(57)【要約】【課題】  製膜レートが早く、膜性能を低下させずに、数ｎｍから１ｎｍ以下の単位で膜厚を高精度に制御できる薄膜形成装置を提供すること。【解決手段】  大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極間に高周波電界を印加して放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスを含む放電ガスを励起し、励起したガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、異なる製膜形成条件を付与しうる、製膜処理ゾーンまたは製膜処理モードを２つ以上有することを特徴とする薄膜形成装置。【選択図】        図５
2005194576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極間に高周波電界を印加して放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスを含む放電ガスを励起し、励起した放電ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、
異なる製膜形成条件を付与しうる、製膜処理ゾーンまたは製膜処理モードを２つ以上有することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極間に高周波電界を印加して放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスを含む放電ガスを励起し、励起した放電ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、
前記放電空間における放電処理領域を可変としたことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項３】
前記対向する電極の少なくとも一方の電極は複数個あり、その内の１個または２個以上の電極が独立して制御可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
前記複数個の電極の内の一部または全ての電極の基材搬送方向における長さが互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極間に高周波電界を印加して放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスを含む放電ガスを励起し、励起した放電ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、
薄膜形成速度が異なる製膜処理ゾーンまたは製膜処理モードを配設したことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項６】
前記薄膜形成装置による薄膜形成が連続する基材に対して行われる時、
基材搬送方向において、上流側に薄膜形成速度が高い製膜処理ゾーンを配設し、最下流側に薄膜形成速度が低い製膜処理ゾーンを配設したことを特徴とする請求項５に記載の薄膜形成装置。
【請求項７】
前記薄膜形成装置において、薄膜形成速度が低い製膜処理ゾーンよりも基材搬送方向で上流側の位置で、基材上の薄膜の膜厚をインラインで測定し、その結果を前記薄膜形成装置の制御手段にフィードバックし、前記制御手段が前記薄膜形成速度の低い製膜処理ゾーンに対し適応する薄膜形成条件を選定し制御することを特徴とする請求項６に記載の薄膜形成装置。
【請求項８】
請求項３に記載の電極を有し、薄膜形成が基材の往復搬送により行われる枚葉型薄膜形成装置において、
高製膜処理モードと低製膜処理モードとの切替が可能な構成を有し、低製膜処理モードによる薄膜形成を高製膜処理モードによる薄膜形成の後に行うことを特徴とする請求項５に記載の薄膜形成装置。
【請求項９】
請求項４に記載の電極を有することを特徴とする請求項７または８に記載の薄膜形成装置。
【請求項１０】
前記低製膜処理ゾーンまたは前記低製膜処理モードにおいて形成される膜厚は、前記薄膜形成装置で最終的に形成される完成品膜厚の０．１％以上〜２０％以下とすることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
【請求項１１】
薄膜形成が基材の往復搬送により行われる枚葉型薄膜形成装置において、
基材上の薄膜の膜厚をインラインで測定し、その膜厚が予め設定した所定の膜厚以上に製膜されたとき、動作モードを前記低製膜処理モードに切替えて薄膜を形成することを特徴とする請求項１〜５または８〜１０のいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
【請求項１２】
前記製膜処理ゾーンの一部としては、薄膜形成速度が低い製膜処理ゾーンで製膜することを特徴とする請求項１〜７及び９〜１１のいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
【請求項１３】
予め設定した所定の膜厚としては、前記一連の製膜処理ゾーンで形成される同一の薄膜の膜厚絶対量の内の８０％以上〜９９％以下とすることを特徴とする請求項１１または１２に記載の薄膜形成装置。
【請求項１４】
前記対向する電極の間に発生させる高周波電界は、第１の高周波電界及び第２の高周波電界を重畳したものであり、
前記第１の高周波電界の周波数ω１より前記第２の高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１の高周波電界の強さＥ１、前記第２の高周波電界の強さＥ２及び放電開始電界の強さＩＥとの関係が、
Ｅ１≧ＩＥ＞Ｅ２
または  Ｅ１＞ＩＥ≧Ｅ２  を満たし、
前記第２の高周波電界の出力密度が、１Ｗ／ｃｍ2以上であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は大気圧プラズマ法を用いて基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置に関し、詳しくは膜厚を計測した後で膜厚調整する構成を有する薄膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、一例に過ぎないが、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、ジョセフソンデバイス、太陽電池、光熱変換デバイス等の各種製品には、高機能性を有する薄膜を表面に形成した基材が多く用いられている。
【０００３】
これら高機能性の薄膜とは、例えば、電極膜、誘電体保護膜、半導体膜、透明導電膜、エレクトロクロミック膜、蛍光膜、超伝導膜、誘電体膜、太陽電池膜、反射防止膜、耐摩耗性膜、光学干渉膜、反射膜、帯電防止膜、導電膜、防汚膜、ハードコート膜、下引き膜、バリア膜、電磁波遮蔽膜、赤外線遮蔽膜、紫外線吸収膜、潤滑膜、形状記憶膜、磁気記録膜、発光素子膜、生体適合膜、耐食性膜、触媒膜、ガスセンサ膜、装飾膜等のことである。
【０００４】
従来、このような高機能性の薄膜は、塗布法に代表される湿式製膜法か、あるいは、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の真空を用いた乾式製膜法によって、形成されている。
【０００５】
近年、大気圧プラズマ放電処理薄膜形成法が、上記湿式製膜法に比べてより高性能な薄膜が得られること、且つ、真空を用いた乾式製膜法に比べて生産性が高いこと等から、考案され実用化されつつある。大気圧プラズマ放電処理方法の最大のメリットは、真空にする必要がないので、塗布法と同様に連続製膜が可能であること、及び、大規模な設備が不要であることである。
【０００６】
高機能性の薄膜を形成する際、基材全面にわたって均一な膜厚であることが望ましいことはもちろんであり、特に、反射防止膜のような光学薄膜は、膜厚の精度がそのまま膜性能となるため、よりハイレベルな膜厚均一性が求められる。
【０００７】
塗布法では、幅手方向に長さを有する塗布液供給ヘッドから、前記幅手方向と交差する方向に搬送される基材上に塗布液を供給して塗布を行うが、膜厚を均一にするための主たる方法は、前記幅手方向にわたって塗布液供給量を均一に保つことである。
【０００８】
塗布法に比べ、大気圧プラズマ放電による連続製膜法では、膜厚を均一にすることが難しいことが知られている。製膜原料である放電プラズマを電極の幅手方向にわたって均一に発生させればよいことは理論的には分かるが、現在、その放電プラズマの発生メカニズム自体がよく解明されていない。また、放電プラズマの発生に影響する因子も、放電ガス濃度、放電ガス流速、放電間隙、印加電圧（単位：Ｖ）、印加出力（単位：Ｗ）、印加電流（単位：Ａ）、放電空間の圧力、放電空間の温度等、様々な因子が存在し、どの因子をどの程度制御することが、膜厚均一性に対して効果的な条件であるか判明していないのが現状である。
【０００９】
大気圧プラズマにおいて膜厚を制御する方法としては、基材に製膜された膜厚をインラインで測定し、その膜厚測定値をもとにフィードバック制御して膜厚を一定に保つ方法（例えば、特許文献１）や、基材上の膜厚をインラインで測定し、測定された膜厚の現在値と前回値との差厚及び膜厚測定部と薄膜形成部間の距離から、薄膜形成部の現在膜厚ｄｔを予想し、目標膜厚ｄ０との差Δｄ＝ｄ０−ｄｔが、しきい値αを超えた場合に薄膜形成部に対してフィードバック制御を行って膜厚を制御する方法（例えば、特許文献２）や、基材上の膜厚をインラインで透過型光学膜厚計を用い測定し、その結果をもとに薄膜形成条件設定系にフィードバックし、目標膜厚となるように薄膜形成条件を微調整して薄膜の幅手方向の均一化を得る方法（例えば、特許文献３）が知られている。
【００１０】
また、均一な膜厚を得るための手段としては、混合ガス（放電ガス）の供給量を制御する方法（例えば、特許文献４）や、高周波電源の電力量を制御する方法（例えば、特許文献５）が知られている。
【特許文献１】特開２００１−１８１８５０号公報
【特許文献２】特開２００２−３５６７８０号公報
【特許文献３】特開２００３−１８３８３６号公報
【特許文献４】特開２００１−９８０９３号公報
【特許文献５】特開平８−１７２０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来は、基材上に製膜された薄膜の膜厚をインラインで測定し、目標膜厚とのズレを計測された膜厚結果をもとに製膜条件にフィードバックして目標膜厚を得る方法であった。しかしながら、反射防止膜に代表されるような光学機能性薄膜においては、膜厚の均一性及び精度がその光学薄膜の性能と極めて依存性が高く、例えば、均一性の観点で言えば、目標膜厚の±１％以内或いは±１〜２ｎｍ（ナノメータ）以内に収めないと色むらとして現われ、欠陥となってしまう。
【００１２】
このような光学機能性薄膜を形成する上で、従来の膜厚制御方法で対応しようとした場合、変更する薄膜形成条件としては、前述したように、高周波電源の周波数や投入パワー（出力）、或いは製膜される原料ガスの供給量等が考えられる。周波数及び投入パワーの場合、膜厚が変化するだけでなく、膜性能も同時に変化する為、膜厚制御方式としては好ましくない。原料ガスの供給量の場合、供給量を減少させると製膜空間において部分的にエッチング現象が起こることがあり、膜表面が荒れてしまったり、膜が削られる為に、やはり膜厚制御としては好ましくない。
【００１３】
また、製膜される基材の搬送速度を変えることが膜厚を制御する上ではより適しているが、連続する基材に対して、部分的に搬送速度を変化させることは困難であり、やはり膜厚制御として好ましくない。
【００１４】
更に、全体として基材搬送速度を早くし単位製膜処理ゾーン長当りの製膜レートを低下させれば膜厚の微調整が可能となるが、トータルとして製膜処理ゾーン長が長くなり実質製膜レートが低くなる為、生産性を考慮すると実際的ではなくやはり好ましくない。
【００１５】
従って、製膜レートが早く、かつ高精度に膜厚を制御できる膜厚制御方式が望まれる。
【００１６】
ここでいう製膜処理ゾーンとは、連続する基材に対して薄膜形成が行われる場合の連続型の薄膜形成装置における一つの薄膜形成部（装置）を言い、例えばロール電極を用いた連続型薄膜形成装置においては、１個のロール電極と複数の対向電極及びそれに伴う装置一式により構成される、単一の薄膜形成部（装置）を言う。また、製膜処理ゾーン長とは、製膜処理ゾーンにおける基材搬送方向の基材搬送路の長さを言い、製膜レートとは薄膜形成速度と同義である。
【００１７】
本発明は上記問題点に鑑み、膜性能を低下させたり、大気圧プラズマのメリットである高製膜レートを低下させたりすることなく、かつ数ｎｍから１ｎｍ以下の単位で膜厚を高精度に制御することができる薄膜形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の目的は、下記の構成により達成することが出来る。
【００１９】
（１）大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極間に高周波電界を印加して放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスを含む放電ガスを励起し、励起した放電ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、
異なる製膜形成条件を付与しうる、製膜処理ゾーンまたは製膜処理モードを２つ以上有することを特徴とする薄膜形成装置。
【００２０】
（２）大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極間に高周波電界を印加して放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスを含む放電ガスを励起し、励起した放電ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、
前記放電空間における放電処理領域を可変としたことを特徴とする薄膜形成装置。
【００２１】
（３）前記対向する電極の少なくとも一方の電極は複数個あり、その内の１個または２個以上の電極が独立して制御可能であることを特徴とする（１）または（２）に記載の薄膜形成装置。
【００２２】
（４）前記複数個の電極の内の一部または全ての電極の基材搬送方向における長さが互いに異なることを特徴とする（３）に記載の薄膜形成装置。
【００２３】
（５）大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極間に高周波電界を印加して放電空間を形成し、前記放電空間に供給される製膜性ガスを含む放電ガスを励起し、励起した放電ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、
薄膜形成速度が異なる製膜処理ゾーンまたは製膜処理モードを配設したことを特徴とする薄膜形成装置。
【００２４】
（６）前記薄膜形成装置による薄膜形成が連続する基材に対して行われる時、
基材搬送方向において、上流側に薄膜形成速度が高い製膜処理ゾーンを配設し、最下流側に薄膜形成速度が低い製膜処理ゾーンを配設したことを特徴とする（５）に記載の薄膜形成装置。
【００２５】
（７）前記薄膜形成装置において、薄膜形成速度が低い製膜処理ゾーンよりも基材搬送方向で上流側の位置で、基材上の薄膜の膜厚をインラインで測定し、その結果を前記薄膜形成装置の制御手段にフィードバックし、前記制御手段が前記薄膜形成速度の低い製膜処理ゾーンに対し適応する薄膜形成条件を選定し制御することを特徴とする（６）に記載の薄膜形成装置。
【００２６】
（８）（３）に記載の電極を有し、薄膜形成が基材の往復搬送により行われる枚葉型薄膜形成装置において、
高製膜処理モードと低製膜処理モードとの切替が可能な構成を有し、低製膜処理モードによる薄膜形成を高製膜処理モードによる薄膜形成の後に行うことを特徴とする（５）に記載の薄膜形成装置。
【００２７】
（９）（４）に記載の電極を有することを特徴とする（７）または（８）に記載の薄膜形成装置。
【００２８】
（１０）前記低製膜処理ゾーンまたは前記低製膜処理モードにおいて形成される膜厚は、前記薄膜形成装置で最終的に形成される完成品膜厚の０．１％以上〜２０％以下とすることを特徴とする（７）〜（９）のいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
【００２９】
（１１）薄膜形成が基材の往復搬送により行われる枚葉型薄膜形成装置において、
基材上の薄膜の膜厚をインラインで測定し、その膜厚が予め設定した所定の膜厚以上に製膜されたとき、動作モードを前記低製膜処理モードに切替えて薄膜を形成することを特徴とする（１）〜（５）または（８）〜（１０）のいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
【００３０】
（１２）前記製膜処理ゾーンの一部としては、薄膜形成速度が低い製膜処理ゾーンで製膜することを特徴とする（１）〜（７）及び（９）〜（１１）のいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
【００３１】
（１３）予め設定した所定の膜厚としては、前記一連の製膜処理ゾーンで形成される同一の薄膜の膜厚絶対量の内の８０％以上〜９９％以下とすることを特徴とする（１１）または（１２）に記載の薄膜形成装置。
【００３２】
（１４）前記対向する電極の間に発生させる高周波電界は、第１の高周波電界及び第２の高周波電界を重畳したものであり、
前記第１の高周波電界の周波数ω１より前記第２の高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１の高周波電界の強さＥ１、前記第２の高周波電界の強さＥ２及び放電開始電界の強さＩＥとの関係が、
Ｅ１≧ＩＥ＞Ｅ２
または  Ｅ１＞ＩＥ≧Ｅ２  を満たし、
前記第２の高周波電界の出力密度が、１Ｗ／ｃｍ2以上であることを特徴とする（１）〜（１３）のいずれか１項に記載の薄膜形成装置。
【００３３】
（１）〜（１２）において、ここでいう製膜処理モードとは、薄膜形成が基材の往復搬送により行われる枚葉型薄膜形成装置において、同一の薄膜形成装置を用いて製膜条件を変化させたときの形態を言い、高製膜処理モードとは製膜レートの高い製膜処理モード、低製膜処理モードとは製膜レートの低い製膜処理モードを言う。また、放電処理領域とは、放電空間（放電が有効に作用する空間）における基材搬送方向の長さを言う。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に基づく薄膜形成装置を用いて製膜することにより、大気圧プラズマのメリットである生産性を損なう（具体的には、製膜レートを低下させる）ことなく、極めて高い膜厚精度により製膜することが可能となる。従って、極めて高い膜厚精度が要求される反射防止膜に代表される光学機能性薄膜を高生産性のもとで安定した高品質な生産を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明の薄膜形成装置（大気圧プラズマ放電処理装置）の詳細について説明する。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態に係る長尺の基材に薄膜を形成する薄膜形成装置の一例を示す概略図である。本薄膜形成装置は複数の製膜処理ゾーンにより構成される。
【００３７】
図１に示すように、一つの製膜処理ゾーンにはロール電極と複数の棒状電極により放電空間が形成され、アース電極であるロール電極と印加電極である複数の角筒型電極により放電空間が形成されており、長尺の基材に薄膜を形成する際には、複数の製膜処理ゾーンを連続的に並べて用いることができる。各々の製膜処理ゾーンにおいて、ロール電極と角筒型電極に周波数の異なる高周波電源を接続して両電極に２種の高周波電圧を印加し、両電極間に２種の高周波電圧を重畳した電界を発生させる構成である。このように高周波電界を重畳することにより、たとえ放電開始電界強度が高い窒素のような放電ガスを使用した場合でも、均一な放電を安定して得ることが出来る。
【００３８】
図１において、符号の１３０はプラズマ放電処理装置、１４０は０．５ＫＨｚ以上の異なる２つの周波数を有する高周波電源を備えた高周波電界印加手段、１５０はガス供給手段、１６０は電極温度調節手段である。また、ロール電極１３５の周囲に対向する複数の角筒型電極１３６が配設され、ロール電極１３５と複数の角筒型電極１３６との間に放電空間１３２が形成されている。
【００３９】
ロール電極１３５には第１電源１４１から周波数ω１であって電圧Ｖ１の第１の高周波電圧を、また、複数の角筒型電極１３６には第２電源１４２から周波数ω１より周波数の高い周波数ω２であって電圧Ｖ２の第２の高周波電圧が印加される。
【００４０】
これにより各電極には電界が発生し、重畳する高周波電界が、ともにサイン波である場合、第１の高周波電界の周波数ω１と該周波数ω１より高い第２の高周波電界の周波数ω２とを重ね合わせた成分となり、その波形は周波数ω１のサイン波上に、それより高い周波数ω２のサイン波が重なった鋸歯状の波形となる。
【００４１】
ここで、放電開始電界の強さとは、実際の薄膜形成方法に使用される放電空間（電極の構成など）および反応条件（ガス条件など）において放電を起こすことの出来る最低電界強度のことを指す。放電開始電界強度は、放電空間に供給されるガス種や電極の誘電体種または電極間距離などによって多少変動するが、同じ放電空間においては、放電ガスの放電開始電界強度に支配される。
【００４２】
上述したような高周波電界を放電空間に印加することによって、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出来ると推定される。
【００４３】
そして、上記第１電源により発生する高周波電界の強さＥ１、第２電源により発生する高周波電界の強さＥ２、及び放電開始電界の強さＩＥとの関係が、
Ｅ１≧ＩＥ＞Ｅ２
または  Ｅ１＞ＩＥ≧Ｅ２  を満たし、
前記第２の電極の高周波電界の出力密度が、１Ｗ／ｃｍ2以上５０Ｗ／ｃｍ2以下（好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ2以上２０Ｗ／ｃｍ2以下）となっており、
前記第１の電極の高周波電界の出力密度が、１Ｗ／ｃｍ2以上（好ましくは５Ｗ／ｃｍ2以上）で５０Ｗ／ｃｍ2以下となっている。
【００４４】
又、周波数はω１が２００ＫＨｚ以下で、ω２が８００ＫＨｚ以上、又は、ω２のω１に対する比が１００倍以上に設定してある。
【００４５】
第１電源１４１とロール電極１３５との間には第１フィルタ１４３が、第２電源１４２と複数の角筒型電極１３６との間には第２フィルタ１４４が設置されている。第１フィルタ１４３は、第１電源１４１からロール電極１３５への第１の高周波電圧の電流を通過させ、第２の高周波電圧をアースして、第２電源から第１電源への第２の高周波電圧の電流を通過しにくくする。また、第２フィルタはその逆で、第２電源１４２から複数の角筒型電極１３６への第の高周波電圧の電流を通過させ、第１の高周波電圧をアースして、第１電源から第２電源への第１の高周波電圧の電流を通過しにくくする。
【００４６】
ガス供給手段１５０により供給されるガスＧは、放電ガスおよび薄膜形成ガスを含んでおり、流量を制御されてガス供給口１５２より製膜室であるところのプラズマ放電処理容器１３１の内部に導入され、放電空間１３２及びプラズマ放電処理容器１３１の内部がガスＧで満たされる。
【００４７】
長尺の基材Ｆは、図示しない元巻きから巻きほぐして搬送されて来るか、または前工程から搬送されて来て、ガイドロール１６４を経てニップロール１６５で基材に同伴されて来る空気等を遮断し、ロール電極１３５に接触したまま巻き回しながら角筒型電極群１３６との間に移送される。
【００４８】
ロール電極１３５と複数の角筒型電極１３６に印加された上述した電圧により発生する電界により、対向電極間（放電空間１３２）で放電プラズマが発生し、基材Ｆはロール電極１３５に接触したまま巻き回されながらプラズマ状態のガスに晒され、それにより基材表面上に薄膜が形成される。
【００４９】
薄膜が形成された基材Ｆは、ニップロール１６６、ガイドロール１６７を経て、図示してない巻き取り機で巻き取るか、次工程に移送される。
【００５０】
放電処理済みの処理排ガスＧ′は排気口１５３より排出される。
【００５１】
薄膜形成中、ロール電極１３５及び角筒型電極群１３６を加熱または冷却するために、電極温度調節手段１６０で温度を調節した媒体（例えば、水もしくはシリコンオイル等）を、送液ポンプＰで配管１６１を経て両電極に送り、電極内側から温度を調節する。なお、１６８及び１６９はプラズマ放電処理容器１３１と外界とを仕切る仕切板である。
【００５２】
図２は、本発明に係る薄膜形成が基材の往復搬送により行われる枚葉型薄膜形成装置の一例を示す概略図である。
【００５３】
図２において、参照符号の１０はプラズマ放電容器、１１は複数個で構成される角筒型電極、１２は角筒型電極１１と対向して配置され、基材Ｆを搭載する架台としても機能する架台型アース電極である。角筒型電極１１および架台型アース電極１２の対向面にて放電空間１３が構成されている。架台型アース電極１２は図中の矢印の方向に往復運動するように構成されている。架台型アース電極１２を角筒型電極１１に対して往復運動させることにより、放電空間１３より大きい面積の製膜が可能となる。また、往復方向（基材の搬送方向）の放電の不均一があった場合にも、これを均す効果があり、結果として往復方向における均一製膜が可能となる。
【００５４】
放電空間１３に供給されるガスＧは、放電ガスおよび薄膜形成ガスを含んでいる。ガスＧは、図示しないガス供給手段からガス供給管を通してプラズマ放電容器１０内に充填される。ガス供給管の出口が図中のガス供給口２５である。ガスＧは、プラズマ放電容器１０内に配設されたメッシュ２６を通過することによって、流速が均一化される。
【００５５】
角筒型電極１１に接続された高周波電源２１から、高周波電界を印加すると、放電空間１３においてガスＧが励起される。励起されたガスＧに基材Ｆが晒され、該基材Ｆ上に薄膜が形成される。薄膜形成中のプラズマ放電処理の際の基材の温度によっては、得られる薄膜の物性や組成が変化することがあるため、図示しない電極温度調節手段等により電極を適切な温度に加熱または冷却することが望ましい。
【００５６】
図３は、ロール電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【００５７】
図３において、ロール電極１３５は、導電性の金属質母材１３５Ａとその上に誘電体１３５Ｂが被覆されたものである。プラズマ放電処理中の電極表面温度を制御するため、金属質母材１３５Ａの内部に温度調節用の前述のような媒体を循環しうる構造となっている。
【００５８】
図４は、角筒型電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【００５９】
図４において、角筒型電極１３６は、図３同様、導電性の金属質母材１３６Ａに対し誘電体１３６Ｂの被覆を有し、角筒型電極１３６は金属質のパイプで形成されているため内部に温度調節用の媒体を循環しうる構造であり、放電中の温度調節が行えるようになっている。ＤＦは放電面、Ｌ１は基材搬送方向の電極の長さを表す。
【００６０】
なお、角筒型電極の数は、上記ロール電極の円周より大きな円周上に沿って複数個設置されており、角筒型電極の放電面積は、回転するロール電極１３５に対向している全ての角筒型電極の放電面ＤＦの面積の和で表される。
【００６１】
図１に示した角筒型電極１３６は、円筒型電極でもよいが、角筒型電極は円筒型電極に比べて、放電範囲（放電面積）を広げる効果があるので、本発明に好ましく用いられる。
【００６２】
図３及び図４において、ロール電極１３５及び角筒型電極１３６は、それぞれ導電性の金属質母材１３５Ａ及び１３６Ａの上に誘電体１３５Ｂ及び１３６Ｂとしてのセラミックスを溶射後、無機化合物の封孔材料を用いて封孔処理したものである。セラミックス誘電体は片肉で１ｍｍ程度の被覆があればよい。溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ、窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、特に好ましく用いられる。また、誘電体層が、ガラスライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体であってもよい。
【００６３】
導電性の金属質母材１３５Ａ及び１３６Ａとしては、チタン金属またはチタン合金、銀、白金、ステンレススティール、アルミニウム、鉄等の金属等や、鉄とセラミックスとの複合材料またはアルミニウムとセラミックスとの複合材料を挙げることが出来るが、反射防止（高屈折率）の理由から、チタン金属またはチタン合金が特に好ましい。
【００６４】
図５は、本発明の実施の形態に係る長尺の基材に薄膜を形成する薄膜形成装置の構成及び動作について説明するための模式的概略図である。
【００６５】
図５における各部の装置構成は図１の構成と同一であるため同一の符番を用いており、詳細な説明は省略する。この薄膜形成装置は、図１の薄膜形成装置を一つの製膜処理ゾーンとして用い、複数の製膜処理ゾーンを連結した構成からなる。
【００６６】
図５において、製膜処理ゾーン１３０は薄膜形成速度の異なる複数のゾーンで構成され、複数の薄膜形成速度が高い製膜処理ゾーン（以下、高製膜レートゾーンという）１３０ａと、一つまたは複数の薄膜形成速度が低い製膜処理ゾーン（以下、低製膜レートゾーンという）１３０ｂとからなる。本薄膜形成装置は２層の薄膜を形成する場合の装置例で、基材Ｆの搬送方向（矢示）の上流側４つの製膜処理ゾーンにおいて第１の層を形成し、下流側４つの製膜処理ゾーンにおいて第２の層を形成する。高製膜レートゾーン１３０ａは、ロール電極１３５の周囲に、基材Ｆの搬送方向における電極の長さ（以下、単に電極長という）を通常の長さで形成した複数の角筒型電極１３６ａを配設して構成され、膜厚を厚く形成することを目的とした製膜処理ゾーンである。
【００６７】
ここで、基材搬送方向における放電処理領域（ここでは放電が行われる実質の領域を放電処理領域という）と電極長との関係について述べると、電極長の合計値が基材搬送方向における放電処理領域にほぼ一致するということができ、各製膜処理ゾーンにおける基材搬送方向での放電処理領域は該製膜処理ゾーンにおける全ての電極長の合計値に一致すると言える。
【００６８】
一方、低製膜レートゾーン１３０ｂは、ロール電極１３５の周囲に、基材Ｆの搬送方向における電極長を短く形成した複数の角筒型電極１３６ｂを配設して構成され、該複数の角筒型電極１３６ｂはそれぞれ独立してオンオフ制御可能に構成されているため、電極長が可変できる構成であり、放電処理領域を可変とした構成を有することになる。放電処理領域を可変としたことにより、低製膜レートゾーンにおける薄膜形成速度を低くすることができ、本薄膜形成装置は薄い膜厚での製膜を可能とした。
【００６９】
膜厚測定手段１７１はそれぞれの低製膜レートゾーン１３０ｂの上流に配設される。膜厚測定手段１７１により測定された膜厚のデータは、電気信号として薄膜形成装置の図示しない制御手段にフィードバックされ、該制御手段は、測定された膜厚のデータを予め入力されたプログラムの中の対応するデータと比較して演算し、動作させる角筒型電極の数を算出し、低製膜処理ゾーン１３０ｂ内の所定の角筒型電極を動作させる指令を発する。
【００７０】
このように低製膜レートゾーン１３０ｂを設け、高製膜レートゾーン１３０ａより放電処理領域を小さくできるように構成したことにより、高製膜レートゾーン１３０ａより膜厚の少ない薄膜の形成ができるようになり、基材搬送速度や原料ガスの供給量を変えることなく、微細な膜厚調整を可能にした。
【００７１】
膜厚測定手段１７１としては通常の薄膜測定装置、例えば、Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製エリプソメータ（Ｍ−４４）、大塚電子（株）製の膜厚測定システムＭＣＰＤシリーズ（ＭＣＰＤ検出器と光ファイバーの組み合わせ）やＦＩＬＭＥＴＲＩＣＳ社製薄膜測定装置Ｆ２０−ＵＶ等を用いることができる。
【００７２】
図６は、本発明に係る実施の形態である基材の往復搬送により薄膜形成される枚葉型薄膜形成装置の動作について説明するための模式的概略図である。本実施の形態は本発明に係る製膜処理ゾーンを２つ以上有する実施の形態の一例であると共に、放電処理領域を可変とする実施の形態の一例でもある。図６（ａ）は高製膜処理モード時における角筒型電極の動作状況を示す図であり、図６（ｂ）は低製膜処理モード時における角筒型電極の動作状況を示す図である。図６における各部の装置構成は図２の構成と同一であるため図は省略してあり、詳細な説明は省略する。図６において、ハッチングした角筒型電極１１は制御手段によりオンされている状態を示す。
【００７３】
図６（ａ）に示すように、高製膜処理モード時においては、全ての角筒型電極１１がオンされ、製膜形成速度が速い（同一時間により多くの膜厚が形成される）状態となっている。高製膜処理モードの状態は、インラインまたはオフラインによる図示しない膜厚測定手段により膜厚が所定の値に達するまで継続される。
【００７４】
前記膜厚測定手段による膜厚の測定値が所定の値に達したとき、薄膜形成装置の動作モードは低製膜処理モードに切替えられる。切替は手動または自動で行われる。
【００７５】
図６（ｂ）に示すように、低製膜処理モードにおいては、３つの角筒型電極１１の内、１つの角筒型電極１１ｂがオンされ、２つの角筒型電極１１ａがオフされているため、製膜形成速度が遅い（同一時間により少ない膜厚が形成される）状態となっている。即ち、オンする電極の数を変化させることで、実質的に放電処理領域を可変としたものである。オンされる角筒型電極の数を２つとしても良いことは言うまでもない。
【００７６】
図７は、本発明に係る他の実施の形態である枚葉型薄膜形成装置の動作について説明するための模式的概略図である。本実施の形態は製膜処理ゾーンを２つ以上有し、かつ放電処理領域を可変とする実施形態の他の例である。図７は低製膜処理モードに切替えられている状態を示し、ハッチングした角筒型電極１１ｂはオンしうる電極を示している。角筒型電極１１ｂのどの電極をオンするかは、前記制御手段からの指令による。角筒型電極１１ｂは図６で説明した角筒型電極より電極長が細分化されており、より微細な膜厚調整を可能にしている。本実施の形態における薄膜形成装置の高製膜処理モード（不図示）時には、２つの角筒型電極１１ａ、または、２つの角筒型電極１１ａと３つの角筒型電極１１ｂ、がオンされる。
【００７７】
このように低製膜処理モードを設け、高製膜処理モードより基材搬送方向における放電処理領域（即ち、電極長の合計）を小さくしたことにより、微細な膜厚調整を可能にした。
【実施例】
【００７８】
本実施例では、光学機能性薄膜の形成方法の一例として、高屈折率を有するため反射防止膜として用いられるＴｉＯ2（酸化チタン）膜の形成方法について説明する。
【００７９】
実施例１、２及び比較例１〜３では、長尺の基材にＴｉＯ2膜を形成する複数の製膜処理ゾーンを備えた薄膜形成装置（図５参照）を用いる。製膜条件の詳細は以下の通りである。
【００８０】
（前提条件）
以下に記載する前提条件は実施例１、２及び比較例１〜３に共通する条件である。
【００８１】
図１の薄膜形成装置とほぼ同様の６台の薄膜形成装置を６つの製膜レートゾーンとして直線状に並べ、１番目の製膜レートゾーンから６番目の製膜レートゾーンまで順に基材を搬送させながらクリアハードコート膜塗設済み基材Ｆ上にＴｉＯ2薄膜を８０ｎｍ形成した。
・電極ローラ
電極ローラとして、チタン合金Ｔ６４製ジャケットロール金属質母材に対して大気プラズマ法により高密度、高密着性のアルミナ溶射膜を被覆したもの（ロール径１０００ｍｍφ）を用いた。電極ローラの作製方法としては、チタン合金Ｔ６４製ジャケットロール金属質母材に対して大気プラズマ法により高密度、高密着性のアルミナ溶射膜を被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液をアルミナ溶射膜上に塗布して乾燥させ、アルミナ溶射膜に紫外線を照射して塗布液を硬化させ、アルミナ溶射膜の封孔処理をおこなった。このようにして金属質母材を誘電体で被覆し、誘電体の表面を平滑に研磨・加工し、表面粗さＲｍａｘを５μｍとした。なお、最終的な誘電体の空隙率（貫通性のある空隙率）はほぼ０体積％であり、このときの誘電体層のＳｉＯx含有率は７５ｍｏｌ％であり、最終的な誘電体の膜厚は１ｍｍであり、誘電体の比誘電率は１０であった。また導電性の金属質母材と誘電体との線熱膨張係数の差は１．７×１０-4であり、耐熱温度は２６０℃であった。
・電極
１〜５番目の製膜レートゾーンにおける電極は図４に示す角筒型電極を使用し、各製膜レートゾーンにそれぞれ６個を電極ローラに対向させて配設した。角筒型電極は、角筒型のチタン合金Ｔ６４製金属質母材に対して上記電極ローラ同様の誘電体を同条件にて被覆したものを用いた（角筒型電極の誘電体は上記電極ローラと同じ特性・物性値とした）。角筒型電極の電極長Ｌ１はすべて４ｃｍとした。
【００８２】
各角筒型電極と電極ローラとのあいだの間隙は０．５５±０．０１ｍｍに調整した。
・ガスの組成
放電ガス：窒素、９９．４体積％
薄膜形成性ガス：テトライソプロポキシチタン、０．１体積％
（リンテック社製気化器にてアルゴンガスに混合して気化）
添加ガス：水素ガス、０．５体積％
・放電条件
電力密度：第１電極で３Ｗ／ｃｍ2、第２電極で１Ｗ／ｃｍ2とした。
・その他
５番目と６番目との間において、インラインで基材上に製膜されたＴｉＯ2膜の膜厚を計測し、その結果を６番目の製膜レートゾーンの製膜条件にフィードバックして、トータル６つの製膜レートゾーンで製膜されるＴｉＯ2薄膜の目標膜厚を８０ｎｍ、屈折率は１．９５となるように製膜条件の設定を行った。
【００８３】
（実施例１）
本実施例は本発明に係る製膜処理ゾーンを２つ以上有する実施の形態の一例であると共に、放電処理領域を可変とする実施の形態の一例でもある。
・電極ローラ
前提条件通り。
・電極（角筒型電極）
図８は低製膜レートゾーンに用いる角筒型電極の一例を示す斜視図である。
【００８４】
６番目の製膜レートゾーンである低製膜レートゾーンにおける角筒型電極は図８で示されるような角筒型電極を１２個用い、電極ローラ周囲に対向させて配設した。図８に示す電極と図４に示す１〜５番目の製膜レートゾーンに用いる電極との違いは、製膜に寄与する電極１個当たりの電極長Ｌ２を短くし、電極１個当たりの製膜速度を低くしたことである。実施例１では、角筒型電極の電極長Ｌ２を１．５ｃｍとした。
・膜厚測定
製膜レートゾーンの５番目と６番目との間に膜厚測定手段を配設し、インラインで膜厚を計測し、その結果を６番目の製膜レートゾーンでの製膜条件にフィードバックして製膜条件を変化させた。
・製膜条件
１〜５番目の製膜レートゾーンでＴｉＯ2薄膜８０ｎｍのうち９０％の膜厚、つまり７２ｎｍ前後を製膜するように、予め１〜５番目の製膜レートゾーンでの製膜条件を設定した。
【００８５】
実施例１では６番目の製膜レートゾーンである低製膜レートゾーンの長さ、つまり製膜に寄与する（動作する）電極の個数を変化させた。６つの製膜レートゾーンのそれぞれの電極ローラ６本のうち、６番目の電極ローラ周囲に配置される電極は図８で示される角筒型電極を用い、電極ローラ周りに１２個配置した。１〜５番目の製膜処理ゾーンとの違いは、製膜に寄与する電極１個当たりの電極幅を短くし、電極１個当たりの製膜速度が低くなっていることである。つまり、低製膜レートゾーンでは製膜速度（薄膜形成速度）が低い電極構成部材から成り立っていると言える。
【００８６】
また、１〜５番目の製膜レートゾーンでＴｉＯ2薄膜８０ｎｍのうち９０％の膜厚、つまり７２ｎｍ前後を製膜するように、予め１〜５番目の製膜レートゾーンでの製膜条件を設定した。
【００８７】
５番目と６番目との間の製膜レートゾーンにおいてインラインで膜厚を計測し、その結果を６番目の製膜レートゾーン（低製膜レートゾーン）の製膜条件にフィードバックして製膜条件を変化させた。
【００８８】
実施例１では放電処理領域、言い換えると電極の長さ、つまり製膜に寄与する電極個数を変化させた。
【００８９】
各角筒型電極と電極ローラとのあいだの間隙は０．５５±０．０１ｍｍに調整した。１〜６番目の全ての製膜レートゾーンでの角筒型電極の放電総面積（角筒型電極が電極ローラと対向する面の総面積）は６８ｃｍ（長さ）×４ｃｍ（幅（基材搬送方向の長さ））×６個（１つの製膜レートゾーン当たりの電極個数）×６（製膜レートゾーンの数）＝９７９２ｃｍ2であった。
・基材
コニカミノルタ製セルロースアセテートフィルム（クリアハードコート層（後述）塗設済み）、幅６６０ｍ×長さ１５００ｍ
（クリアハードコート層の塗設）
上記コニカタックＫＣ８ＵＸ２ＭＷの表面上に、下記のクリアハードコート層（紫外線硬化樹脂層）用塗布液を孔径０．４μｍのポリプロピレン製フィルターでろ過してハードコート層塗布液を調製し、これをマイクログラビアコーターを用いて塗布し、９０℃で乾燥の後、紫外線を１５０ｍＪ／ｃｍ2照射して塗布層を硬化させ、厚さ５μｍのクリアハードコート層を形成した。
【００９０】
（実施例２）
電極ローラ、電極、膜厚測定、製膜条件、その他の条件は実施例１に同じであり、基材条件のみ異なる。
・基材
ソーダライムガラス（厚み０．５ｍｍ）、幅３７０ｍ×長さ４７０ｍ
（比較例１）
比較例１では、低製膜レートゾーンの６個の角筒型電極のうち製膜する電極個数を変化させることとした。変化させるとは、角筒型電極を１個だけオンさせて製膜したり、３個だけオンさせて製膜したり、６個全てをオンさせて製膜したりして、製膜に寄与する電極個数を変化させたものである。
・電極ローラ
前提条件通り。
・電極
低製膜レートゾーン６における電極は、１〜５番目の製膜レートゾーンと同様、図４に示す角筒型電極６個を使用し、電極ローラに対向させて配設した。
・基材
コニカミノルタ製セルロースアセテートフィルム（クリアハードコート層塗設済み）、幅６６０ｍ×長さ１５００ｍ
薄膜形成装置６台分の角筒型電極の放電総面積（角筒型電極が電極ローラと対向する面の総面積）は６８ｃｍ（長さ）×４ｃｍ（幅（基材の搬送方向の長さ））×６個（製膜レートゾーン１箇所当たりの電極個数）×６（製膜レートゾーンの数）＝９７９２ｃｍ2であった。
【００９１】
（比較例２）
比較例２では、低製膜レートゾーンの６個すべての角筒型電極に供給する原料ガスの供給量を変化させることとした。ここでの原料ガス供給の変化量は、供給量を大幅に変化させると従来技術の問題点で挙げたような問題が発生するため、変化量は供給絶対量の１０％以内とした。
・基材
ソーダライムガラス（厚み０．５ｍｍ）、幅３７０ｍ×長さ４７０ｍ
（比較例３）
比較例３では、比較例１と比較例２との組み合わせで、電極個数と原料ガス供給量とを変化させることとした。変化の方法は比較例１及び比較例２と同様である。
・基材
コニカミノルタ製セルロースアセテートフィルム（クリアハードコート層塗設済み）、幅６６０ｍ×長さ１５００ｍ
（ＴｉＯ2薄膜の膜厚・屈折率の測定）
Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製エリプソメータ（Ｍ−４４）を用いて、基材中央部（基材の幅方向における中央部）のＴｉＯ2薄膜の膜厚・屈折率を測定した。基材中で薄膜の形成を開始した位置から１００ｍ、５００ｍ、１０００ｍ、１５００ｍ離れた位置近傍を測定位置とした。ＴｉＯ2薄膜の膜厚の測定結果を表１、屈折率の測定結果を表２に示す。
【００９２】
【表１】
2005194576.tif 000003
【００９３】
【表２】
2005194576.tif 000004
【００９４】
表１および表２において、Ｂは４点の膜厚計測ポイントでの最大ばらつき量を示す。
【００９５】
表１および表２よりわかるとおり、比較例では膜厚変動幅が大きく、２ｎｍ以上発生し、また屈折率の変動幅も大きく、０．０２以上発生してしまう。一方、本発明を実施する事で、膜厚変動幅を縮小することができ、設定膜厚量８０±１ｎｍ以内を達成でき、また屈折率も設定値１．９５±０．０１以内に収める事ができた。
【００９６】
（評価方法）
Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製エリプソメータ（Ｍ−４４）を用いて以下に記載の基材上に製膜されたＴｉＯ2膜の物理膜厚及び屈折率を測定する。
【００９７】
表１及び２の評価欄の記号○、×、△は下記の基準によるものである。
○：膜厚精度が極めて良好なもの。（最大ばらつき量Ｂが１ｎｍ以下）
△：膜厚精度が良好なもの。（最大ばらつき量Ｂが１ｎｍ以上３ｎｍ未満）
×：膜厚精度が光学薄膜としては好ましくないもの。（最大ばらつき量Ｂが３ｎｍ以上）
次に、基材の往復搬送により薄膜を形成する枚葉型薄膜形成装置を用いた実施例３、４及び比較例４、５について、図９及び図１０を用いて説明する。
【００９８】
（前提条件）
以下に記載する前提条件は実施例３、４及び比較例４、５に共通する条件である。
【００９９】
図９は基材の往復搬送により薄膜形成される枚葉型薄膜形成装置にインラインの膜厚測定器を取り付けた薄膜形成装置について説明するための模式的概略図である。本装置の構成及び動作は図２で説明した枚葉型薄膜形成装置と類似しており、膜厚測定器１４を取り付けた点だけが異なるものであるため、構成及び動作の同一なものは説明を省略する。図９において、基材の搬送方向の角筒型電極１１を挟んだ両側にインラインの膜厚測定器１４を配設した。膜厚測定器１４としては、前記エリプソメータを用いた。図９に示すような薄膜形成装置を用いて、移動可能な架台型アース電極１２上に基材Ｆ（ソーダライムガラス：幅３７０ｍｍ×長さ４７０ｍｍ×厚み０．５ｍｍ）を載せ、吸引により架台型アース電極に密着させ、架台型アース電極を往復移送させて、ガラス基材の全面積にＴｉＯ2薄膜を目標の膜厚になるように製膜を行った。角筒型電極、架台型アース電極、ガスの組成、放電条件、などの詳細は下記の通りである。
・角筒型電極
次のように電極を作製した。長さ９００ｍｍ、幅８０ｍｍ、高さ８０ｍｍの、肉厚１０ｍｍ（中空のジャケット）のチタン合金Ｔ６４製の３個の角筒型電極を以下のように作製した。該３個共、角筒型電極の全表面に大気圧プラズマ法により高密度、高密着性のアルミナ溶射膜を被覆した。その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により硬化させ封孔処理を行った。このようにして被覆した誘電体表面を研磨し、平滑にして、Ｒｍａｘ５μｍとなるように加工した。最終的な誘電体の空隙率は５体積％であった。この時の誘電体層のＳｉＯ2含有率は７５ｍｏｌ％であった。また、最終的な誘電体の膜厚は、１ｍｍ（膜厚変動±１％以内）、誘電体の比誘電率は１０であった。更に、導電性の金属質母材と誘電体の線熱膨張係数の差は、１．７×１０-6／℃であり、また耐熱温度は２５０℃であった。角筒型電極の電極長は８ｃｍとした。
・架台型アース電極
移動可能な架台型アース電極は長さ１０５０ｍｍ、幅７００ｍｍ、厚さ１００ｍｍ、肉厚１０ｍｍで温度制御出来るように中空になっているチタン合金Ｔ６４の導電性の金属質母材を用い、架台型アース電極の上面に上記同様の誘電体を被覆した。性質も上記同様であった。
【０１００】
各角筒型電極と架台型アース電極とのあいだの間隙は１．００±０．０１ｍｍに調整した。
【０１０１】
薄膜形成装置の３個の角筒型電極の放電総面積（角筒型電極が架台型アース電極と対向する面の総面積）は７０ｃｍ（長さ）×８ｃｍ（幅（基材の搬送方向の長さ））×３個（電極個数）＝１６８０ｃｍ2であった。
・ガスの組成
放電ガス：ヘリウム                                    ９９．４体積％
薄膜形成性ガス：テトライソプロポキシチタン              ０．１体積％
（リンテック社製気化器にてアルゴンガスに混合して気化）
添加ガス：水素ガス                                      ０．５体積％
・放電条件
高周波電源として周波数１３．５６ＭＨｚの１周波数高周波電圧印加方式を用いた。電力密度を１．２Ｗ／ｃｍ2とした。また、対向電極間（放電空間）の圧力は１０３ｋＰａとした。
【０１０２】
３個の角筒型電極の間の２カ所のスリット幅をそれぞれ１ｍｍとして平行になるように固定し、３個の角筒型電極に上記高周波電源を結線した。架台型アース電極にはアースを接地した。
【０１０３】
上記条件は、生産を考慮して角筒型電極１個当たりの製膜速度（薄膜形成速度）が５ｎｍ／ｓｅｃとなるように設定されている。５ｎｍ／ｓｅｃとは、基材が放電に晒される時間が１ｓｅｃ間となったときに製膜される膜厚が５ｎｍとなることを示す。
【０１０４】
（実施例３）
角筒型電極の横には、図９に示すとおりインラインで基材上のＴｉＯ2薄膜の膜厚が計測できるインライン膜厚計測器を設置し、逐一膜厚及び屈折率を計測し、計測膜厚が７０ｎｍを超えた時点で３個の角筒型電極の内１個だけを製膜に利用し、２個は製膜に寄与しない状況（具体的には、原料供給を停止し、高周波電界の投入も停止した状態）でＴｉＯ2膜が８０ｎｍを超えるまで製膜を継続した。
【０１０５】
（実施例４）
図１０は、図９に示す薄膜形成装置の一部の電極を細分化した構成を有する薄膜形成装置を示す模式的概略図である。細分化した電極部分以外は図９に示す薄膜形成装置と同一であるため、図の一部及び説明については省略している。
【０１０６】
実施例４では、３個の角筒型電極１１のうち、２個は通常の角筒型電極１１ａ、１個は、図１０に示すような４個に細分化された角筒型電極１１ｂを用いた。細分化された電極は基材の搬送方向の長さが２ｃｍで、この電極１個あたりの製膜速度（薄膜形成速度は）は５ｎｍ／ｓｅｃである。また、必要に応じ、細分化された４個の電極のうち製膜に寄与する電極個数を変化させる事ができるようになっている。
【０１０７】
製膜は、インライン膜厚計測結果をフィードバックして、膜厚が７０ｎｍを超えたら細分化された電極４個のみを製膜電極として起動させ、更に７５ｎｍを超えたら２個のみを起動し、７８ｎｍを超えたら１個のみを起動させる、というように製膜されたＴｉＯ２膜厚が設定膜厚に近づくにつれて電極長を短くし、つまり製膜装置の実質の製膜速度（薄膜形成速度）を小さくして製膜を行った。
【０１０８】
（比較例４）
角筒型電極の横には、図９に示すとおりインラインで基材上のＴｉＯ2薄膜の膜厚が計測できるインライン膜厚計測器を設置し、逐一膜厚及び屈折率を計測し、膜厚が設定膜厚８０ｎｍを超えた時点で製膜を終了することとした。インライン膜厚計測結果はフィードバックしないで製膜を行った。
【０１０９】
（比較例５）
比較例４と同様に、図９に示すとおりインラインで計測できるインライン膜厚計測器を設置し、膜厚が設定膜厚８０ｎｍを超えた時点で製膜を終了することとしたが、本比較例では、インライン膜厚計測結果をフィードバックして原料供給量を変化させた。原料供給量の変化の方法としては、計測膜厚が７０ｎｍを超えた時点で、製膜速度が初期値の１０％減、つまり４．５ｎｍ／ｓｅｃとなるように原料供給量をｄｏｗｎして製膜を継続した。
【０１１０】
（ＴｉＯ2膜の膜厚・屈折率の測定）
前記同様に、Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製エリプソメータ（Ｍ−４４）を用いて、基材中央部（基材の幅方向における中央部）のＴｉＯ2薄膜の膜厚・屈折率を測定した。ＴｉＯ2薄膜の膜厚及び屈折率の測定結果を表３に示す。
【０１１１】
【表３】
2005194576.tif 000005
【０１１２】
表３から判るように、本発明を実施することにより目標膜厚及び目標屈折率に極めて近い薄膜を形成する事が可能となり、目標値の±１％以内に収める事ができた。
【０１１３】
表３の評価欄の記号○、×は下記の基準によるものである。
○：膜厚精度が極めて良好なもの。
×：膜厚精度が光学薄膜としては好ましくないもの。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る長尺の基材に薄膜を形成する薄膜形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る薄膜形成が基材の往復搬送により行われる枚葉型薄膜形成装置の一例を示す概略図である。
【図３】ロール電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【図４】角筒型電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る長尺の基材に薄膜を形成する薄膜形成装置の構成及び動作について説明するための模式的概略図である。
【図６】本発明に係る実施の形態である基材の往復搬送により薄膜形成される枚葉型薄膜形成装置の動作について説明するための模式的概略図である。
【図７】本発明に係る他の実施の形態である枚葉型薄膜形成装置の動作について説明するための模式的概略図である。
【図８】低製膜レートゾーンに用いる角筒型電極の一例を示す斜視図である。
【図９】基材の往復搬送により薄膜形成される枚葉型薄膜形成装置にインラインの膜厚測定器を取り付けた薄膜形成装置について説明するための模式的概略図である。
【図１０】図９に示す薄膜形成装置の一部の電極を細分化した構成を有する薄膜形成装置を示す模式的概略図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１１  角筒型電極
１２  架台型アース電極
１３  放電空間
１４  膜厚測定器
２１  高周波電源
２５  ガス供給口
１３０  プラズマ放電処理装置
１３１  プラズマ放電処理容器
１３２  放電空間
１３５  ロール電極
１３６  角筒型電極
１４０  高周波電界印加手段
１４１  第１電源
１４２  第２電源
１５０  ガス供給手段
１５１  ガス供給装置
Ｆ  基材
Ｇ  ガス
Ｌ１、Ｌ２  電極長
【図１】
2005194576.tif 000006
【図２】
2005194576.tif 000007
【図３】
2005194576.tif 000008
【図４】
2005194576.tif 000009
【図５】
2005194576.tif 000010
【図６】
2005194576.tif 000011
【図７】
2005194576.tif 000012
【図８】
2005194576.tif 000013
【図９】
2005194576.tif 000014
【図１０】
2005194576.tif 000015