等离子体CVD装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201180060443.4 | 申请日 | 2011-11-25 | 公开(公告)号 | CN103249865B | 公开(公告)日 | 2015-10-14 |
| 申请人 | 株式会社神户制钢所; | 发明人 | 玉垣浩; 冲本忠雄; | ||||
| 摘要 | 本 发明 具备： 真空 腔室（4）；配置在该真空腔室（4）内，并且对作为成膜对象的基材（W）进行卷挂的一对成膜辊（2、2）；以及通过在成膜辊（2）的表面产生使 等离子体 发生的 磁场 ，从而形成在被该成膜辊（2）卷挂的基材（W）上形成皮膜的成膜区域的磁场生成部（8、15），一对成膜辊（2、2）由第一成膜辊（2）和第二成膜辊（2）构成，所述第二成膜辊（2）以轴心与该第一成膜辊（2）相互平行的方式与该第一成膜辊（2）空开间隔进行设置，磁场生成部（8、15）以如下方式配置，即，作为成膜区域，在一对成膜辊（2、2）之间的相向空间（3）内形成第一成膜区域（19），并且在该相向空间（3）以外的空间的、与成膜辊（2）的表面邻接的区域形成第二成膜区域（20）。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种等离子体CVD装置，其特征在于，具备： |
||||||
| 说明书全文 | 等离子体CVD装置技术领域[0001] 本发明涉及在塑料膜、塑料片等的基材形成CVD皮膜的等离子体CVD装置。 背景技术[0002] 在塑料膜之中，特别是对用于显示器基板的塑料膜，较高地要求不使水蒸气、氧通过的特性（阻挡（barrier）性）、耐擦伤性。为了对塑料膜等赋予这样的高阻挡性、高耐擦伤性，需要在膜的表面涂覆具有透明性的SiOx、Al2O3等的皮膜。以前，作为这样的SiOx皮膜等的涂覆技术，已知有真空蒸镀法、溅射法等物理蒸镀法（PVD法）。 [0003] 例如，真空蒸镀法作为在PVD法中特别具备高生产性的成膜方法，在食品包装用膜的领域中广泛使用。在该真空蒸镀法中，可实现高生产性，但相反成膜后的皮膜的阻挡性并不好。如果举出具体的数值，利用真空蒸镀法进行成膜的皮膜的水蒸气透过率是1g/2 2 （m·day）左右，氧透过率是1cc/（m·atm·day）左右。这样的数值无法满足显示器基板所要求的水平。 [0004] 另一方面，在PVD法中作为与真空蒸镀法并列地常用的方法有溅射法。利用该溅射法成膜的皮膜只要是在表面状态良好的基板上成膜的情况下，就能在水蒸气透过率和氧透过率达到Mocon法检测限度以下的水平。如果举出具体的数值，在溅射法中，在成膜为2 50nm～100nm的厚度的SiOx皮膜、SiON皮膜中，水蒸气透过率能达到0.02g/（m·day）以 2 下的水平，氧透过率能达到0.02cc/（m·atm·day）以下的水平。因此，利用溅射法成膜的皮膜的阻挡性远优于利用真空蒸镀法进行成膜的皮膜。 [0005] 但是，另一方面，溅射法的成膜速度比真空蒸镀法低，因此，在溅射法中，不能得到充分的生产性。 [0006] 进而，在利用PVD法形成的皮膜中，无论是利用真空蒸镀法进行成膜的皮膜，还是利用溅射法进行成膜的皮膜，由于是无机物质而都具有脆的缺点。例如，当利用PVD法进行膜厚超过100nm的成膜时，由于皮膜的内部应力、皮膜与基板的热膨胀系数的差异、皮膜不能追随膜的变形等的情况，有时会产生皮膜缺陷、剥离。因此，PVD法不适于对膜基板进行超过100nm的成膜。 [0007] 相对于这样的PVD法，在等离子体CVD法中，虽然成膜速度不及真空蒸镀，但相对于溅射法则大出一位数以上。此外，通过等离子体CVD法成膜的皮膜不仅具备高阻挡性，而且具备某种程度的柔软性。因此，等离子体CVD法能形成利用PVD法不能实现的几百nm～几μm厚的皮膜，作为有效利用这些特征的新的成膜加工方法而令人期待。 [0009] 该专利文献1中记载的等离子体CVD装置具备真空腔室、配置在该真空腔室内并送出膜的卷出辊、配置在所述真空腔室内对所述膜进行卷取的卷取辊。在该等离子体CVD装置中，在排气成真空的真空腔室内，在对从卷出辊送出的膜连续地进行成膜之后，通过卷取辊对完成成膜的膜进行卷取。此外，在该真空腔室内配置有对所述膜进行卷挂的一对成膜辊，在这一对成膜辊连接有交流电源。此外，专利文献1的等离子体CVD装置在成膜辊内具备由多个磁铁构成的磁场生成部。该磁场生成部使磁场沿相对于成膜辊的表面的切线方向产生。另一方面，当所述交流电源对一对成膜辊施加交流电压时，沿相对于成膜辊的外周面的法线方向形成电场。 [0010] 即，专利文献1的等离子体CVD装置在一对成膜辊之间的在所述切线方向上形成的磁场与在所述法线方向上形成的电场进行相互作用的区域中局部性地发生磁控管放电，利用通过该磁控管放电而电离的等离子体进行CVD皮膜的成膜。 [0011] 可是，在专利文献1的等离子体CVD装置中，产生等离子体的区域被限定为一对成膜辊之间的空间（相向空间）的一部分。而且，一旦膜从该空间出来，就不会对该膜进行成膜。即，在专利文献1的等离子体CVD装置中，由于产生等离子体的区域，换句话说成膜区域被限定为所述相向空间的一部分，所以不用担心堆积多余的皮膜而产生剥落（flake）。但是，当只在像这样限定的成膜区域中进行成膜时，不能增大成膜速度，成膜的生产性不好。 [0012] 现有技术文献 [0013] 专利文献 [0014] 专利文献1：日本国特开2008－196001号公报。 发明内容[0015] 本发明的目的在于，提供能实现高生产性的等离子体CVD装置。 [0016] 本发明的等离子体CVD装置，具备：真空腔室；配置在该真空腔室内，并且对作为成膜对象的基材进行卷挂的一对成膜辊；以及通过在所述成膜辊的表面产生使等离子体发生的磁场，从而形成在被该成膜辊卷挂的基材上形成皮膜的成膜区域的磁场生成部。而且，所述等离子体CVD装置的特征在于，所述一对成膜辊由第一成膜辊和以轴心与该第一成膜辊相互平行的方式与该第一成膜辊空开间隔设置的第二成膜辊构成，所述磁场生成部以如下方式进行配置，即，作为所述成膜区域，在作为所述一对成膜辊之间的空间的相向空间内形成第一成膜区域，并且，在该相向空间以外的空间的、与所述成膜辊的表面邻接的区域形成第二成膜区域。附图说明 [0017] 图1是本发明的第一实施方式的等离子体CVD装置的正面图。 [0018] 图2是所述等离子体CVD装置中的成膜部分的放大图。 [0019] 图3是用于说明在所述等离子体CVD装置中从等离子体电源对成膜辊施加的交流波形的图。 [0020] 图4是所述等离子体CVD装置的磁场生成部的放大立体图。 [0021] 图5是用于说明第二实施方式的等离子体CVD装置的成膜部分的图。 [0022] 图6是用于说明第三实施方式的等离子体CVD装置的成膜部分的图。 [0023] 图7是用于说明所述第三实施方式的等离子体CVD装置的成膜部分的变形例的图。 [0024] 图8是用于说明第四实施方式的等离子体CVD装置的成膜部分的图。 具体实施方式[0025] 以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。 [0026] [第一实施方式] [0027] 以下，基于附图对本发明的第一实施方式的等离子体CVD装置进行说明。 [0028] 图1示出本发明的第一实施方式的等离子体CVD装置1A的整体结构。 [0029] 在本实施方式的等离子体CVD装置1A中，在减压下，通过对以夹着规定的空间（相向空间）3相互相向的方式进行配置的一对成膜辊2、2施加交流或伴随着极性反转的脉冲电压，从而在一对成膜辊2、2之间夹着的相向空间3中产生辉光放电（glow discharge）。而且，在等离子体CVD装置1A中，使用通过该辉光放电而电离的原料气体（成膜气体）的等离子体在基材W进行利用等离子体CVD的成膜。该等离子体CVD装置1A具备一对成膜辊 2、2、真空腔室4、真空排气装置5、等离子体电源6、磁场生成部8、15。 [0030] 真空腔室4构成内部做成空洞的箱状。所述真空排气装置5例如由真空泵构成，以能对真空腔室4的内部进行真空排气的方式与真空腔室4连接。 [0031] 一对成膜辊（第一成膜辊和第二成膜辊）2、2配置成使各自的轴心朝向水平方向（在图1中是纸面贯通方向）并且在与其正交的水平方向上隔开距离平行地排列。在各成膜辊2分别连接有等离子体电源6（交流电源）的两极。此外，在这一对成膜辊2、2卷挂有作为成膜对象的片状的基材W。而且，真空腔室4具备向该真空腔室4内供给成膜气体（原料气体）的气体供给部7。在各成膜辊2的内部设置有生成等离子体的磁场生成部（第一磁场生成部8和第二磁场生成部15）。 [0032] 以下，对等离子体CVD装置1A的细节进行说明，在该说明中，将图1的纸面中的上下设为等离子体CVD装置1A的上下。此外，将图1的左右设为等离子体CVD装置1A的左右。 [0033] 在真空腔室4中，内部的空洞被上下的间隔壁、左右的间隔壁以及前后的间隔壁所包围，内部能相对于外部保持气密。真空排气装置5与设置在真空腔室4的下侧的间隔壁的排气口9连接，能根据来自外部的指令将真空腔室4的内部排气到真空状态或准真空状态的低压状态。从气体供给部7对利用真空泵5而成为真空（低压）的真空腔室4的内部供给成膜气体。此时，通过来自真空泵5的排气与来自气体供给部7的供气的平衡，从而真空腔室4的内部成为适当的压力。 [0034] 各成膜辊2是由不锈钢材料等形成的圆筒体，具有彼此相同的直径和相同的长度，设置为各自的旋转中心位于从真空腔室4的底面（下侧的间隔壁的上表面）起彼此大致相同的高度。两成膜辊2、2以使各自的轴心相互平行的方式水平地空开距离进行配置，两成膜辊2、2的外周面彼此将相向空间3夹在中间而相互相向。 [0035] 各成膜辊2具有比宽度最大的基材W的该宽度大的轴心方向的尺寸，使得它们能卷挂各种各样的尺寸宽度的基材W。各成膜辊2能使进行了温度调整的水等介质在其内部进行流通，由此，能调整辊表面的温度。为了使各成膜辊2的表面难以被弄伤，优选实施镀铬或超硬合金等的涂覆。 [0036] 两成膜辊2、2从真空腔室4被电绝缘，此外，成膜辊2、2彼此也被相互电绝缘。在这对成膜辊2、2的一方连接有等离子体电源6的一个极，此外，在另一方连接有另一个极。即，对各成膜辊2赋予相互不同极性的电位，并以使其以交流的频率进行反转的方式，将等离子体电源6与两成膜辊2、2进行连接。进行成膜的基材W像后述的那样由非导电性的材料（绝缘材料）构成，因此，即使在成膜辊2、2之间施加直流的电压也不能流过电流，但是，通过在一对成膜辊2、2之间施加具有与基材W的厚度相应的适当的频率（大概1kHz以上，优选是10kHz以上）的电压，从而能流过电流。此外，通过在一对成膜辊2、2之间施加几百V～两千V左右的交流电压，从而还能在两成膜辊2、2之间产生辉光放电。另外，虽然频率没有特别的上限，但是，当变成几十MHz以上时会形成驻波，因此，优选设为其以下。 [0037] 另外，作为缠绕于一对成膜辊2、2的基材W（CVD皮膜的成膜对象），使用塑料膜或塑料片、纸等能卷取成辊状的绝缘性的材料。这些基材W呈辊状地缠绕于配备在真空腔室4内的卷出辊10。作为用作基材W的塑料膜或塑料片，有PET、PEN、PES、聚碳酸酯（polycarbonate）、聚烯烃（polyolefin）、聚酰亚胺（polyimide）等。作为基材W的厚度，优选是能在真空中进行输送的5μm～0.5mm。这些基材W在对CVD皮膜进行成膜之后通过真空腔室4内的卷取辊11卷取成辊状。 [0038] 上述的卷出辊10在真空腔室4的内部配置在左侧的成膜辊2的左上方。此外，卷取辊11在真空腔室4的内部配置在右侧的成膜辊2的右上方。在这些卷出辊10与卷取辊11之间配置有一对成膜辊2、2和多个导向辊12。 [0039] 等离子体电源6能施加如图3（a）所示的具有正弦波形的交流电压或如图3（b）所示的两极的极性随着时间的经过而进行反转的脉冲状的电压。 [0040] 该等离子体电源6的两极具有从真空腔室4被绝缘的浮动（floating）电位，分别与两成膜辊2、2连接，对各成膜辊2赋予能在这些成膜辊2、2彼此之间发生放电的电位。另外，作为等离子体电源6供给的脉冲状的电压，可以是如图3（c）所示的电压，即，在连续地发送固定次数的短的相同的极性的脉冲之后，改变极性发送相同次数的短脉冲，并对此进行重复。 [0041] 此外，等离子体CVD装置1A具备向真空腔室4内供给成膜气体的气体供给部7和从真空腔室4内对所述成膜气体进行排气的气体排气部。气体供给部7向在一对成膜辊2、2之间夹着的相向空间3的上方供给成膜气体。此外，气体排气部从各成膜辊2的下侧（下方位置）将成膜气体向真空腔室4外排气。 [0042] 在真空腔室4内，气体供给部7从左侧的成膜辊2观察配置在右上方的位置，从右侧的成膜辊2观察配置在左上方的位置。该气体供给部7是管状的构件，以与各成膜辊2的轴心平行的方式装配在真空腔室4内。气体供给部7的内部成为空洞，后述的成膜气体在该内部进行流通，由此，所述成膜气体从真空腔室4的外部被引导到内部。在气体供给部7的下部，沿其长尺寸方向（成膜辊2的轴心方向）设置有许多小孔13，所述小孔13将气体供给部7的内部与外部连通，使在内部流动的成膜气体朝向下方喷出。从各小孔13喷出的成膜气体被供给到夹在一对成膜辊2、2彼此之间的相向空间3。 [0043] 气体排气部将真空腔室4内的成膜气体从开口在真空腔室4的下侧的间隔壁的排气口9向外部排气。在本实施方式中，与排气口9连接的真空泵（真空排气装置）5兼作为气体排气部。另外，气体排气部与真空排气装置5也可以不是共用的装置。例如，也可以在真空腔室4分别单独地设置气体排气部和真空排气装置5。在该情况下，真空排气装置5使真空腔室4内为真空状态或准真空状态的低压状态。此后，通过来自气体供给部7的向真空腔室4内的成膜气体的供给和利用气体排气部进行的从真空腔室4内起的所述成膜气体的排气，从而对真空腔室4内的压力进行控制。 [0044] 例如，在图1的等离子体CVD装置1A中，在真空腔室4的下侧的间隔壁处的相向空间3的下方位置只设置了一处排气口9，在该排气口9连接有真空泵5。而且，在排气口9与相向空间3之间设置有气体分流板14。气体分流板14具有在水平方向上扩展的平板形状，将从相向空间3朝向下方流动的成膜气体向左右进行分流。即，通过气体供给部7供给到真空腔室4内并通过相向空间3流下来的成膜气体通过与在与该流动正交（大致正交）的方向上扩展的气体分流板14碰撞，从而该成膜气体的流动沿该气体分流板14向一个成膜辊2侧和另一个成膜辊2侧进行分流。由此，通过了相向空间3的成膜气体被引导到与左侧的成膜辊2的下侧的圆周面邻接的区域和与右侧的成膜辊2的下侧的圆周面邻接的区域。该气体分流板14还防止皮膜的断片等异物混入到真空泵5中。另外，虽然在图1的例子中气体分流板14对从相向空间3流下来的成膜气体进行分流，但是，并不限定于此。例如，也可以在真空腔室4的下侧的间隔壁处的各成膜辊2的下方位置分别设置排气口9，在每个排气口9连接真空泵5。根据这样的结构，能不使用气体分流板14就对成膜气体进行分流。因此，在图2～图8中，在各成膜辊2的下方利用箭头分别示出来自排气口9的成膜气体的排气，省略详细的图示。 [0045] 从气体供给部7供给的成膜气体例如是混合了原料气体、反应气体、辅助气体的气体，从上述的气体供给部7供给到真空腔室4内。原料气体是供给成为皮膜的主成分的材料的成分。例如，在真空腔室4内形成SiOx皮膜的情况下，作为原料气体，选择含有作为SiOx皮膜的主成分的Si的HMDSO（六甲基二硅醚（hexamethyldisiloxane））、TEOS（四乙氧基硅烷（tetraethoxysilane））、硅烷等。反应气体是，虽然其本身并不形成皮膜，但是与原料气体反应而导入到皮膜的成分。例如，在真空腔室4内形成SiOx皮膜的情况下，作为反应气体，选择与Si反应而形成SiOx皮膜的氧（O2）。辅助气体原则上由与皮膜的组分无关的成分构成，以提高放电的稳定性、提高膜质量或辅助原料气体的流动为目的而被供给。例如，在真空腔室4内形成SiOx皮膜的情况下，使用Ar、He等作为该辅助气体。 [0046] 如图2所示，本实施方式的等离子体CVD装置1A具有在规定的区域产生等离子体的磁场生成部。 [0047] 磁场生成部具有第一磁场生成部8和第二磁场生成部15，这些第一和第二磁场生成部8、15分别设置在真空腔室4内的不同的位置。 [0048] 如图2所示，第一磁场生成部8以朝向各成膜辊2的内部且朝向被夹在一对成膜辊2、2之间的相向空间3侧的方式进行配置。即，第一磁场生成部8在各成膜辊2的圆周壁之中特别是沿面向相向空间3的部分进行配置，使得能在一对成膜辊2、2之间的相向空间3形成磁场。在图示例子中，在左侧的成膜辊2的情况下，第一磁场生成部8沿内周面配置在钟表盘的从两点到四点之间的位置。此外，在右侧的成膜辊2的情况下，沿内周面配置在钟表盘的从八点到十点之间的位置。第一磁场生成部8具有例如如图4所示的与用在所谓的平面磁控管溅射阴极（planar magnetron sputter cathode）的磁场生成部同样的结构。 [0049] 详细地说，如图4所示，第一磁场生成部8配置在各成膜辊2的内部，包括用于在这些成膜辊2的表面形成磁场的磁铁，具有通过该形成的磁场使等离子体汇聚在该成膜辊2的表面（详细地说是与表面邻接的区域）的功能。具体地说，第一磁场生成部8具备在与各成膜辊2的轴心平行的方向（辊宽度方向）上延伸的棒状的中央磁铁16和从与其长尺寸方向正交的方向（成膜辊2的径向）观察包围该中央磁铁16的形状的周围磁铁17。中央磁铁16以其轴心与成膜辊2的轴心平行的方式，设置在第一磁场生成部8中的与长尺寸方向正交的宽度方向（图4中的上下方向）的中间位置。周围磁铁17例如构成为跑道状，即，构成为呈整体具有相对于中央磁铁16位于所述宽度方向的两侧而且与中央磁铁16平行的直线部和对这些直线部的端部彼此进行连结的半圆部的形状，周围磁铁17以在通过中央磁铁16的轴心的面上（在图4所示的例子中的垂直面上）从该中央磁铁16隔开距离对其进行包围的方式进行配置。 [0050] 中央磁铁16以其磁极朝向与其轴心垂直的方向（成膜辊2的径向）的方式进行设置，在图示例子中，以其N极朝向所述径向的外侧的方式进行设置。周围磁铁17以其磁极朝向与中央磁铁16的磁极相反的方向的方式进行设置，在图示例子中，以其S极朝向所述径向的外侧的方式进行设置。即，在第一磁场生成部8中，两磁铁16、17以中央磁铁16的N极和周围磁铁17的S极全都朝向所述径向的外侧，能形成可用如下的弯曲的磁力线表示的磁场的方式配置，该磁力线从成为各成膜辊2的内部的中央磁铁16的N极向该成膜辊2的外侧出发，一边描绘圆弧而弯曲一边再次返回到设置在成膜辊2的内部的周围磁铁17的S极。 [0051] 这些中央磁铁16和周围磁铁17使用固定构件18对彼此的相对位置进行固定。即，中央磁铁16与周围磁铁17通过固定构件18进行连结。该固定构件18由磁性体形成，具有帮助形成磁场的磁路的作用。此外，固定构件18构成为，即使成膜辊2旋转，由通过该固定构件18连结的中央磁铁16与周围磁铁17形成的磁场的形成方向也不会改变。 [0052] 这样的第一磁场生成部8装入到各成膜辊2，在从气体供给部7向真空腔室4内供给了成膜气体的状态下，当对两成膜辊2、2施加交流电压时，在施加了负的电压侧的成膜辊2中的靠近第一磁场生成部8的辊表面附近，在该成膜辊2的轴心方向上产生均匀的跑道状的磁控管等离子体（magnetron plasma）。因为所施加的电压是交流，所以当时间经过时极性会反转，对与至今为止相反侧的成膜辊2施加负的电压，同样地产生磁控管等离子体。此时，因为施加在两成膜辊2、2的交流电压是频率为1kHz以上的高频，所以外观上看上去像是在两个成膜辊2、2中始终产生有等离子体。以下，将像这样形成在一对成膜辊2、2之间的相向空间3的成膜区域称为第一成膜区域19。 [0053] 为了在等离子体CVD装置中提高成膜速度，仅凭这样的第一成膜区域19，成膜区域的大小是不充分的。因此，在本实施方式的等离子体CVD装置1A中，在第一成膜区域19之外设置有其它的成膜区域（第二成膜区域20），并在该第二成膜区域20中也进行成膜，由此，可确保充分的成膜速度。 [0054] 第二成膜区域20是在相向空间3内的第一成膜区域19之外设置的成膜区域，在本实施方式中以沿各成膜辊2的表面中的比相向空间3下侧的部位的方式形成。具体地说，该第二成膜区域20由第二磁场生成部15形成。 [0055] 第二磁场生成部15设置在第一磁场生成部8之外的其它位置。该第二磁场生成部15的结构与第一磁场生成部8的结构大致相同。即，第二磁场生成部15例如如图4所示，与用在平面磁控管溅射阴极的磁场生成部的结构相同。因此，省略对第二磁场生成部15的详细的说明。 [0056] 如图2所示，本实施方式的第二磁场生成部15在各成膜辊2的内部而且沿该成膜辊2的圆周壁的下侧的部分进行配置。该成膜辊2的圆周壁的下侧的部分与第二磁场生成部15是相互靠近的位置关系。在图示例子中，第二磁场生成部15例如配置在钟表盘的从五点到七点之间的位置。 [0057] 这样的第二磁场生成部15装入到各成膜辊2，在从气体供给部7向真空腔室4内供给成膜气体的状态下，当对两成膜辊2、2施加交流电压时，在被施加了负的电压一侧的成膜辊2中的靠近第二磁场生成部15的辊表面附近，即，在成膜辊2的下侧，在该成膜辊2的轴心方向上产生均匀的跑道状的磁控管等离子体。因为所施加的电压是交流，所以当时间经过时极性会反转，在与至今为止相反侧的成膜辊2施加负的电压，同样地产生磁控管等离子体。此时，与上述同样地，因为施加在两成膜辊2、2的交流电压是频率为1kHz以上的高频，所以外观上看上去像是在两个成膜辊2、2中始终产生有等离子体。 [0058] 像以上那样，在本实施方式中，通过第一和第二磁场生成部8、15在一对成膜辊2、2之间的相向空间3内形成第一成膜区域19，并且在从各成膜辊2的下侧的外周面向下方分开规定的距离的区域形成第二成膜区域20，在这两个成膜区域19、20中分别进行成膜。 [0059] 此时，第一磁场生成部8的周围磁铁17中的第二磁场生成部15侧端部（直线部）的成膜辊2的径向的外侧的部位的磁极与第二磁场生成部15的周围磁铁17中的第一磁场生成部8侧端部（直线部）的所述径向的外侧的部位的磁极是同极，因此，能防止在第一磁场生成部8与第二磁场生成部15的中间部处等离子体变得不均匀，稳定地形成皮膜。 [0060] 接着，对使用以上的第一实施方式的等离子体CVD装置1A在基材W上进行成膜时的过程进行叙述。 [0061] 在真空腔室4内的卷出辊10装配有绕成辊状的基材W。而且，从卷出辊10送出的基材W经由一对成膜辊2、2和多个导向辊12被引导到卷取辊11。 [0062] 接着，真空泵5进行排气使真空腔室4内成为真空状态或准真空状态的低压状态。而且，从配置在一对成膜辊2、2之间的相向空间3的上方的气体供给部7向真空腔室4内供给成膜气体。此时，通过来自真空泵（气体排气部）5的排气与来自气体供给部7的供气的平衡，真空腔室4的内部变成适当的压力。 [0063] 于是，从形成在气体供给部7的下部的小孔13朝向相向空间3喷出成膜气体，相向空间3被成膜气体所充满。在该状态下，当等离子体电源6对分别具备第一磁场生成部8和第二磁场生成部15的一对成膜辊2、2之间施加交流电压时，通过第一磁场生成部8在一对成膜辊2、2之间的相向空间3内的沿辊表面的规定的区域（第一成膜区域19）和成膜辊2的下侧的沿辊表面的规定的区域（第二成膜区域20）中分别引起磁控管放电。 [0064] 其结果是，从气体供给部7供给的成膜气体在第一成膜区域19和第二成膜区域20这两个地方被电离而变成等离子体，在第一成膜区域19和第二成膜区域20这两个区域中进行多次成膜，与成膜次数增加的量相应地成膜速度提高。 [0065] [第二实施方式] [0066] 接着，对第二实施方式的等离子体CVD装置进行说明。 [0067] 如图5所示，在第二实施方式的等离子体CVD装置1B中，与第一实施方式同样地，第二磁场生成部15作为第一磁场生成部8之外的其它构件配置在成膜辊2的内部，但是，与第一实施方式的等离子体CVD装置1A不同，多个（在本实施方式中是两个）第二磁场生成部15在各成膜辊2的内部排列在该成膜辊2的圆周方向上。 [0068] 即，在左侧的成膜辊2的情况下，第二实施方式的第二磁场生成部15配置在例如钟表盘的从四点到五点之间的位置和从五点到七点之间的位置这两个地方。此外，在右侧的成膜辊2的情况下，配置在例如钟表盘的从七点到八点之间的位置和从八点到十点之间的位置这两个地方。 [0069] 通过像这样以在各成膜辊2中沿该成膜辊2的圆周方向排列的方式设置有多个第二磁场生成部15，从而与第二磁场生成部15的数量增加的量相应地，沿成膜辊2的表面的方向的第二成膜区域20的范围也扩展，与该成膜区域扩展的量相应地，成膜速度进一步提高。 [0070] [第三实施方式] [0071] 接着，对第三实施方式的等离子体CVD装置进行说明。 [0072] 如图6和图7所示，第三实施方式的等离子体CVD装置1C和1D与第一和第二实施方式的等离子体CVD装置1A、1B的相同点在于，具备第一和第二磁场生成部8、15，但是，不同点在于，这些第一和第二磁场生成部8、15是被整体构建的。具体地说，由中央磁铁16和跑道状的周围磁铁17构成的第一和第二磁场生成部8、15沿成膜辊2A、2B的圆周方向并列设置。此时，相邻的磁场生成部8、15的周围磁铁17的一部分被共用化。由此，通过一个磁场生成部（将第一和第二磁场生成部整体地连结的磁场生成部）在形成第一成膜区域19的区域和形成第二成膜区域20的区域这两个区域形成磁场。换句话说，在第三实施方式的等离子体CVD装置1C中，第一磁场生成部8和第二磁场生成部15形成为在各成膜辊2的圆周方向上连续的一个构件。 [0073] 例如，在图6的例子中，在设置在左侧的成膜辊2的磁场生成部的情况下，以成膜辊2的轴心为中心在钟表盘的三点、五点的位置分别配置中央磁铁16，在各中央磁铁16的周围分别配置跑道状的周围磁铁17。此时，在包围各中央磁铁16的周围磁铁17中，钟表盘的四点的位置的磁铁（周围磁铁17的直线部）被共用。由此，第一和第二磁场生成部8、15有效地配置在狭窄的成膜辊2的内部，在成膜辊2的表面附近，可在其圆周方向的宽范围（120º的范围）中形成磁场。 [0074] 此外，在图7的例子中，在设置在左侧的成膜辊2的磁场生成部的情况下，以成膜辊2的轴心为中心在钟表盘的三点、五点、七点的位置配置三个中央磁铁16，在各中央磁铁16的周围分别配置跑道状的周围磁铁17。此时，在包围各中央磁铁16的周围磁铁17中，钟表盘的四点、六点的位置的磁铁（周围磁铁17的直线部）在相邻的两个跑道状的周围磁铁 17中被共用。由此，第一磁场生成部8和两个第二磁场生成部15、15有效地配置在狭窄的成膜辊2的内部，在各成膜辊2的表面附近，可在其圆周方向的宽范围（160º的范围）中形成磁场。 [0075] 在使用了这样的磁场生成部的情况下，磁场生成部中的与相向空间3对应的部分在第一成膜区域19发生等离子体，与所述相向空间3对应的部分以外的部分在第二成膜区域20发生等离子体。由此，成膜速度更加提高。 [0076] [第四实施方式] [0077] 接着，对第四实施方式的等离子体CVD装置进行说明。 [0078] 如图8所示，第四实施方式的等离子体CVD装置1E与第一至第三实施方式的等离子体CVD装置1A、1B、1C、1D的相同点在于，在成膜辊2的内部设置有在第一成膜区域19发生等离子体的第一磁场生成部8。与此相对地，第四实施方式的等离子体CVD装置1E与第一至第三实施方式的等离子体CVD装置1A、1B、1C、1D的不同点在于，在各成膜辊2的外部且在这两个成膜辊2、2的下方设置有在第二成膜区域20使等离子体发生的第二磁场生成部15，并以这一点作为特征。 [0079] 具体地说，在第四实施方式的等离子体CVD装置1E中，第二磁场生成部15具有与第一实施方式的第二磁场生成部相同的结构，配置在各成膜辊2、2的外部且配置在其下方。在该第二磁场生成部15与成膜辊2的外周面中的最下侧的部位之间，在上下方向上空开了使等离子体发生所需的充分的间隔。该间隔在第一成膜区域19中与一对成膜辊2、2间的水平方向上的间隔大致相等，对于发生等离子体是充分的。即使像这样第二磁场生成部15配置在成膜辊2的外侧，也可在成膜辊2的表面中的沿下方侧的部位的形成第二成膜区域20的区域中形成磁场。 [0080] 另外，像第四实施方式那样配置在成膜辊2的外侧的第二磁场生成部15，也可以如图8所示，被箱状的外壳21所覆盖。在该情况下，与第一实施方式不同，中央的磁铁16与跑道状的周围磁铁17也可以在上下方向上具有相同的高度尺寸。 [0081] 本发明并不限定于上述各实施方式，在不对发明的本质进行变更的范围内，能适当地变更各构件的形状、结构、材质、组合等。 [0082] 另外，虽然优选一对成膜辊2、2具有相同的直径、轴心方向上的相同的长度尺寸，但是，也可以未必具有相同的直径、轴心方向上的相同的长度尺寸。此外，虽然优选一对成膜辊2、2以各轴心位于共同的水平面上的方式进行配置，但是，各轴心也可以未必位于共同的水平面上。 [0083] [实施方式的概要] [0084] 汇总以上的实施方式如下。 [0085] 本实施方式的等离子体CVD装置，具备：真空腔室；配置在该真空腔室内，并且对作为成膜对象的基材进行卷挂的一对成膜辊；以及通过在所述成膜辊的表面产生使等离子体发生的磁场，从而形成在被该成膜辊卷挂的基材上形成皮膜的成膜区域的磁场生成部。而且，所述等离子体CVD装置的特征在于，所述一对成膜辊由第一成膜辊和第二成膜辊构成，所述第二成膜辊以轴心与该第一成膜辊相互平行的方式与该第一成膜辊空开间隔进行设置，所述磁场生成部以如下方式进行配置，即，作为所述成膜区域，在作为所述一对成膜辊之间的空间的相向空间内形成第一成膜区域，并且在该相向空间以外的空间的、与所述成膜辊的表面邻接的区域中形成第二成膜区域。 [0086] 根据这样的结构，不仅在形成于一对成膜辊之间的相向空间的成膜区域（第一成膜区域），而且在形成于相向空间以外的空间的、与成膜辊的表面邻接的区域的第二成膜区域中也对基材进行成膜，由此，成膜速度提高。即，通过配置磁场生成部，使得不仅在一对成膜辊之间的相向空间形成有第一成膜区域，而且在相向空间以外的空间的、与成膜辊的表面邻接的区域形成有第二成膜区域，从而与只在第一成膜区域进行成膜的装置相比成膜区域扩展。 [0087] 另外，优选所述一对成膜辊以轴心分别朝向水平方向且相互的轴心在水平方向上空开间隔成为平行的方式进行配置，所述第二成膜区域以沿所述成膜辊的表面中的比所述相向空间下侧的部位的方式形成。 [0088] 在这样的配置的情况下，优选等离子体CVD装置具备向所述真空腔室内供给在成膜中使用的原料气体的气体供给部和从所述真空腔室对所述原料气体进行排气的气体排气部，所述气体供给部从所述相向空间的上方向所述真空腔室内供给所述原料气体，所述气体排气部从每个成膜辊的下侧将所述原料气体向真空腔室外进行排气。 [0089] 根据以上的结构，由于在真空腔室内形成从气体供给部朝向气体排气部的原料气体的流动，所以仅通过气体供给部从相向空间的上方供给原料气体（成膜气体），就能将该原料气体从第一成膜区域可靠地引导到第二成膜区域。由此，能在两个区域中可靠地产生等离子体。 [0090] 此外，在等离子体CVD装置中，所述磁场生成部具有在所述第一成膜区域中使等离子体发生的第一磁场生成部和在所述第二成膜区域中使等离子体发生的第二磁场生成部，这些第一磁场生成部和第二磁场生成部分别设置在所述成膜辊的内部也可。 [0091] 根据这样的结构，通过在成膜辊的内部设置第一磁场生成部和第二磁场生成部，从而能谋求装置整体的紧凑化。此外，能在成膜辊的表面附近（与表面邻接的区域）容易地产生成膜区域。 [0092] 此外，所述磁场生成部具有在所述第一成膜区域中使等离子体发生的第一磁场生成部和在所述第二成膜区域中使等离子体发生的第二磁场生成部，所述第一磁场生成部设置在所述成膜辊的内部，所述第二磁场生成部设置在所述成膜辊的外部的、该成膜辊的下方也可。 [0093] 根据这样的结构，能使用通常使用的平板状的磁场生成部（用于所谓的平面磁控管溅射阴极的磁场生成部等）作为第二磁场生成部。 [0094] 在等离子体CVD装置中，在成膜辊的内部一同配置有第一和第二磁场生成部的情况下，所述第一磁场生成部及第二磁场生成部分别具有用于产生使所述等离子体汇聚的磁场的多个磁铁，相互隔开间隔地配置在所述成膜辊的圆周方向上，所述第一磁场生成部的第二磁场生成部侧端部的磁铁中的所述成膜辊的径向外侧的部位的磁极与所述第二磁场生成部的第一磁场生成部侧端部的磁铁中的所述成膜辊的径向外侧的部位的磁极是同极也可。 [0095] 根据这样的结构，能防止在第一磁场生成部与第二磁场生成部的中间部处等离子体变得不均匀，稳定地形成皮膜。 [0096] 此外，在成膜辊的内部一同配置有第一和第二磁场生成部的情况下，所述第一磁场生成部和第二磁场生成部连续地配置在所述成膜辊的圆周方向上，各磁场生成部分别具有用于产生使所述等离子体汇聚的磁场的多个磁铁，所述第一磁场生成部与第二磁场生成部共有一部分的磁铁也可。 [0097] 根据这样的结构，能谋求第一磁场生成部与第二磁场生成部的设置空间的省空间化，由此，能谋求等离子体CVD装置的紧凑化。 [0098] 产业上的可利用性 [0099] 像以上那样，本发明的等离子体CVD装置对在塑料片等的基材连续地形成CVD皮膜是有用的，适合在CVD皮膜的成膜中实现高生产性。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈