２１Ｂ    第２の小電極
２１ａ    放電面
２４      ガス供給部
２７      クリーニングフィルム
３０      フィルム用搬送機構
２１５      角部（連続角部）
Ａ      放電空間
Ｂ      流路
【図１】
2004353077.tif 000003
【図２】
2004353077.tif 000004
【図３】
2004353077.tif 000005
【図４】
2004353077.tif 000006
【図５】
2004353077.tif 000007
【図６】
2004353077.tif 000008
【図７】
2004353077.tif 000009
【図８】
2004353077.tif 000010
【図９】
2004353077.tif 000011
【図１０】
2004353077.tif 000012