(57)【要約】【課題】動作不良の発生を抑制できる成膜装置を提供する。【解決手段】成膜装置は、チャンバ１０１と、供給ローラ１５１と、巻き取りローラ１５２と、成膜ゾーンＳに供給される材料ガスに高周波磁場を印加することにより成膜ゾーンＳにプラズマを発生させる高周波印加部１０２と、成膜ゾーンＳに供給されるフィルムＦの下面側に配置された電極部１０９と、成膜ゾーンＳに供給されるフィルムと電極部１０９との間に介在する絶縁部材１１０と、を備える。絶縁部材１１０は、フィルムＦと接触した場合のフィルムＦの帯電量がフィルムＦと電極部１０９とが接触した場合のフィルムＦの帯電量に比べて小さい。【選択図】図１
2017053000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、
前記チャンバ内にある成膜ゾーンの外側に配置され、長尺のフィルムが巻回されるとともに、回転することにより前記成膜ゾーンへフィルムを供給する供給ローラと、
前記成膜ゾーンの外側に配置され、回転することにより前記供給ローラから前記成膜ゾーンに供給された前記フィルムを巻き取る巻き取りローラと、
前記成膜ゾーンに供給される材料ガスに高周波磁場を印加することにより前記成膜ゾーンにプラズマを発生させる高周波印加部と、
前記成膜ゾーンに供給されるフィルムにおける成膜される面側とは反対側の面の側に配置された電極部と、
前記成膜ゾーンに供給されるフィルムと前記電極部との間に介在し前記フィルムと接触した場合の帯電量が前記フィルムと前記電極部とが接触した場合の帯電量に比べて小さい絶縁部材と、を備える、
成膜装置。
【請求項２】
前記フィルムの厚さ方向に直交し且つ前記フィルムの長手方向に直交する方向の前記絶縁部材の幅および前記フィルムにおける成膜予定領域の幅は、前記電極部の幅よりも大きい、
請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記フィルムの前記成膜される面の、前記電極部の前記フィルムの厚さ方向への投影領域の外側の領域を覆うマスク部を更に備える、
請求項２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、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺のフィルムに成膜するための成膜装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この成膜装置は、成膜室と、成膜室内に配置された高周波電極および接地電極と、成膜室内の成膜ゾーンへ成膜対象となるフィルムを供給する供給ローラと、成膜ゾーンで成膜されたフィルムを巻き取る巻き取りローラとを備える。この成膜装置では、成膜ゾーンにおいてフィルムが接地電極の表面に面接触した状態で配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０２０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された成膜装置では、フィルムとローラとの間での摩擦等によりフィルムが帯電するとそのフィルムが接地電極の表面に吸い付けられる場合がある。この場合、巻き取りローラがフィルムを巻き取ることができず成膜装置の動作不良が発生する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、動作不良の発生を抑制できる成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る成膜装置は、
チャンバと、
前記チャンバ内にある成膜ゾーンの外側に配置され、長尺のフィルムが巻回されるとともに、回転することにより前記成膜ゾーンへフィルムを供給する供給ローラと、
前記成膜ゾーンの外側に配置され、回転することにより前記供給ローラから前記成膜ゾーンに供給された前記フィルムを巻き取る巻き取りローラと、
前記成膜ゾーンに供給される材料ガスに高周波磁場を印加することにより前記成膜ゾーンにプラズマを発生させる高周波印加部と、
前記成膜ゾーンに供給されるフィルムにおける成膜される面側とは反対側の面の側に配置された電極部と、
前記成膜ゾーンに供給されるフィルムと前記電極部との間に介在し前記フィルムと接触した場合の帯電量が前記フィルムと前記電極部とが接触した場合の帯電量に比べて小さい絶縁部材と、を備える。
【０００７】
また、本発明に係る成膜装置は、
前記フィルムの厚さ方向に直交し且つ前記フィルムの長手方向に直交する方向の前記絶縁部材の幅および前記フィルムにおける成膜予定領域の幅が、前記電極部の幅よりも大きい、ものであってもよい。
【０００８】
また、本発明に係る成膜装置は、
前記フィルムの前記成膜される面の、前記電極部の前記フィルムの厚さ方向への投影領域の外側の領域を覆うマスク部を更に備える、ものであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記のような絶縁部材がフィルムと電極部との間に介在しているので、従来の成膜装置で発生しうるフィルムが電極部に吸い付けられることによる動作不良の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る成膜装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態に係る成膜装置の一部を示す図である。
【図３】実施の形態に係る成膜装置の特徴を説明するための図であり、（Ａ）は比較例に係る成膜装置の一部を示す図であり、（Ｂ）は実施の形態に係る成膜装置と比較例に係る成膜装置とを用いて作製したＤＬＣ膜の膜厚分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に
係る成膜装置は、いわゆるロールツーロール方式の成膜装置である。この成膜装置は、図１に示すように、チャンバ１０１と、供給ローラ１５１と、巻き取りローラ１５２と、ガイドローラ１５３、１５４と、高周波印加部１０２と、電極部１０９と、絶縁部材１１０と、マスク部１０３と、を備える。以下、適宜図１におけるＺ軸方向を上下方向として説明する。この成膜装置は、チャンバ１０１内における電極部１０９近傍の成膜ゾーンＳに供給されたフィルムＦの上面側にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を成膜する。成膜ゾーンＳにおいて、フィルムＦは、２つのガイドローラ１５３、１５４の間に張架された状態で配置される。
【００１２】
チャンバ１０１内の成膜ゾーンＳには、材料ガス供給源１１１から、チャンバ１０１の内部に連通するガス供給管Ｐ１を介して材料ガスが供給される。材料ガス供給源１１１は、メタン、アセチレン等の炭化水素ガスを成膜ゾーンＳに供給する。
【００１３】
また、チャンバ１０１には、その内部に連通する排気管Ｐ２を介して真空ポンプ１０８が取り付けられている。真空ポンプ１０８を駆動することにより、チャンバ１０１内の気体が排気管Ｐ２を介して排気され、チャンバ１０１内が減圧状態となる。チャンバ１０１の上部には、誘電体窓１４１が取り付けられている。
【００１４】
供給ローラ１５１は、チャンバ１０１内の成膜ゾーンＳの外側（図１の−Ｙ方向側）に配置されている。供給ローラ１５１は、長尺のフィルムＦが巻回されている。供給ローラ１５１が矢印ＡＲ１で示した方向に回転することにより、供給ローラ１５１に巻回されたフィルムＦが、ガイドローラ１５３を経由して成膜ゾーンＳへ供給される。フィルムＦは、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂材料から形成されている。
【００１５】
巻き取りローラ１５２は、チャンバ１０１内の成膜ゾーンの外側（図１の＋Ｙ方向側）に配置されている。巻き取りローラ１５２は、矢印ＡＲ２で示した方向に回転することにより、成膜ゾーンＳからガイドローラ１５４を経由して搬送されてくるフィルムＦを巻き取る。この巻き取りローラ１５２がモータ（図示せず）により駆動されることにより、フィルムＦが成膜ゾーンＳ内を、ガイドローラ１５３、１５４間に張架された状態で、矢印ＡＲ３で示した方向へ搬送される。
【００１６】
高周波印加部１０２は、高周波電力を発生する高周波発生源１０２ａと、整合器１０２ｂと、チャンバ１０１の外側においてチャンバ１０１の誘電体窓１４１に対向して配置されたコイル１０２ｃと、を有する。コイル１０２ｃの形状は、成膜ゾーンＳ内に強度の均一な磁場を形成することができる形状が好ましく、例えば本願の出願人が先に開示した特開２００５−２２８７３８号公報に記載された形状を採用することができる。高周波印加部１０２は、コイル１０２ｃのコイル面に平行な方向において強度が均一な高周波磁場を発生させることができる。成膜ゾーンＳは、チャンバ１０１内におけるコイル１０２ｃと電極部１０９との間に位置する。そして、この高周波印加部１０２は、成膜ゾーンＳに供給された材料ガスに高周波数（例えば周波数１３．５６ＭＨｚ）の磁場を印加することにより成膜ゾーンＳにプラズマを発生させる。
【００１７】
電極部１０９は、成膜ゾーンＳに供給されたフィルムＦの下面側に配置されている。電極部１０９はＡｌ、ＳＵＳ、Ｃｕ等の金属で形成された板状部材であり、その上面がフィルムＦの下面に対向した状態で配置されている。
【００１８】
バイアス印加部１０６は、電極部１０９に対して０Ｖと−２０００Ｖの負電圧との間で振動する高周波電圧（例えば周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電圧）を印加する。バイアス印加部１０６は、高周波発生源１０６ａと整合器１０６ｂとを有する。
【００１９】
絶縁部材１１０は、成膜ゾーンＳに供給されたフィルムＦと電極部１０９との間に介在する。この絶縁部材１１０は、フィルムＦと接触した場合のフィルムＦの帯電量がフィルムＦと電極部１０９とが接触した場合のフィルムＦの帯電量に比べて小さい材料から形成されている。言い換えると、絶縁部材１１０は、摩擦帯電列表において、フィルムＦを形成するＰＥＴと電極部１０９を形成する金属との間の隔離の程度に比べて、ＰＥＴからの隔離の程度が小さい、即ち、ＰＥＴにより近い材料から形成されている。具体的には、絶縁部材１１０は、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂から形成される。
【００２０】
絶縁部材１１０は、例えば厚さ１〜３ｍｍのシート状の形状を有する。絶縁部材１１０の厚さが１ｍｍ未満の場合、絶縁部材１１０が熱により変形してしまう場合がある。また、絶縁部材１１０のＸ方向における幅およびフィルムＦのＸ方向における幅は、図２に示すように、電極部１０９のＸ方向における幅よりも大きい。例えば電極部１０９のＸ方向における幅が１０００ｍｍである場合、絶縁部材１１０のＸ方向における幅は１５００ｍｍに設定される。
【００２１】
図１に示すように、マスク部１０３は、フィルムＦの上面における、電極部１０９のＺ方向への投影領域の外側（−Ｙ方向側と＋Ｙ方向側）の領域を覆っている。マスク部１０３は、ガラス等から形成されている。
【００２２】
以上説明したように、本実施の形態に係る成膜装置では、絶縁部材１１０が、成膜ゾーンＳに供給されたフィルムＦと電極部１０９との間に介在し、フィルムＦと接触した場合のフィルムＦの帯電量がフィルムＦと電極部１０９とが接触した場合のフィルムＦの帯電量に比べて小さい。これにより、成膜ゾーンＳに供給されたフィルムＦが絶縁部材１１０に接触した状態で摺動されたとしてもフィルムＦの帯電量が小さいので、フィルムＦの絶縁部材１１０へ吸い付きを抑制できる。従って、フィルムＦが電極部１０９に吸い付けられることによる動作不良の発生を抑制できる。
【００２３】
次に、本実施の形態に係る成膜装置により成膜されたＤＬＣ膜の膜厚分布について比較例に係る成膜装置と対比しながら説明する。比較例に係る成膜装置は、図３（Ａ）に示すように、絶縁部材９１１０のＸ方向における幅およびフィルムＦのＸ方向における幅が、電極部１０９のＸ方向における幅と略同じである。この比較例に係る成膜装置により成膜されるＤＬＣ膜の膜厚分布は、図３（Ｂ）の破線Ｔ２で示すような分布となる。破線Ｔ２で示す分布では、フィルムＦの上面におけるＸ軸方向における両端近傍での膜厚が、中央部での膜厚に比べて厚くなっている。なお、図３（Ｂ）の一点鎖線は、フィルムＦの両端を示している。
【００２４】
これに対して、本実施の形態に係る成膜装置により成膜されるＤＬＣ膜の膜厚分布は、図３（Ｂ）の実線Ｔ１で示すような分布となる。実線Ｔ１で示す分布は、破線Ｔ２で示す分布に比べて、フィルムＦの上面におけるＸ軸方向の両端近傍での膜厚と中央部での膜厚との差が小さくなっている。つまり、本実施の形態に係る成膜装置により成膜されたＤＬＣ膜は、比較例に係る成膜装置により成膜されたＤＬＣ膜に比べて膜厚のバラツキが小さい。
【００２５】
このように、本実施の形態に係る成膜装置では、図２に示すように、絶縁部材１１０のＸ方向における幅が、電極部１０９のＸ方向における幅およびフィルムＦのＸ方向における幅よりも大きい。ここでは、フィルムＦの上面全体が、ＤＬＣ膜の成膜が予定されている成膜予定領域となっている。これにより、図３（Ｂ）を用いて説明したように、フィルムＦ上に成膜されたＤＬＣ膜の膜厚のバラツキが低減される。
【００２６】
ところで、フィルムＦの上面における電極部１０９の投影領域の図１における±Ｙ方向側の領域が、成膜ゾーンＳに形成されたプラズマに曝されると、そこに酸素等の不純物を含んだ分解生成物（例えばＣＨＯ）が堆積する場合がある。この場合、フィルムＦ上に不純物を含んだ分解生成物の上にＤＬＣ膜が生成される。
【００２７】
これに対して、本実施の形態に係る成膜装置は、フィルムＦの上面の電極部１０９の投影領域の図１における±Ｙ方向側の領域を覆うマスク部１０３を備える。これにより、フィルムＦが成膜ゾーンＳに搬送される前後で、フィルムＦ上に不純物を含んだ分解生成物が堆積することを防止できるので、膜質を改善することができる。
【００２８】
［変形例］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限定されるものではない。フィルムＦが、例えばポリアミド系樹脂等から形成されている場合、絶縁部材１１０は、摩擦帯電列表において、フィルムＦを形成するポリアミド系樹脂とフッ素樹脂やＰＥＥＫ樹脂との間の隔離の程度に比べて、ポリアミド系樹脂からの隔離の程度が小さいフッ素樹脂およびＰＥＥＫ樹脂以外の材料から形成されていてもよい。具体的には、絶縁部材１１０は、ガラス等から形成されていてもよい。
【００２９】
前述の実施の形態において、ＤＬＣ膜を成膜する前にフィルムＦの上面にイオンボンバード処理を施してもよい。この場合、ＤＬＣ膜を成膜する前に、チャンバ１０１内にＡｒガスを導入し電極部１０９を接地電位に維持した状態で、高周波印加部１０２によりチャンバ１０１内のＡｒガスに高周波磁場を印加する。これにより、フィルムＦの上面に形成された汚染層が、フィルムＦの上面に叩き付けられるＡｒイオンの衝撃により除去されるので、ＤＬＣ膜の密着性を向上させることができる。
【００３０】
前述の実施の形態において、フィルムＦから放出されるガスを遮断するために、予めフィルムＦの上面に、成膜予定の膜の厚さよりも薄いＤＬＣ膜からなるガスバリア層を形成してもよい。これにより、ＤＬＣ膜の膜質を向上させることができる。
【００３１】
前述の実施の形態では、フィルムＦの上面全体が、ＤＬＣ膜の成膜が予定されている成膜予定領域となっている例について説明したが、例えばフィルムＦの上面の一部が成膜予定領域であってもよい。この場合、絶縁部材１１０のＸ方向における幅およびフィルムＦ上の成膜予定領域のＸ方向における幅が、電極部１０９のＸ方向における幅よりも大きければ、絶縁部材１１０のＸ方向における幅はフィルムＦのＸ方向における幅よりも小さくてもよい。
【００３２】
前述の実施の形態では、マスク部１０３がフィルムＦの上面の電極部１０９の投影領域の図１における±Ｙ方向側の領域の全体を覆う例について説明したが、マスク部が覆う範囲はこれに限定されない。例えば、マスク部が、フィルムＦの上面の電極部１０９の投影領域の図１における±Ｙ方向側の領域の成膜ゾーンＳ近傍の一部を覆う構成であってもよい。
【００３３】
前述の実施の形態では、ＤＬＣ膜を成膜する例について説明したが、成膜する膜の種類はこれに限定されるものではなく、例えばＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜等のＳｉ系の膜を成膜するものであってもよい。この場合、材料ガス供給源１１１は、チャンバ１０１内にＳｉＨ４および窒素、または、ＳｉＨ４、窒素および酸素を供給すればよい。
【００３４】
以上、本発明の各実施の形態および変形例（なお書きに記載したものを含む。以下、同
様。）について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施
の形態及び変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、高架道路の側壁や建物、自動車のバンパーまたはドアミラーの表面に貼り付けるＤＬＣフィルムの製造に好適である。
【符号の説明】
【００３６】
１０１：チャンバ、１０２：高周波印加部、１０２ａ，１０６ａ：高周波発生源、１０２ｂ，１０６ｂ：整合器、１０２ｃ：コイル、１０３：マスク部、１０６：バイアス印加部、１０８：真空ポンプ、１０９：電極部、１１０：絶縁部材、１１１：材料ガス供給源、１４１：誘電体窓、１５１：供給ローラ、１５２：巻き取りローラ、１５３，１５４：ガイドローラ、Ｆ：フィルム、Ｐ１：ガス供給管、Ｐ２：排気管、Ｓ：成膜ゾーン
【図２】
2017053000.tif 000003
【図３】
2017053000.tif 000004
【図１】
2017053000.tif 000005