(57)【要約】      （修正有）【課題】長尺な基材に、プラズマＣＶＤによって連続的に成膜を行うロール・ツー・ロールの成膜装置において、成膜領域の入り口側および出口側での、プラズマ端部の影響を低減して、基材や機能性膜の表面がダメージを受けることを防止し、目的とする機能を発現できる機能性膜を、安定して形成することを可能にする成膜装置を提供する。【解決手段】成膜手段が電極対の間でプラズマを生成する領域の、基材搬送方向の上流側および下流側の少なくとも一方の端部に配置される絶縁性のプラズマ抑制部材２４を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な基材を長手方向に搬送しつつ、搬送される前記基材を挟むように配置された電極対を有する成膜手段を用いてプラズマＣＶＤによって、前記基材に成膜を行なう成膜装置であって、
前記成膜手段が前記電極対の間でプラズマを生成する領域の、前記基材搬送方向の上流側および下流側の少なくとも一方の端部に配置される絶縁性のプラズマ抑制部材を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記プラズマ抑制部材が、前記領域の上流側の端部に配置される請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記プラズマ抑制部材が、前記領域の上流側および下流側の端部に配置される請求項１に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記電極対が、前記基材の成膜される面に対面して配置される成膜電極と、前記基材を挟んで前記成膜電極と対面して配置される対向電極とからなり、
前記プラズマ抑制部材が、前記基材と前記成膜電極との間に配置される請求項１〜３のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項５】
前記プラズマ抑制部材が、前記成膜電極の、前記基材搬送方向の上流側および下流側の少なくとも一方の端部を覆うように配置される請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記プラズマ抑制部材の端部が、前記成膜電極の端部の内側２０ｍｍから外側１０ｍｍの範囲にある請求項４または５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記プラズマ抑制部材と前記基材との間の距離が、０．５〜５ｍｍである請求項４〜６のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項８】
前記成膜電極の、前記基材と対面する面以外の面の少なくとも一部を覆うように配置される、接地された導電性のアース部材を有する請求項４〜７のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項９】
前記対向電極が、前記基材を周面の所定領域に巻き掛けて搬送する円筒状のドラム電極である請求項４〜８のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１０】
さらに、前記成膜電極の、前記基材の搬送方向と直交する方向の端部に配置される絶縁性の部材を有する請求項４〜９のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記プラズマ抑制部材が、全て絶縁性の材料からなる請求項１〜１０のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記プラズマ抑制部材が、表面を絶縁膜でコーティングされたものである請求項１〜１０のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記プラズマ抑制部材を冷却する冷却手段を有する請求項１〜１２のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１４】
前記電極対の間の距離が、１０〜５０ｍｍである請求項１〜１３のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１５】
前記成膜手段が、ＣＣＰ−ＣＶＤによって成膜を行うものである請求項１〜１４のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１６】
前記成膜手段が、アモルファス窒化ケイ素膜を成膜するものである請求項１〜１５のいずれかに記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤによって基材上に成膜を行なう成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタや反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム（機能性シート）が利用されている。
また、これらの機能性フィルムの製造に、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等の真空成膜法による成膜（薄膜形成）が利用されている。
【０００３】
真空成膜法によって、効率良く、高い生産性を確保して成膜を行なうためには、長尺な基材に連続的に成膜を行なうのが好ましい。
このような成膜方法を実施する装置として、長尺な基材（ウェブ状の基材）をロール状に巻回してなる供給ロールと、成膜済の基材をロール状に巻回する巻取りロールとを用いる、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)の成膜装置が知られている。このロール・ツー・ロールの成膜装置は、基材に成膜を行なう成膜位置（成膜領域）を通過する所定の経路で、供給ロールから巻取りロールまで長尺な基材を挿通し、供給ロールからの基材の送り出しと、巻取りロールによる成膜済の基材の巻取りとを同期して行いつつ、成膜位置において、搬送される基材に連続的に成膜を行なう。
【０００４】
ここで、プラズマＣＶＤによる成膜において、生成されるプラズマは、プラズマが生成される領域の端部の性質が、中央部とは異なる。プラズマの端部は、中央部に比べてエネルギが高くなる傾向があるため、基材がプラズマの端部に曝露されると、基材にダメージが発生してしまう。そのため、バッチ式のプラズマＣＶＤ成膜装置においては、生成されるプラズマが、基材よりも十分大きくなるように、プラズマを生成するための電極を基材よりも大きくすることで、基材がプラズマの端部に曝露されることを防止している。
また、ロール・ツー・ロールの成膜装置においても、基材の搬送方向に直交する方向、すなわち、基材の幅方向は、電極を基材よりも大きくすることで、基材がプラズマの端部に曝露されることを防止している。
【０００５】
例えば、特許文献１には、真空チャンバ内に配置されると共に電源の両極が接続され且つ各々に基材が巻き掛けられる一対の成膜ロールと、基材が巻き掛けられていない成膜ロールの端部を、成膜ロール近傍に発生したプラズマから遮蔽する遮蔽部材とを備えたプラズマＣＶＤ装置が記載されている。
この特許文献１に記載された装置は、成膜ロールの幅が基材の幅よりも大きく形成されて、基材がプラズマの端部に曝露されることを防止している。
【０００６】
また、特許文献２には、基材と放電電極との間にマスクを配置した、長尺な基材が連続的に移送され、移送される基材上に連続的に成膜を行うプラズマＣＶＤ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−８４７８０号公報
【特許文献２】特開昭６４−７５６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、プラズマＣＶＤによる成膜をロール・ツー・ロールの成膜装置で行う場合には、搬送される基材が成膜領域を通過する際に、必ずプラズマの端部を通過する。そのため、成膜領域の入り口では、基材の表面にダメージを受けてしまい、また、成膜位置の出口側では、基材の表面に成膜された機能性膜の表面にダメージを受けてしまう。
【０００９】
また、特許文献２のように、基材と放電電極との間にマスクを配置して、成膜領域を規定してプラズマを一部遮蔽した場合には、マスクの端部に電界集中が生じ、エネルギが高くなってしまう。そのため、特許文献２では、マスクの開口部に電界調整部材を設けることにより、プラズマの不均一性を解消することが開示されている。
しかしながら、マスクの開口部に電界調整部材を配置する構成は、設計が難しく、また、電界集中そのものを解消することは示されていない。また、マスクが無い構成の場合の、プラズマの端部のエネルギが高くなる点については、言及されていない。
そのため、成膜領域の入り口側および出口側で、基材や機能性膜の表面にダメージを受けてしまい、目的とする機能を発現する機能性膜を安定して形成することができない。
【００１０】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、長尺な基材に、プラズマＣＶＤによって連続的に成膜を行うロール・ツー・ロールの成膜装置において、成膜領域の入り口側および出口側での、プラズマ端部の影響を低減して、基材や機能性膜の表面がダメージを受けることを防止し、目的とする機能を発現できる機能性膜を、安定して形成することを可能にする成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、長尺な基材を長手方向に搬送しつつ、搬送される前記基材を挟むように配置された電極対を有する成膜手段を用いてプラズマＣＶＤによって、前記基材に成膜を行なう成膜装置であって、前記成膜手段が前記電極対の間でプラズマを生成する領域の、前記基材搬送方向の上流側および下流側の少なくとも一方の端部に配置される絶縁性のプラズマ抑制部材を有することを特徴とする成膜装置を提供するものである。
【００１２】
ここで、前記プラズマ抑制部材が、前記領域の上流側の端部に配置されることが好ましい。
あるいは、前記プラズマ抑制部材が、前記領域の上流側および下流側の端部に配置されることが好ましい。
【００１３】
ここで、前記電極対が、前記基材の成膜される面に対面して配置される成膜電極と、前記基材を挟んで前記成膜電極と対面して配置される対向電極とからなり、前記プラズマ抑制部材が、前記基材と前記成膜電極との間に配置されることが好ましい。
【００１４】
また、前記プラズマ抑制部材が、前記成膜電極の、前記基材搬送方向の上流側および下流側の少なくとも一方の端部を覆うように配置されることが好ましい。
また、前記プラズマ抑制部材の端部が、前記成膜電極の端部の内側２０ｍｍから外側１０ｍｍの範囲にあることが好ましい。
また、前記プラズマ抑制部材と前記基材との間の距離が、０．５〜５ｍｍであることが好ましい。
また、前記成膜電極の、前記基材と対面する面以外の面の少なくとも一部を覆うように配置される、接地された導電性のアース部材を有することが好ましい。
【００１５】
また、前記対向電極が、前記基材を周面の所定領域に巻き掛けて搬送する円筒状のドラム電極であることが好ましい。
さらに、前記成膜電極の、前記基材の搬送方向と直交する方向の端部に配置される絶縁性の部材を有することが好ましい。
また、前記プラズマ抑制部材が、全て絶縁性の材料からなることが好ましい。
あるいは、前記プラズマ抑制部材が、表面を絶縁膜でコーティングされたものであることが好ましい。
【００１６】
また、前記プラズマ抑制部材を冷却する冷却手段を有することが好ましい。
また、前記電極対の間の距離が、１０〜５０ｍｍであることが好ましい。
また、前記成膜手段が、ＣＣＰ−ＣＶＤによって成膜を行うものであることが好ましい。
また、前記成膜手段が、アモルファス窒化ケイ素膜を成膜するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、成膜手段が電極対の間でプラズマを生成する領域の、基材搬送方向の上流側および下流側の少なくとも一方の端部に配置される絶縁性のプラズマ抑制部材を有するので、成膜領域の入り口側および出口側の、プラズマ端部の電界集中を弱めることができ、基材が成膜領域を通過する際に、基材や機能性膜の表面がダメージを受けることを防止し、目的とする機能を発現できる機能性膜を、安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の成膜装置の一例を概念的に示す図である。
【図２】図１に示す成膜装置の一部を示す部分拡大図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の成膜装置の他の一例を概念的に示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の成膜装置について、添付の図面を用いて、詳細に説明する。
【００２０】
図１に、本発明の成膜装置の一例を概念的に示す。なお、図１においては、アース部材２２の一部を断面で示している。
なお、図１に示す成膜装置１０は、ドラム３０とシャワー電極２０との間のシャワー電極２０の上流側および下流側の端部にプラズマ抑制部材２４を配置した以外は、公知のＣＣＰ−ＣＶＤによるロール・ツー・ロールの成膜装置である。
【００２１】
図示例の成膜装置１０は、長尺な基材Ｚ（フィルム原反）を長手方向に搬送しつつ、この基材Ｚの表面にプラズマＣＶＤによって、目的とする機能を発現する膜を成膜（製造／形成）して、機能性フィルムを製造するものである。
また、この成膜装置１０は、長尺な基材Ｚをロール状に巻回してなる基材ロール３２から基材Ｚを送り出し、長手方向に搬送しつつ機能膜を成膜して、機能膜を成膜した基材Ｚ（すなわち、機能性フィルム）をロール状に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行なう装置である。
【００２２】
図２に示す成膜装置１０は、基材Ｚに、プラズマＣＶＤによる膜を成膜することができる装置であって、真空チャンバ１２と、この真空チャンバ１２内に形成される、巻出し室１４と、成膜室１８と、ドラム３０とを有して構成される。
【００２３】
成膜装置１０においては、長尺な基材Ｚは、巻出し室１４の基材ロール３２から供給され、ドラム３０に巻き掛けられた状態で長手方向に搬送されつつ、成膜室１８において、成膜され、次いで、再度、巻出し室１４において巻取り軸３４に巻き取られる（ロール状に巻回される）。
【００２４】
ドラム３０は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。
ドラム３０は、後述する巻出し室１４のガイドローラ４０ａよって所定の経路で案内された基材Ｚを、周面の所定領域に掛け回して、所定位置に保持しつつ長手方向に搬送して、成膜室１８内に搬送して、再度、巻出し室１４のガイドローラ４０ｂに送る。
【００２５】
ここで、ドラム３０は、後述する成膜室１８のシャワー電極２０の対向電極としても作用（すなわち、ドラム３０とシャワー電極２０とで電極対を構成する。）するものであり、アース（接地）されている。
【００２６】
なお、必要に応じて、ドラム３０には、ドラム３０にバイアスを印加するためのバイアス電源を接続してもよい。あるいは、アースとバイアス電源とを切り替え可能に接続してもよい。
バイアス電源は、各種の成膜装置で利用されている、バイアスを印加するための高周波電源やパルス電源等の公知の電源が、全て利用可能である。
【００２７】
巻出し室１４は、真空チャンバ１２の内壁面１２ａと、ドラム３０の周面と、内壁面１２ａからドラム３０の周面の近傍まで延在する隔壁３６ａおよび３６ｂとによって構成される。
ここで、隔壁３６ａおよび３６ｂの先端（真空チャンバ１２の内壁面と逆端）は、搬送される基材Ｚに接触しない可能な位置まで、ドラム３０の周面に近接し、巻出し室１４と、成膜室１８とを、略気密に分離する。
【００２８】
このような巻出し室１４は、前述の巻取り軸３４と、ガイドローラ４０ａおよび４０ｂと、回転軸４２と、真空排気手段４６とを有する。
【００２９】
ガイドローラ４０ａおよび４０ｂは、基材Ｚを所定の搬送経路で案内する通常のガイドローラである。また、巻取り軸３４は、成膜済みの基材Ｚを巻き取る、公知の長尺物の巻取り軸である。
【００３０】
図示例において、長尺な基材Ｚをロール状に巻回してなるものである基材ロール３２は、回転軸４２に装着される。また、基材ロール３２が、回転軸４２に装着されると、基材Ｚは、ガイドローラ４０ａ、ドラム３０、および、ガイドローラ４０ｂを経て、巻取り軸３４に至る、所定の経路を通される（挿通される）。
成膜装置１０においては、基材ロール３２からの基材Ｚの送り出しと、巻取り軸３４における成膜済み基材Ｚの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基材Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室１８における成膜を行なう。
【００３１】
真空排気手段４６は、巻出し室１４内を所定の真空度に減圧するための真空ポンプである。真空排気手段４６は、巻出し室１４内を、成膜室１８の圧力（成膜圧力）に影響を与えない圧力（真空度）にする。
【００３２】
基材Ｚの搬送方向において、巻出し室１４の下流には、成膜室１８が配置される。
成膜室１８は、内壁面１２ａと、ドラム３０の周面と、内壁面１２ａからドラム３０の周面の近傍まで延在する隔壁３６ａおよび３６ｂとによって構成される。
成膜装置１０において、成膜室１８は、一例として、ＣＣＰ（Capacitively Coupled Plasma  容量結合型プラズマ）−ＣＶＤによって、基材Ｚの表面に成膜を行なうものであり、シャワー電極２０と、アース部材２２と、プラズマ抑制部材２４と、原料ガス供給手段５８と、高周波電源６０と、真空排気手段６２とを有する。
【００３３】
シャワー電極２０は、成膜装置１０において、ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜の際に、ドラム３０と共に電極対を構成する成膜電極である。図示例において、シャワー電極２０は、一例として、中空の略直方体状であり、１つの最大面である放電面をドラム３０の周面に対面して配置される。また、ドラム３０との対向面である放電面には、多数の貫通穴が全面的に形成される。シャワー電極２０は、その放電面と、電極対を形成するドラム３０の周面との間で、成膜のためのプラズマを生成し、成膜領域を形成する。
なお、図示例においては、好ましい態様として、シャワー電極２０の放電面は、ドラム３０の周面に沿う様に湾曲しているが、平板状であってもよい。
また、シャワー電極２０とドラム３０との間の距離は１０〜５０ｍｍが好ましい。
【００３４】
アース部材２２は、シャワー電極２０からの異常放電を抑制するための、導電性の接地された板状部材である。
図２に、シャワー電極２０の近傍の拡大図を示す。
図１および図２に示すように、アース部材２２は、シャワー電極２０の放電面以外の面を全面的に覆うようにそれぞれ対面して配置されており、基材Ｚの搬送方向において、シャワー電極２０の上流側に設けられるアース部材２２ａと、下流側に設けられるアース部材２２ｂと、シャワー電極２０の、基材Ｚの搬送方向に平行な面にそれぞれ対面して設けられるアース部材２２ｃおよび２２ｄ（図示せず）とを有している。
また、アース部材２２のドラム３０側の端面の位置は、シャワー電極２０の端面の高さと同じ位置になるように配置されている。したがって、図示例においては、アース部材２２ｃおよび２２ｄのシャワー電極２０側の端面の形状は、シャワー電極２０の放電面の湾曲に合わせて形成されている。
【００３５】
プラズマ抑制部材２４ａおよび２４ｂは、成膜領域で生成されるプラズマの端部を遮蔽することにより、基材Ｚがプラズマ端部に曝露されることを防止するためのものである。
図２に示されるように、プラズマ抑制部材２４ａは、基材Ｚの搬送方向において、成膜領域の上流側（入り口側）に配置され、プラズマ抑制部材２４ｂは、成膜領域の下流側（出口側）に配置される。
なお、プラズマ抑制部材２４ａとプラズマ抑制部材２４ｂとは、配置位置が異なる以外は、基本的に、同様の構成および作用を有するものであるので、プラズマ抑制部材２４ｂは必要な説明のみを行ない、以下の説明は、プラズマ抑制部材２４ａを代表例として行なう。
【００３６】
プラズマ抑制部材２４ａは、絶縁性で、ドラム３０の周面に沿って湾曲した板状部材であり、シャワー電極２０とドラム３０との間で生成されるプラズマの入り口側の端部を覆うように配置される。具体的には、プラズマ抑制部材２４ａは、シャワー電極の、入り口側の端面近傍に配置され、基材Ｚの搬送方向に直交する方向（幅方向）には、シャワー電極２０の幅方向を全面的に覆うように形成されている。
プラズマ抑制部材２４ａをプラズマの端部に配置することで、プラズマの端部を基材Ｚに対して遮蔽することができ、基材Ｚがプラズマの端部に曝露されることを防止すると共に、プラズマ抑制部材２４ａ近傍の電界を弱める。
【００３７】
前述のように、プラズマＣＶＤによる成膜において、生成されるプラズマは、プラズマが生成される領域の端部の性質が、中央部とは異なり、プラズマの端部は、中央部に比べてエネルギが高くなる傾向がある。そのため、基材がプラズマの端部に曝露され、基材にダメージが発生してしまうことを防止するため、バッチ式のプラズマＣＶＤ成膜装置においては、電極を基材よりも大きくして、生成されるプラズマが、基材よりも十分大きくすることにより、基材がプラズマの端部に曝露されることを防止している。
また、ロール・ツー・ロールの成膜装置においても、基材の搬送方向に直交する方向、すなわち、基材の幅方向は、電極を基材よりも大きくすることで、基材がプラズマの端部に曝露されることを防止している。
【００３８】
しかしながら、ロール・ツー・ロールの成膜装置において、プラズマＣＶＤによる成膜を行う場合には、搬送される基材が成膜領域を通過する際に、必ずプラズマの端部を通過するため、成膜領域の入り口や出口側では、基材の表面や成膜された機能性膜の表面にダメージを受けてしまう。そのため、成膜された機能性膜が、目的とする機能を発現できなかったり、目的とする機能を発現する機能性膜を安定して形成することができない。
【００３９】
これに対して、本発明の成膜装置１０は、成膜手段が電極対の間でプラズマを生成する領域の、基材搬送方向の上流側および下流側の少なくとも一方の端部に配置される絶縁性のプラズマ抑制部材を有する。そのため、成膜領域の入り口側および出口側で、基材Ｚがエネルギの高いプラズマの端部に曝露されることを防止することができると共に、プラズマ端部の電界集中を弱めることで、基材が成膜領域を通過する際に、基材や機能性膜の表面がダメージを受けることを防止している。
加えて、成膜領域の入り口側では、プラズマ抑制部材２４ａにより、プラズマの端部は遮蔽するものの、ラジカル（プラズマに励起された原料ガス）がプラズマ抑制部材２４ａと基材Ｚとの間に回り込み、基材Ｚ上に薄く成膜されるので、これが基材Ｚを保護する膜となり、成膜領域でプラズマに曝露された際のダメージを軽減することができる。
したがって、本発明の成膜装置１０は、目的とする機能を発現できる機能性膜を、安定して形成することができる。
【００４０】
ここで、基材Ｚの搬送方向における、プラズマ抑制部材２４ａの配置位置は、シャワー電極２０の入り口側端面から、プラズマ抑制部材２４ａの端面（シャワー電極２０側端面）までの距離をｘとすると、−１０〜２０ｍｍが好ましい。すなわち、シャワー電極２０から離れる方向に１０ｍｍから、シャワー電極側へ２０ｍｍの範囲が好ましい。
同様に、下流側のプラズマ抑制部材２４ｂの配置位置は、シャワー電極２０の出口側端面から、プラズマ抑制部材２４ｂの端面（シャワー電極２０側端面）までの距離をｙとすると、−１０〜２０ｍｍが好ましい。
プラズマ抑制部材（２４ａ、２４ｂ）を、シャワー電極２０側に配置するほど、すなわち、成膜領域の内側に入れるほど、プラズマ端部を遮蔽することができるが、成膜領域の内側に入れすぎると、実際に成膜する領域が短くなるため成膜レートが低下し、また、放電が不安定になるおそれがある。そのため、距離ｘおよびｙは２０ｍｍ以下が好ましい。
また、プラズマ抑制部材（２４ａ、２４ｂ）が、シャワー電極２０から離れるほど、プラズマ端部の遮蔽効果が小さくなる。したがって、距離ｘおよびｙは、−１０ｍｍ以上が好ましい。
なお、距離ｘと距離ｙとは、同じであっても異なっていてもよい。
【００４１】
また、プラズマ抑制部材２４ａとドラム３０との間の距離ｄ、および、プラズマ抑制部材２４ｂとドラムとの間の距離ｈは、０．５〜５ｍｍとすることが好ましい。
プラズマ抑制部材（２４ａ、２４ｂ）とドラム３０との間の距離が大きすぎると、プラズマが、プラズマ抑制部材と基材Ｚ（ドラム３０）との間に回り込んでしまうため、基材Ｚがプラズマに曝露され、基材Ｚへのダメージ軽減の効果が薄れる。
また、プラズマ抑制部材（２４ａ、２４ｂ）とドラム３０との間の距離が小さすぎると、ラジカルがプラズマ抑制部材とドラム３０との間に回り込む量が少なくなり、ラジカルの回り込みによる成膜が少なくなり基材Ｚ表面が保護されないため、プラズマに曝露された際のダメージを軽減する効果が薄れる。したがって、距離ｄおよび距離ｈは、０．５〜５ｍｍとすることが好ましい。
【００４２】
また、基材Ｚの搬送方向における、プラズマ抑制部材の長さは、特に限定はなく、プラズマ端部の影響を低減できればよいが、好ましくは、隣接するアース部材２２を全面的に覆うように形成されることが好ましい。すなわち、プラズマ抑制部材２４ａは、アース部材２２ａを覆うように形成されることが好ましく、プラズマ抑制部材２４ｂは、アース部材２２ｂを覆うように形成されることが好ましい。
プラズマ抑制部材（２４ａ、２４ｂ）が、アース部材２２を覆うように形成されることにより、確実に、プラズマの端部を基材Ｚから遮蔽することができる。
【００４３】
また、図示例においては、プラズマ抑制部材２４を、成膜領域の上流側および下流側に配置したが、本発明は、これに限定はされず、成膜領域の上流側のみに設けてもよいし、下流側のみに設けてもよい。基材Ｚ表面のダメージを低減することにより、目的とする機能を好適に発現できる点で、少なくとも上流側に設けるのが好ましい。
【００４４】
また、プラズマ抑制部材２４ａ、２４ｂの材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ケイ酸マグネシウム等の絶縁性の材料や、ステンレスの表面にアルミナをコーティングしたものなどを用いることができる。
【００４５】
また、プラズマ抑制部材２４ａおよび２４ｂは、プラズマに曝されるため、高温になるので、プラズマ抑制部材２４ａおよび２４ｂを冷却する冷却手段を有することが好ましい。
【００４６】
原料ガス供給手段５２は、プラズマＣＶＤ装置等の真空成膜装置に用いられる公知のガス供給手段であり、シャワー電極２０の内部に、原料ガスを供給する。
前述のように、シャワー電極２０のドラム３０との対向面には、多数の貫通穴が供給されている。従って、シャワー電極２０に供給された原料ガスは、この貫通穴から、シャワー電極２０とドラム３０との間に導入される。
【００４７】
高周波電源６０は、シャワー電極２０に、プラズマ励起電力を供給する電源である。高周波電源６０も、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている、公知の高周波電源が、全て利用可能である。
さらに、真空排気手段６２は、プラズマＣＶＤによるガスバリア膜の成膜のために、成膜室１８内を排気して、所定の成膜圧力に保つものであり、真空成膜装置に利用されている、公知の真空排気手段である。
【００４８】
本発明の機能性フィルムの製造方法において、無機膜を成膜するため用いる反応ガスには、特に限定はなく、形成する無機膜に応じた公知の反応ガスが、全て利用可能である。
例えば、無機膜としてガスバリア膜等として利用される窒化珪素膜を成膜する場合であれば、反応ガスして、シランガスと、アンモニアガスおよび／または窒素ガスとを用いればよく、同じく酸化珪素膜を形成する場合であれば、反応ガスとして、シランガスと酸素ガスとを用いればよい。
なお、本発明の機能性フィルムの製造方法においては、必要に応じて、反応ガスに加え、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス、キセノンガス、ラドンガスなどの不活性ガス等の各種のガス、水素ガス等を併用してもよい。
【００４９】
なお、本発明において、ＣＶＤ成膜室における成膜方法は、図示例のＣＣＰ−ＣＶＤに限定はされず、例えばＩＣＰ−ＣＶＤや、直流（ＤＣ）プラズマＣＶＤ、マイクロ波プラズマＣＶＤなど、他のＣＶＤにも利用可能である。
特に、広範囲に安定してプラズマを立てることができロール・ツー・ロールに適している、交流電源を使用することにより絶縁性基板上にも成膜できる、などの理由により、ＣＣＰ−ＣＶＤを行う成膜装置に好適に適用することができる。
【００５０】
また、本発明の成膜装置において、ＣＶＤ成膜室が成膜する膜にも、特に限定はなく、ＣＶＤによって成膜可能なものが、全て、利用可能であるが、特に、酸化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコン等の無機膜や、ＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン膜）、透明導電膜などが好ましく例示される。特に、透明かつ緻密な膜を得やすいとの理由により、アモルファス窒化シリコン膜の成膜に好適に適用できる。
【００５１】
また、成膜領域の入り口側および出口側に配置するプラズマ抑制部材に加えて、成膜領域の幅方向の端部にも、絶縁性の部材を配置することが好ましい。
【００５２】
図３（Ａ）および（Ｂ）に、本発明の成膜装置の他の一例の部分拡大図を示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）を、基材Ｚの搬送方向下流側から見た図である。
なお、図３（Ａ）においては、アース部材２２の一部、および、図中手前側の絶縁性部材２６の図示を省略している。また、図３（Ｂ）においては、アース部材２２の一部、絶縁性部材２６の一部、プラズマ抑制部材２４ｂの図示を省略している。
また、図３（Ａ）に示す成膜装置は、絶縁性部材２６を有する以外は、成膜装置１０と同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
【００５３】
絶縁性部材２６は、成膜領域で生成されるプラズマの端部を遮蔽することにより、基材Ｚがプラズマ端部に曝露されることを防止するためのものである。
絶縁性部材２６は、絶縁性で、ドラム３０の周面に沿って湾曲した板状部材であり、基材Ｚの搬送方向に直交する方向（幅方向）において、成膜領域の両端部、すなわち、シャワー電極２０の幅方向の端部をそれぞれ覆うように２つ配置されている。
絶縁性部材２６を、プラズマの幅方向の端部に配置することで、基材Ｚが幅方向のプラズマ端部に曝露されてダメージを受けることを防止することができるので、シャワー電極２０の幅に対する基材Ｚの幅の比を大きくすることができ、より幅広な基材Ｚに、ダメージを与えることなく、好適に成膜を行うことができる。
【００５４】
また、本実施例においては、好ましい態様として、長尺な基材を、基材の長手方向に搬送しつつ、ドラムに巻き掛けて成膜を行なう、いわゆる、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll)の構成としたが、本発明はこれに限定はされず、ロール・ツー・ロールの装置であって、成膜室に、対面して配置される板状の電極対を設け、この電極対の間を、長尺な基材を長手方向に搬送すると共に、基材と電極との間に原料ガスを供給してプラズマＣＶＤによる成膜を行なう構成としてもよい。
【００５５】
また、図示例の成膜装置のように、ＣＣＰ−ＣＶＤによって成膜を行う場合は、電極対の間で生成されるプラズマの端部と、電極対（成膜電極）の端部（基材Ｚの搬送方向の端部）の位置は、ほぼ一致するので、成膜電極の端部にプラズマ抑制部材を配置する構成としたが、本発明はこれに限定はされず、例えばＩＣＰ−ＣＶＤのように、電極対の端部とプラズマの端部とが一致しない場合には、プラズマの端部にプラズマ抑制部材を配置すればよい。電極対の端部とプラズマの端部とが一致しない場合には、目視やシミュレーションにてプラズマの形状を確認して、プラズマの端部の位置にプラズマ抑制部材を配置すればよい。
【００５６】
以上、本発明の成膜装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明の具体的実施例を挙げて、本発明について、より詳細に説明する。
【００５８】
［実施例１］
図１に示す成膜装置を用いて、基材にガスバリア膜として窒化珪素膜を形成した。
【００５９】
基材は、幅５００ｍｍ、厚さ１００μｍ、表面粗さ０．７ｎｍのＰＥＴフィルムを用いた。
また、原料ガスとしては、シランガス（ＳｉＨ４）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、および、水素ガス（Ｈ２）を用いた。
また、成膜圧力は３０Ｐａとした。
さらに、シャワー電極２０に接続される高周波電源６０として、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用い、シャワー電極２０に供給したプラズマ励起電力は２０００Ｗとした。
また、ドラム３０として、直径１０００ｍｍのドラムを用いた。また、ドラム３０は接地した。
また、成膜する機能膜（窒化珪素膜）の膜厚は５０ｎｍとした。
【００６０】
成膜領域の入り口側に配置されるプラズマ抑制部材２４ａとして、アルミナ製の部材を用いた。プラズマ抑制部材２４ａの位置は、シャワー電極２０端部からの距離ｘを０ｍｍとし、ドラム３０との距離ｄを３ｍｍとした。
また、成膜領域の出口側に配置されるプラズマ抑制部材２４ｂとして、アルミナ製の部材を用いた。プラズマ抑制部材２４ｂの位置は、シャワー電極２０端部からの距離ｙを０ｍｍとし、ドラム３０との距離ｈを３ｍｍとした。
【００６１】
このような条件の下、成膜装置１０において、基材Ｚに機能膜の成膜を１０ｍ行なった後、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）にて表面粗さの測定を行い基材が受けたダメージを評価した。
測定の結果、表面粗さは、１．５ｎｍであった。
【００６２】
［実施例２］
プラズマ抑制部材２４ａおよび２４ｂとして、ステンレス製の母材の表面に厚さ２００μｍのアルミナコーティングをした部材を用いた以外は、実施例１と同様にして、基材Ｚに機能膜の成膜を行い、表面粗さの測定を行った。
測定の結果、表面粗さは、１．５ｎｍであった。
【００６３】
［実施例３］
プラズマ抑制部材２４ａとドラム３０との距離ｄを０．５ｍｍとし、プラズマ抑制部材２４ｂとドラム３０との距離ｈを０．５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、基材Ｚに機能膜の成膜を行い、表面粗さの測定を行った。
測定の結果、表面粗さは、１．７ｎｍであった。
【００６４】
［実施例４］
プラズマ抑制部材２４ａとドラム３０との距離ｄを５ｍｍとし、プラズマ抑制部材２４ｂとドラム３０との距離ｈを５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、基材Ｚに機能膜の成膜を行い、表面粗さの測定を行った。
測定の結果、表面粗さは、１．９ｎｍであった。
【００６５】
［実施例５］
プラズマ抑制部材２４ａのシャワー電極２０端部からの距離ｘを−１０ｍｍとし、プラズマ抑制部材２４ｂのシャワー電極２０端部からの距離ｙを−１０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、基材Ｚに機能膜の成膜を行い、表面粗さの測定を行った。
測定の結果、表面粗さは、１．８ｎｍであった。
【００６６】
［実施例６］
プラズマ抑制部材２４ａのシャワー電極２０端部からの距離ｘを１０ｍｍとし、プラズマ抑制部材２４ｂのシャワー電極２０端部からの距離ｙを１０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、基材Ｚに機能膜の成膜を行い、表面粗さの測定を行った。
測定の結果、表面粗さは、１．４ｎｍであった。
【００６７】
［実施例７］
プラズマ抑制部材２４ａのシャワー電極２０端部からの距離ｘを２０ｍｍとし、プラズマ抑制部材２４ｂのシャワー電極２０端部からの距離ｙを２０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、基材Ｚに機能膜の成膜を行い、表面粗さの測定を行った。
測定の結果、表面粗さは、１．３ｎｍであった。
【００６８】
［比較例１］
プラズマ抑制部材２４ａおよび２４ｂを配置しない以外は、実施例１と同様にして、基材Ｚに機能膜の成膜を行い、表面粗さの測定を行った。
測定の結果、表面粗さは、２．２ｎｍであった。
【００６９】
［比較例２］
プラズマ抑制部材２４ａおよび２４ｂとして、導電性のステンレス製の部材を配置した以外は、実施例１と同様にして、基材Ｚに機能膜の成膜を行い、表面粗さの測定を行った。
測定の結果、表面粗さは、３．９ｎｍであった。
結果を下記表に示す。
【表１】
2013044015.tif 000003
【００７０】
上記表１に示されるように、電極対の間のプラズマ領域の、基材搬送方向の上流側および下流側の少なくとも一方の端部に絶縁性のプラズマ抑制部材を配置した実施例は、プラズマ抑制部材を配置しない比較例１や導電性の部材を配置した比較例２と比べて、表面粗さが小さく、基材が受けたダメージが小さいことがわかる。特に、比較例２は、配置した部材が導電性であり、この部材に電界集中するため、基材のダメージがより大きくなった。
また、実施例１および２から、絶縁性の部材であれば、プラズマ抑制部材の材料が絶縁性のコーティングをされたものであっても、同様の効果を得ることができることがわかる。
【００７１】
また、実施例１、３および４から、ドラムとプラズマ抑制部材との間の距離が遠すぎると、プラズマ抑制部材と基材との間にプラズマが回り込んでしまい、基材へのダメージ軽減の効果が小さくなり、ドラムとプラズマ抑制部材との間の距離が近すぎると、プラズマ抑制部材と基材との間にラジカルが回り込まなくなるため、やはり、基材へのダメージ軽減の効果が小さくなることがわかる。したがって、ドラム（基材）とプラズマ抑制部材との間の距離は、０．５〜５ｍｍの間が好ましいことがわかる。
【００７２】
また、実施例１、５、６および７から、プラズマ抑制部材とシャワー電極の端部との距離は、プラズマ抑制部材が成膜領域の内側に入るほどよいが、内側に入りすぎると成膜領域が短くなるので、成膜レートが低下したり、放電の不安定化を招くおそれがある。また、シャワー電極の端部から離れた位置に配置しても効果はあるが、離れすぎると、基材がプラズマの端部に曝露されてしまい、基材がダメージを受ける。したがって、プラズマ抑制部材とシャワー電極の端部との距離は、内側２０ｍｍから外側１０ｍｍの範囲が好ましく、特に、０ｍｍが好ましいことがわかる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【００７３】
１０    成膜装置
１２    真空チャンバ
１２ａ  内壁面
１４    巻出し室
１８    成膜室
２０    シャワー電極
２２    アース部材
２４    プラズマ抑制部材
２６    絶縁性部材
３０    ドラム
３２    基材ロール
３４    巻取り軸
３６    隔壁
４０    ガイドローラ
４２    回転軸
４６、６２  真空排気手段
５８    原料ガス供給手段
６０    高周波電源
Ｚ    基材
【図１】
2013044015.tif 000004
【図２】
2013044015.tif 000005
【図３】
2013044015.tif 000006