(57)【要約】【課題】ガスの流出を防止して装置内部の汚染を抑制する。【解決手段】この薄膜形成装置には、互いに隙間を空けて対向し、隙間をガスの流路とする一対の電極と、電極の軸方向に沿って配列されて流路を臨む複数の噴出口を有し、噴出口から流路にガスを供給するガス供給部と、汚れの付着を防止するクリーニングフィルムを、電極の表面の少なくとも１部に密着させて搬送するフィルム用搬送機構とが備えられている。そして、複数の噴出口のそれぞれに対して、ガスを噴出する際の噴出条件を設定することができる。【選択図】        図６
2005029835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隙間を空けて対向し、前記隙間をガスの流路とする一対の電極と、
前記電極の軸方向に沿って配列されて前記流路を臨む複数の噴出口を有し、前記噴出口から前記流路にガスを供給するガス供給部と、
汚れの付着を防止するクリーニングフィルムを、前記電極の表面の少なくとも１部に密着させて搬送するフィルム用搬送機構とを備え、
前記複数の噴出口のそれぞれに対して、ガスを噴出する際の噴出条件を設定できることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜形成装置において、
前記複数の噴出口のうち、両端部に位置する少なくとも１つ以上の噴出口に対する前記噴出条件は、薄膜形成用の原料を含まない未原料ガスを噴出するように設定されるとともに、前記両端部に位置する少なくとも１つ以上の噴出口以外の噴出口に対する噴出条件は、薄膜形成用のガスを含む原料ガスを噴出す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３】
互いに隙間を空けて対向し、前記流路をガスの流路とする一対の電極と、
前記電極の軸方向に沿って配列されて前記流路を臨む複数の噴出口を有し、前記噴出口から前記流路にガスを供給するガス供給部とを備え、
前記電極の少なくとも１側方に配置されて、前記流路から流出するガスを吸引する少なくとも１つのガス吸引部を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の薄膜形成装置において、
前記少なくとも１つのガス吸引部のそれぞれに対して、ガスを吸引する際の吸引条件を設定でき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、
前記電極の隙間の両端部には、前記隙間を埋めるように前記電極に密着する充填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６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
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、前記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７】
互いに隙間を空けて対向し、前記隙間をガスの流路とする一対の電極と、
前記電極の軸方向に沿って配列されて前記流路を臨む複数の噴出口を有し、前記噴出口から前記流路にガスを供給するガス供給部と、
汚れの付着を防止するクリーニングフィルムを、前記電極の表面の少なくとも１部に密着させて搬送するフィルム用搬送機構とを備える薄膜形成装置で用いられる薄膜形成方法であって、
前記複数の噴出口のそれぞれに対して、ガスを噴出する際の噴出条件を設定することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項８】
請求項７記載の薄膜形成方法において、
前記複数の噴出口のうち、両端部に位置する少なくとも１つ以上の噴出口に対する前記噴出条件を、薄膜形成用の原料を含まない未原料ガスを噴出するように設定するとともに、前記両端部に位置する少なくとも１つ以上の噴出口以外の噴出口に対する噴出条件を、薄膜形成用のガスを含む原料ガスを噴出するように設定することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項９】
互いに隙間を空けて対向し、前記流路をガスの流路とする一対の電極と、
前記電極の軸方向に沿って配列されて前記流路を臨む複数の噴出口を有し、前記噴出口から前記流路にガスを供給するガス供給部と、
前記電極の少なくとも１側方に配置されてガスを吸引する少なくとも１つのガス吸引部とを備える薄膜形成装置で用いられる薄膜形成方法であって、
前記少なくとも１つのガス吸引部によって、前記流路から流出するガスを吸引することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１０】
請求項９記載の薄膜形成方法において、
前記少なくとも１つのガス吸引部のそれぞれに対して、ガスを吸引する際の吸引条件を設定することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記電極の隙間の両端部に、前記隙間を埋めるように前記電極に密着する充填材を設けることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記フィルム用搬送機構によって、前記クリーニングフィルムは前記ガス供給部の少なくとも一部に接触されて、前記電極の表面まで搬送され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（例えば特許文献１参照）の使用が特に望まれている。
【０００３】
この大気圧プラズマ製膜方法を実現する薄膜形成装置には、薄膜形成のしかたによって種々の方式が適用されている。この方式としては、例えば、一対の電極間内で発生した放電プラズマに晒されるように基材を電極間内に配置して薄膜を形成するダイレクトプラズマ方式や、薄膜形成ガスと放電ガスとからなる混合ガスを一対の電極間に供給して放電プラズマを発生させてから基材上に噴射して薄膜を形成するリモートプラズマ方式（プラズマジェット方式）、或いは放電ガスを一対の電極間に供給して放電プラズマを基材上に噴射するとともに、基材上の放電プラズマに薄膜形成ガスを供給することで薄膜を形成する新プラズマジェット方式等が挙げられる。ここで、いずれの方式であっても一対の電極間がガスの流路として利用されているために、例えば図１３に示す薄膜形成装置１００のような構成が適用されている。薄膜形成装置１００には、互いに対向するように配置された一対の電極１０１及びこれら一対の電極間に原料ガス、放電ガス、混合ガスなどの薄膜形成用のガスを供給するガス供給部１０２が設けられている。そして、ガス供給部１０２からガスを供給して両電極１０１に電界を印加させれば、放電プラズマが発生するようになっている。ここで、基材は、電極間内部や、或いは電極間を臨む位置に配置されているために、放電プラズマの発生によって放電プラズマに晒されることになり、表面上に薄膜が形成されることになる。
【０００４】
ところで、ガス供給部１０２から供給されるガスが、基材や電極間以外の部分に流出してしまうと薄膜形成装置内部が汚染されてしまうために、このガス流出を防止しなければならない。このため、例えば電極１０１の上部周辺に、ガス供給部１０２を囲むようにガス遮断壁１０３を設置して、ガスの流出を防止する手法が開発されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−８２５９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにガス遮断壁１０３を設けたとしてもガスが電極間を通過する際にその脇から流出してしまい、薄膜形成装置内部が少なからずも汚染されてしまうのが現状であった。また、電極の汚れを防止するために、クリーニングフィルムによって電極表面を覆うことも考えられているが、そうした場合には、電極端部のガスシールを完全とすることは困難であり、ガス漏れを抑制することができなかった。
【０００７】
本発明の課題は、ガスの流出を防止して装置内部の汚染を抑制することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明における薄膜形成装置は、
互いに隙間を空けて対向し、前記隙間をガスの流路とする一対の電極と、
前記電極の軸方向に沿って配列されて前記流路を臨む複数の噴出口を有し、前記噴出口から前記流路にガスを供給するガス供給部と、
汚れの付着を防止するクリーニングフィルムを、前記電極の表面の少なくとも１部に密着させて搬送するフィルム用搬送機構とを備え、
前記複数の噴出口のそれぞれに対して、ガスを噴出する際の噴出条件を設定できることを特徴としている。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、複数の噴出口のそれぞれに対して、噴出条件を設定できるので、薄膜形成用の原料を含んだガスが流路から流出しにくくなるように各噴出条件を設定することが可能となる。これにより、ガスの流出を防止して装置内部の汚染を抑制することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の薄膜形成装置において、
前記複数の噴出口のうち、両端部に位置する少なくとも１つ以上の噴出口に対する前記噴出条件は、薄膜形成用の原料を含まない未原料ガスを噴出するように設定されるとともに、前記両端部に位置する少なくとも１つ以上の噴出口以外の噴出口に対する噴出条件は、薄膜形成用のガスを含む原料ガスを噴出するように設定されてい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、両端部に位置する少なくとも１つ以上の噴出口に対する噴出条件が、薄膜形成用の原料を含まない未原料ガスを噴出するように設定されているので、これら以外の噴出口から噴出される原料ガスは、未原料ガスによって遮られることになり、汚染の原因でもある薄膜形成用の原料の流出を防止することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明における薄膜形成装置は、
互いに隙間を空けて対向し、前記流路をガスの流路とする一対の電極と、
前記電極の軸方向に沿って配列されて前記流路を臨む複数の噴出口を有し、前記噴出口から前記流路にガスを供給するガス供給部とを備え、
前記電極の少なくとも１側方に配置されて、前記流路から流出するガスを吸引する少なくとも１つのガス吸引部を備え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、電極の少なくとも１側方にはガス吸引部が少なくとも１つ設けられているので、このガス吸引部によって電極の脇から流出するガスを吸引することができ、薄膜形成装置内部の汚染を抑制することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の薄膜形成装置において、
前記少なくとも１つのガス吸引部のそれぞれに対して、ガスを吸引する際の吸引条件を設定でき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、少なくとも１つのガス吸引部のそれぞれに対して、吸引条件を設定できるので、流出したガスをより効率的に吸引するように各吸引条件を設定することが可能となる。これにより装置内部の汚染を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、
前記電極の隙間の両端部には、前記隙間を埋めるように前記電極に密着する充填材が設けられてい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、電極の隙間の両端部に充填材が設けられているので、この充填材によってガスが遮蔽されて、電極の隙間からのガス流出を防止することができる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
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、前記電極の表面まで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、クリーニングフィルムがガス供給部の少なくとも一部に接触されて電極の表面まで搬送されるので、ガス供給部から電極間までの空間は、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、ガス供給部から供給されたガスが、電極間に到達するまでに流出することを防止できる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、
互いに隙間を空けて対向し、前記隙間をガスの流路とする一対の電極と、
前記電極の軸方向に沿って配列されて前記流路を臨む複数の噴出口を有し、前記噴出口から前記流路にガスを供給するガス供給部と
汚れの付着を防止するクリーニングフィルムを、前記電極の表面の少なくとも１部に密着させて搬送するフィルム用搬送機構とを備える薄膜形成装置で用いられる薄膜形成方法であって、
前記複数の噴出口のそれぞれに対して、ガスを噴出する際の噴出条件を設定す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、請求項１記載の発明と同等の作用、効果を奏することができる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の薄膜形成方法において、
前記複数の噴出口のうち、両端部に位置する少なくとも１つ以上の噴出口に対する前記噴出条件を、薄膜形成用の原料を含まない未原料ガスを噴出するように設定するとともに、前記両端部に位置する少なくとも１つ以上の噴出口以外の噴出口に対する噴出条件を、薄膜形成用のガスを含む原料ガスを噴出するように設定す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、請求項２記載の発明と同等の作用、効果を奏することができる。
【００２４】
請求項９記載の発明は、
互いに隙間を空けて対向し、前記流路をガスの流路とする一対の電極と、
前記電極の軸方向に沿って配列されて前記流路を臨む複数の噴出口を有し、前記噴出口から前記流路にガスを供給するガス供給部と、
前記電極の少なくとも１側方に配置されてガスを吸引する少なくとも１つのガス吸引部とを備える薄膜形成装置で用いられる薄膜形成方法であって、
前記少なくとも１つのガス吸引部によって、前記流路から流出するガスを吸引す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、請求項３記載の発明と同等の作用、効果を奏することができる。
【００２６】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の薄膜形成方法において、
前記少なくとも１つのガス吸引部のそれぞれに対して、ガスを吸引する際の吸引条件を設定す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、請求項４記載の発明と同等の作用、効果を奏することができる。
【００２８】
請求項１１記載の発明は、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記電極の隙間の両端部に、前記隙間を埋めるように前記電極に密着する充填材を設け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、請求項５記載の発明と同等の効果を奏することができる。
【００３０】
請求項１２記載の発明は、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記フィルム用搬送機構によって、前記クリーニングフィルムは前記ガス供給部の少なくとも一部に接触されて、前記電極の表面まで搬送され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、請求項６記載の発明と同等の作用、効果を奏することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の第１の実施の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。
【００３３】
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プラズマジェット方式の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支持部材１０が回転自在に設けられている。
【００３４】
図２は、支持部材１０を表す斜視図であり、この支持部材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誘電部材である。支持部材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、支持部材１０の周縁には、基材２を支持部材１０の周面に密着させて搬送するために基材用搬送機構１３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。
【００３５】
基材用搬送機構１３には、基材２を支持部材１０の周面に案内する第１ガイドローラ１４及びニップローラ１５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１６と、第１ガイドローラ１４、第２ガイドローラ１６及び支持部材１０を連動するように回転させる駆動源５１（図１０参照）とが設けられている。
【００３６】
図３は薄膜形成ユニット２０の正面図であり、図４は図３のＸ−Ｘ断面を表す断面図である。薄膜形成ユニット２０には、支持部材１０の周面に間隔ａを空けて対向し、支持部材１０よりも幅の大きい一対の電極２１Ａ，２１Ｂが配置されている。また、これら一対の電極２１Ａ，２１Ｂは、互いに隙間ｂを空けて配置されている。この隙間ｂが放電空間Ｂであり、放電空間Ｂを成す電極２１Ａ，２１Ｂの対向する面をそれぞれ放電面２１ａ，２１ｂとする。
【００３７】
図５は、電極２１Ａ，２１Ｂを表す斜視図であり、電極２１Ａ，２１Ｂは導電性の金属質母材２１１の表面に誘電体２１２が被覆された四角柱状電極である。この電極２１Ａ，２１Ｂの角部２１５は円弧状に形成されている。つまり、電極２１Ａ，２１Ｂの四面は角部２１５を介して連続していることから、放電面２１ａ，２１ｂ及び放電面２１ａ，２１ｂ以外の表面も連続することになる。電極２１Ａ，２１Ｂは内部が中空となっており、この中空部分２１３には、図１に示すように、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。そして、各薄膜形成ユニット２０の電極２１Ａ，２１Ｂには、フィルタ２２を介して電源２３が接続されている。
【００３８】
また、薄膜形成ユニット２０には、図４に示すように、一対の電極２１Ａ，２１Ｂ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。つまり、隙間ｂがガス供給部２４から供給されたガスを、支持部材１０上の基材２まで案内する流路として機能するようになっている。
【００３９】
図６は、ガス供給部２４を表す斜視図である。図６に示すようにガス供給部２４の先端部には、各ガスを噴出する複数の噴出口２４１、２４２、２４３が直線状に配列されている。つまり、これらの噴出口２４１、２４２、２４３は、ガス供給部２４が隙間ｂに対向するように配置された際に電極２１Ａ，２１Ｂの軸方向に沿って配列されて隙間ｂを臨むことになる。
【００４０】
ガス供給部２４の後端部には、複数のガス管２４４、２４５、２４６が連結されていて、これらのガス管２４４、２４５、２４６には、ガス管２４４、２４５、２４６内部を流れるガスの流量や流速、ガス組成、濃度などを調整するガス調整部２４７（図１０参照）を介して、それぞれ異なるガスを貯留する複数のガスタンク（図示省略）が連結されている。つまり、ガス調整部２４７では、複数のガスタンクから流入してきたガスを、個別に或いは混合してガス組成や濃度を調整した後に、さらに流量や流速などを調整して各ガス管２４４、２４５、２４６に送るようになっている。
そして、これら複数のガスタンクのうち、少なくとも１つのガスタンクには薄膜形成用の原料を含んだ原料ガスが貯留されているとともに、さらに少なくとも１つのガスには、前記原料を含まない未原料ガスが貯留されている。そして、原料ガスが放電ガスを含有している場合には、電極２１Ａ，２１Ｂに電界が印加された状態で原料ガスが放電空間Ｂに供給されれば、放電プラズマが発生し原料が活性化することになるが、原料ガスが放電ガスを含有していない場合には、放電ガスを貯留するガスタンクを設けなければならない。この場合、原料ガスと放電ガスとが、それぞれ別個に放電空間Ｂに供給されるが、放電空間Ｂ内で混合されるために、電極２１Ａ，２１Ｂに電界を印加すれば、放電プラズマが発生し原料を活性化することができる。
【００４１】
また、ガス供給部２４の内部には、各ガス管２４４，２４５，２４６から供給されたガスが、噴出口２４１，２４２，２４３に到達するまでに混ざらないように、仕切板２４８，２４９が設置されている。
【００４２】
薄膜形成ユニット２０には、電極２１Ａ，２１Ｂの汚れを防止するクリーニングフィルム２７を電極２１Ａ，２１Ｂ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、各電極２１Ａ，２１Ｂ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。
【００４３】
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２９（図１０参照）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３に示すように、支持部材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、両端が支持部材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Ｂよりも大きくなる。つまり電極２１Ａ，２１Ｂ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、電極２１Ａ，２１Ｂ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Ｂ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】
また、薄膜形成ユニット２０には、クリーニングフィルム２７が放電面２１ａ，２１ｂに接触する際に生じるツレや皺を防止するために、電極２１Ａ，２１Ｂの放電面２１ａ，２１ｂ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、クリーニングフィルム２７を加熱する加熱部材２８が設けられている。
【００４５】
つまり、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、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、加熱部材２８の表面に接触して加熱されてから、電極２１Ａ，２１Ｂの角部２１５を介して放電面２１ａ，２１ｂに接触し、電極２１Ａ，２１Ｂの周方向に沿って搬送された後、第２フィルム用ガイドローラ３２に案内されて、巻取部２９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（角部２１５表面）から放電面２１ａ，２１ｂ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。
【００４６】
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から放電空間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、ガスが流路外に流れることを防止できる。
【００４７】
図７は、電極２１Ａ，２１Ｂ及びガス供給部２４を表す側面図である。この図７に示すように電極２１Ａ，２１Ｂの隙間ｂの両端部には、隙間ｂを埋めるように電極２１Ａ，２１Ｂに密着する充填材４０が設けられている。この充填材４０は、放電プラズマが発生した際の温度に耐えうるだけの耐熱性を有するとともに、絶縁性を有する材料により形成されており、電極２１Ａ，２１Ｂの放電面２１ａ，２１ｂを覆わない範囲に設置されている。
また、図７及び図３に示すように、電極２１Ａ，２１Ｂの両端部には、ガスの流出を防ぐガス遮断壁４１が、クリーニングフィルム２７を挟むように立設している。そして、電極２１Ａ，２１Ｂの両側方には、流路から流出したガスを吸引するガス吸引部４２が設けられている。なお、ガス吸引部４２を、電極２１Ａ，２１Ｂの少なくとも１側方に、少なくとも１つ設けていれば、ガスの流出防止効果を得ることができる。
【００４８】
図８は、ガス吸引部４２を表す斜視図である。なお図８においては電極２１Ａに対するガス遮断壁４１及び電極２１Ａ，２１Ｂの他側方に配置されるガス吸引部４２の図示を省略している。
【００４９】
ガス吸引部４２には、ガスを吸い込む吸込口部４３と、吸込ガス管４４を介して吸込口部４３に連結される吸引ポンプ４５（図１０参照）とが設けられている。吸込口部４３は、ガスを吸い込む吸込口４３１を有しているのであれば如何なる形状でもよい。図９は、吸込口部４３の形状の種類を示す説明図である。図９（ａ）は、円形状の吸込口４３１ａを有するチューブ形状の吸込口部４３ａを表している。図９（ｂ）は、方形状の吸込口４３１ｂを有する箱形状の吸込口部４３ｂを表している。図９（ｃ）は、スリット形状の吸込口４３１ｃを有する略四角錐形状の吸込口部４３ｃを表している。図９（ｄ）は、円形状の吸込口４３１ｄを有する略円錐形状の吸込口部４３ｄを表している。
【００５０】
ここで、吸込口部４３は、電極２１Ａ，２１Ｂの側方で、充填材４０及びガス供給部２４によって形成される空間Ｙと、吸込口４３１とが対向するように配置されていて、空間Ｙから流出するガスを吸引するようになっている。なお、流出したガスを確実に吸引するために、吸込口４３１は空間Ｙを覆う大きさとなるように形成されていることが好ましい。
さらに、支持部材１０及び電極２１Ａ，２１Ｂによって形成される空間Ｚと、吸込口４３１とが対向するように吸込口部４３を配置すれば、薄膜形成前に流出するガスも吸い込むことができる。
【００５１】
薄膜形成装置１には、図１０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、電源２３、ガス調整部２４７、加熱部材２８、温度調節装置４，６、巻取部２９、吸引ポンプ４５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。
【００５２】
次に、原料ガス及び未原料ガスについて説明する。なお、本実施形態で用いる原料ガスには放電ガスが含有されている場合を例示して説明するが、原料ガスに放電ガスが含有されておらす、放電ガスを単体で使用する場合においても以下に示す放電ガスと同様のものを使用することができる。
【００５３】
原料ガスは、少なくとも放電ガス及び薄膜形成ガスを含有する混合ガスである。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Ｂ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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
また、薄膜形成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。
【００５８】
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。
【００５９】
未原料ガスとしては、薄膜の原料となる薄膜形成性ガスに含有される化合物を含まないガスが使用される。具体的には、上記した放電ガスや酸素、一酸化炭素、空気などが挙げられる。未原料ガスとして放電ガスを使用した場合には、放電空間Ｂ内で発生する放電プラズマを均一にすることができる。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
次に、支持部材１０及び電極２１Ａ，２１Ｂ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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
次に、本実施形態の薄膜形成装置１の作用について説明する。
【００７２】
先ず、薄膜形成の開始に伴って、制御装置５０は、吸引ポンプ４５を駆動させる。この際、制御装置５０は、吸引時に効率的にガスを吸引できるように吸引条件を設定し、それを基に吸引ポンプ４５を制御している。ここで、吸引条件とは、吸引流量、吸引流速、雰囲気圧力などのことであり、吸引時においても安定した製膜を可能とする値に設定されていることが好ましい。これらの値は、実験やシミュレーションなどにより求められている。
【００７３】
そして、制御装置５０は、ガス供給部２４からガスを噴出させて、放電空間Ｂにガスを供給させる。ここで、制御装置５０は、隙間ｂから漏れる原料ガスを極力少なくするように、各噴出口２４１，２４２，２４３の噴出条件を設定し、その噴出条件に応じてガス調整部２４７を制御する。具体的には、両端部に位置する噴出口２４１，２４３の噴出条件は未原料ガスを噴出するように設定される。また、これら両端部に位置する噴出口２４１，２４３以外の噴出口２４２の噴出条件は原料ガスを噴出するように設定される。これにより、ガス供給部２４からガスを放電空間Ｂに供給する際に、原料ガスと外気とが未原料ガスによって遮断されて、原料ガスが隙間ｂから流出することを防止できる。
なお、ここで挙げた噴出条件は、隙間ｂから流出する原料ガスを少なくするために最低限必要な条件であるが、さらに流出量を低減するにはガスの流量や流速、ガス組成、濃度の各条件を調整することが好ましい。これらの条件は実験やシミュレーションなどにより求められている。
【００７４】
そして、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、一対の電極２１Ａ，２１Ｂにより形成された放電空間Ｂにまで至る。この際、ガスが流路から流出したとしても、そのガスのほとんどは未原料ガスであるために装置内部に与える影響は僅かである。さらに、流出したガス内に原料ガスが含まれていたとしてもガス吸引部４２が吸引するので装置内部を汚染することを防止できる。
【００７５】
放電空間Ｂ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１４、第２ガイドローラ１６及び支持部材１０を回転させて、基材２を支持部材１０の周面に密着させて搬送させるとともに、巻取部２９を制御して、クリーニングフィルム２７を電極２１Ａ，２１Ｂに表面に密着させて搬送させる。
【００７６】
基材２の搬送が開始されると、制御装置５０は、電源２３をＯＮにして、電極２１Ａ，２１Ｂに電界を印加し、放電空間Ｂに放電プラズマを発生させる。放電プラズマは、図４に示すように、ガス供給部２４からの噴出力によって放電空間Ｂから基材２に向けて噴出される。放電プラズマが発生する空間をプラズマ空間Ｈといい、上述の噴出力により電極２１Ａ，２１Ｂの放電面２１ａ，２１ｂから下方に向けてはみ出すことになる。
【００７７】
そして、基材２が、電極２１Ａ，２１Ｂから下方にはみ出したプラズマ空間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支持部材１０内に循環させて、支持部材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１６を介して次行程まで搬送される。
【００７８】
以上のように、本実施形態の薄膜形成装置１によれば、複数の噴出口２４１，２４２，２４３のそれぞれに対して、噴出条件を設定できるので、薄膜形成用の原料を含んだガスが流路から流出しにくくなるように各噴出条件を設定することが可能となる。これにより、ガスの流出を防止して装置内部の汚染を抑制することができる。
また、電極２１Ａ，２１Ｂの両側方にはガス吸引部４２が設けられているので、このガス吸引部４２によって電極２１Ａ，２１Ｂの脇から流出するガスを吸引することができ、薄膜形成装置１内部の汚染を抑制することができる。
【００７９】
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、支持部材１０に支持された基材２に対して、活性化したガスを噴出することにより薄膜を形成するプラズマジェット方式の薄膜形成装置を例示したが、例えば、ダイレクトプラズマ方式の薄膜形成装置や新プラズマジェット方式の薄膜形成装置であっても適用可能である。
【００８０】
先ず、ダイレクトプラズマ方式の薄膜形成装置について図１１を参照にして説明するが、この薄膜形成装置においては、上記実施形態の薄膜形成装置１における支持部材を電極として機能させたものである。このため、以下の説明では上記実施形態の薄膜形成装置１と同一部分においては同一符号を付して説明を省略する。
【００８１】
図１２は、ダイレクトプラズマ方式の薄膜形成装置に備わる薄膜形成ユニット２０Ａを表す側面図である。この薄膜形成ユニット２０Ａに備わる支持部材１０Ａは、フィルタ８を介して電源９が接続されており、基材２を搬送するとともに電極として機能し、電極２１Ａ，２１Ｂの支持部材１０Ａに対向する面２１ｃ，２１ｄが放電面として機能するようになっている。つまり、ガス供給部２４からガスを噴出して、支持部材１０Ａと電極２１Ａ，２１Ｂとの間隔ａにガスを充満させ、支持部材１０Ａ及び電極２１Ａ，２１Ｂに電界を印加すれば、この間隔ａ内で放電プラズマが発生する。そして、プラズマ空間ｈ内には基材２が配置されているので、基材２は活性化したガスに晒されてその表面に薄膜が形成されるのである。
【００８２】
次に新プラズマジェット方式の薄膜形成装置について図１２を参照にして説明する。ここでは、薄膜形成ガスを含む混合ガスと薄膜形成ガスを含まない放電ガスとをそれぞれ個別に基材に向けて供給して、基材上に薄膜を形成する新プラズマジェット方式の薄膜形成装置を例示して説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態の薄膜形成装置１と共通の構成については、同一の符号を付して説明する。
【００８３】
図１２は、新プラズマジェット方式の薄膜形成装置に備わる薄膜形成ユニット６０を表す側面図である。薄膜形成ユニット６０には、原料ガス及び未原料ガスを基材２に向けて供給する薄膜形成ガス供給部６１が設けられている。また、薄膜形成ユニット６０には、薄膜形成ガス供給部６１の側方に配置されて、放電ガス及び未原料ガスを基材２に向けて供給する２つの放電ガス供給部６２が設けられている。なお、薄膜ガス供給部６１及び放電ガス供給部６２の基本構成は、供給するガスが異なるだけで上記実施形態のガス供給部２４と同じである。
【００８４】
これら薄膜形成ガス供給部６１及び放電ガス供給部６２と支持部材１０との間には、薄膜形成ガス供給部６１から供給された薄膜形成ガスを基材２まで案内する一対の第１電極６３Ａ，６３Ｂが設けられている。この第１電極６３Ａ，６３Ｂには、第１フィルタ（図示省略）を介して第１電源（図示省略）が接続されている。第１電極６３Ａ，６３Ｂは、上記した電極２１Ａ，２１Ｂと同様に導電性の金属質母材の表面に誘電体が被覆されて、三角柱形状に形成されている。そして、第１電極６３Ａ，６３Ｂは、互いに斜辺面６３Ｃ，６３Ｄを外側に向けて隙間Ｃを空けるように対向している。この隙間Ｃを形成する面を対向面６３Ｅ，６３Ｆとし、隙間Ｃが薄膜形成ガス供給部６１から噴出されるガスを支持部材１０上の基材２まで案内する薄膜形成ガス用流路となっている。
【００８５】
第１電極６３Ａ，６３Ｂにおける薄膜形成ガス用流路の反対側には、放電ガス供給部６２から供給された放電ガスを基材２まで案内するための第２電極６４Ａ，６４Ｂが設けられている。この第２電極６４Ａ，６４Ｂには、第２フィルタ（図示省略）を介して第２電源（図示省略）が接続されている。第２電極６４Ａ，６４Ｂは、上記した第１電極６３Ａ，６３Ｂと同様に導電性の金属質母材の表面に誘電体が被覆されて、角部が円弧状の略三角柱形状に形成されている。そして、第２電極６４Ａ，６４Ｂは、その斜辺面６４Ｃ，６４Ｄと、第１電極６３Ａ，６３Ｂの斜辺面６３Ｃ，６３Ｄとが隙間Ｄを空けて対向し、かつ底面６４Ｅ，６４Ｄと、支持部材１０の表面とが間隔Ｅを空けて対向するように配置されている。ここで隙間Ｄが放電ガス供給部６２から噴出されるガスを支持部材１０上の基材２まで案内する放電ガス用流路となっている。
そして、この放電ガス用流路を形成する第１電極６３Ａ，６３Ｂ及び第２電極６４Ａ，６４Ｂの斜辺面６３Ｃ，６３Ｄ，６４Ｃ，６４Ｄは、放電面として機能するために、この放電ガス用流路が放電空間Ｆを兼ね、放電プラズマを発生するようになっている。そして、放電ガス用流路と薄膜形成ガス用流路とは、出口付近で合流するようになっているために、放電空間Ｆで発生した放電プラズマが薄膜形成ガスを活性化して、基材２上に薄膜を形成するようになっている。
【００８６】
また、本実施形態では、制御装置５０が噴出条件を設定する構成を例示して説明しているが、薄膜形成装置自体の初期設定として、隙間ｂから流出する原料ガスが少なくなるように噴出条件を設定しておいてもよい。
【００８７】
【実施例】
［電極］
電極２１Ａ，２１Ｂ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。各電極２１Ａ，２１Ｂ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溶射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、電極２１Ａ，２１Ｂは、放電面２１ａ，２１ｂの曲率がＲ２０ｍｍ〜Ｒ２０００ｍｍの範囲に、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、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電極２１Ａ，２１Ｂは、放電面２１ａ，２１ｂの曲率がＲ５００ｍｍ、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。
【００８８】
［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、支持部材１０及び電極２１Ａ，２１Ｂの間隔ａを１ｍｍとなるように両者を配置した。ここで、原料ガスの組成は、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。未原料ガスとしては、酸素を用いた。
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。
【００８９】
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、実施例と比較例とのそれぞれの装置内部の汚染度を比較した結果、実施例の方が遙かに低い汚染度になった。
【００９０】
【発明の効果】
請求項１及び請求項７記載の発明によれば、薄膜形成用の原料を含んだガスが流路から流出しにくくなるように各噴出条件を設定することが可能となる。これにより、ガスの流出を防止して装置内部の汚染を抑制することができる。
請求項２及び請求項８記載の発明によれば、両端部に位置する少なくとも１つ以上の噴出口に対する噴出条件が、薄膜形成用の原料を含まない未原料ガスを噴出するように設定されているので、これら以外の噴出口から噴出される原料ガスは、未原料ガスによって遮られることになり、汚染の原因でもある薄膜形成用の原料の流出を防止することができる。
【００９１】
請求項３及び請求項９記載の発明によれば、ガス吸引部によって電極の脇から流出するガスを吸引することができ、薄膜形成装置内部の汚染を抑制することができる。
請求項４及び請求項１０記載の発明によれば、流出したガスをより効率的に吸引するように各吸引条件を設定することが可能となる。これにより装置内部の汚染を抑制することができる。
請求項５及び請求項１１記載の発明によれば、充填材によってガスが遮蔽されて、電極の隙間からのガス流出を防止することができる。
請求項６及び請求項１２記載の発明によれば、ガス供給部から電極間までの空間は、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、ガス供給部から供給されたガスが、電極間に到達するまでに流出することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態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支持部材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正面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ断面を表す断面図である。
【図５】図４の薄膜形成ユニットに備わる電極を表す斜視図である。
【図６】図３の薄膜形成ユニットに備わるガス供給部を表す斜視図である。
【図７】図５の電極及び図６のガス供給部を表す側面図である。
【図８】図１の薄膜形成装置に備わるガス吸引部を表す斜視図である。
【図９】図８のガス吸引部に備わるガス吸込口部の変形例を表す斜視図である。
【図１０】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１１】図４の薄膜形成ユニットの変形例を表す断面図である。
【図１２】図４の薄膜形成ユニットの変形例を表す断面図である。
【図１３】従来の混合ガス用薄膜形成装置の概略構成を表す側面図である。
【符号の説明】
１      薄膜形成装置
２１Ａ，２１Ｂ    電極
２４      ガス供給部
３０      フィルム用搬送機構
４０      充填材
４２      ガス吸引部
２４１，２４２，２４３    噴出口
【図１】
2005029835.tif 000003
【図２】
2005029835.tif 000004
【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】
2005029835.tif 000009
【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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