JP2011042848A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺な基板を長手方向に搬送しつつ、ＣＶＤによる成膜を含む複数の処理を連続的に行なう成膜装置であって、各室が、隣接する室の圧力による悪影響を受けることなく、また、反応ガスによる装置内の汚染も抑制できる成膜装置を提供する。
【解決手段】ＣＶＤ成膜室と上流もしくは下流の処理室との間に排気手段を有する差圧室を設けて、この差圧室に、不活性ガスおよび／または両室に供給されるガスを導入することにより、成膜室および処理室の高圧な方よりも高い圧力とすることにより、前記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスバリアフィルムの製造等に好適な成膜装置に関するもので、詳しくは、長尺な基板を搬送しつつ、ＣＶＤによる成膜を含む複数の処理を連続して行なうに際し、他の処理室の圧力や原料ガス等による悪影響を無くし、かつ、ＣＶＤの原料ガスによる装置内の汚染も抑制できる成膜装置に関する。

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。

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、長尺な基板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設備として、長尺な基板（ウェブ状の基板）をロール状に巻回してなる供給ロールと、成膜済の基板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、基板に成膜を行なう成膜室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板を挿通し、供給ロールからの基板の送り出しと、巻取りロールによる成膜済の基板の巻取りとを同期して行いつつ、成膜室において、搬送される基板に連続的に成膜を行なう。

ところで、ガスバリアフィルムや保護フィルム等の機能性フィルムにおいて、基板に成膜される膜（各種の機能を得るための膜（層））は、単層であるとは限らず、複数の膜が成膜されて、機能性フィルムが構成される場合も多い。
例えば、プラズマＣＶＤによる成膜を行い、その膜の上に、さらに、スパッタリングやプラズマＣＶＤによる成膜を行なって、機能性フィルムを製造する場合も有る。また、複数層の成膜のみならず、例えば、プラズマＣＶＤによる成膜を行なった後、膜の表面にエッチングやプラズマ処理を施し、あるいはさらに、処理を行なった面にスパッタリングやプラズマＣＶＤによる成膜を行なう場合も有る。

このような処理は、所定圧力の真空中（減圧下）で行なわれる場合が多い。この際に、前述のロール・ツー・ロールによる成膜装置では、基板を大気中と真空中とを交互に搬送するのは、非効率的であり、真空中での処理を行なう処理室を連接して、真空中で基板を搬送しつつ、各処理を、連続的に、順次、行なうようにするのが好ましい。
ここで、真空中における各種の処理は、同じ圧力であるとは限らない。従って、処理の圧力が異なる処理室を連接すると、基板の搬送路等の連通部分から、高圧力の室から低圧力の室に室内のガスが進入（混入）してしまう。このような、不要なガスの進入が発生すると、適正な処理の妨害や処理室内の汚染等（いわゆるコンタミネーション）が生じる。

このような不都合を解消するために、各処理室の間に差圧室を設け、上下流に位置する処理室が、互いに悪影響を与えることを防止する方法が知られている。
例えば、特許文献１には、基板に、ＣＶＤやスパッタリング等による成膜や、エッチングやレーザアニーリング等の処理を行なう基板処理装置において、基板を巻き掛けて搬送するドラム（通過ロール）を設け、各処理室をドラムの周方向に配置すると共に、処理室に隣接して差圧室（差動排気室）を設け、この差圧室内の圧力を、隣接する処理室よりも低くする、基板処理装置が記載されている。

特開２００４−９５６７７号公報

特許文献１に記載されるように、連続して処理を行なう処理室の間に差圧室を設け、差圧室内を減圧して、差圧室の圧力を、隣接する処理室の圧力よりも低圧力とすることにより、長尺な基板を搬送しつつ、連続的に複数の処理を行なう装置において、処理室のガスが、上下流の処理室に進入することを防止できる。

ところが、このように差圧室を設け、その圧力を隣接する処理室よりも低くする装置では、処理室にＣＶＤによる成膜室が含まれる場合には、ＣＶＤ成膜室の反応ガスが差圧室に進入して、差圧室内に堆積／成膜してしまう。
そのため、装置の掃除など、メンテナンスに時間がかかってしまい、装置の利用効率や作業効率が低下してしまうという問題がある。

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、基板をドラムに巻き掛けて搬送しつつ、ドラムの周面に対面する複数の処理室で連続的に成膜等を行なう装置等、長尺な基板を長手方向に連続的に搬送しつつ、ＣＶＤ成膜室を含む複数の処理室で成膜等を行なう成膜装置において、差圧室を設けることにより、成膜室や処理室に不要なガスが進入して悪影響（コンタミネーション）を及ぼすことを防止すると共に、差圧室への反応ガスの進入による成膜も防止し、さらに、ＣＶＤによる成膜や、それ以外の処理にも悪影響を与えること防止できる成膜装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の成膜装置の第１の態様は、長尺な基板を長手方向に搬送しつつ、この基板に成膜を行なう成膜装置であって、前記基板の搬送経路に配置されるＣＶＤ成膜室と、前記搬送経路のＣＶＤ成膜室の上流または下流に配置される、前記基板を処理する排気手段を有する処理室と、前記搬送経路に、前記ＣＶＤ成膜室および処理室の間に両室に連通して配置される差圧室とを有し、かつ、この差圧室は、排気手段、前記ＣＶＤ成膜室と処理室との両方に供給されるガスおよび不活性ガスの少なくとも一方のガスを導入するガス導入手段、ならびに、前記排気手段およびガス導入手段を制御して、前記差圧室内の圧力を、前記ＣＶＤ成膜室および処理室よりも高い圧力にする制御手段を有することを特徴とする成膜装置を提供する。

このような本発明の成膜装置の第１の態様において前記処理室が、真空中で前記基板に成膜を行なうのが好ましく、この際において、前記処理室が、ＣＶＤによって前記基板に成膜を行なうのが好ましい。
また、前記処理室が、前記基板を巻回してなる基板ロールからの基板の送り出し、および、前記ＣＶＤ成膜室によって成膜された基板の巻取りの、少なくとも一方を行なうのが好ましく、また、前記ＣＶＤ成膜室、処理室、および差圧室が、１つの真空チャンバ内に配置されるのが好ましい。
また、前記基板を周面に巻き掛けて搬送するドラムを有し、前記ＣＶＤ成膜室、処理室、および差圧室の少なくとも１つは、このドラムの周面を利用して室を形成するのが好ましく、この際において、前記ＣＶＤ成膜室、処理室、および差圧室が、全て、前記ドラムの周面を利用して室を形成するのが好ましい。
また、前記制御手段は、前記差圧室内の圧力を、前記ＣＶＤ成膜室および処理室の圧力が高い方よりも、５Ｐａ以上、高い圧力にするのが好ましく、さらに、前記ＣＶＤ成膜室が、プラズマＣＶＤによってガスバリア膜を成膜するものであるのが好ましい。

また、本発明の成膜装置の第２の態様は、前記本発明の成膜装置を、複数、有する成膜装置を提供する。
このような本発明の成膜装置の第２の態様において、数のＣＶＤ成膜室、前記基板を巻回してなる基板ロールからの基板の送り出し、および、前記ＣＶＤ成膜室によって成膜された基板を巻き取る処理室を有するのが好ましい。

上記構成を有する本発明の成膜装置によれば、差圧室を有することにより、長尺な基板を長手方向に連続的に搬送しつつ、ＣＶＤ成膜室を含む複数の処理室で成膜等を行なう成膜装置において、処理質の間に差圧室を有することにより、ＣＶＤ成膜室や処理室に不要なガスが進入（混入）して、処理への悪影響や汚染等（いわゆるコンタミネーション）が生じることを、防止することができる。
また、差圧室の圧力を、隣接する室よりも高圧力にするので、差圧室にＣＶＤの反応ガスが進入することがなく、すなわち、差圧室への膜の堆積や汚染も防止できる。しかも、隣接する処理室の両者に供給されるガス、もしくは、不活性ガスを差圧室に供給することによって、差圧室の圧力を隣接する処理室よりも高圧にするので、ＣＶＤによる成膜や、処理室での処理にも、悪影響を与えることがない。

本発明の成膜装置の一例を概念的に示す図である。

以下、本発明の成膜装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。

図１に、本発明の成膜装置の一例を概念的に示す。
図１に示す成膜装置１０は、基板Ｚに、プラズマＣＶＤによる２層の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、第１差圧室１６と、第１成膜室１８と、第２差圧室２０と、第２成膜室２４と、第３差圧室２６と、ドラム３０とを有して構成される。

なお、本発明において、基板Ｚには、特に限定はなく、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどの樹脂フィルム、金属フィルム等、ＣＶＤによる成膜が可能な長尺なフィルム状物（シート状物）が、全て利用可能である。
また、樹脂フィルム等を基材として、平坦化層、保護層、密着層、反射層、反射防止層等の各種の機能を発現するための層（膜）を成膜してなるフィルム状物を、基板として用いてもよい。

成膜装置１０においては、長尺な基板Ｚは、巻出し室１４の基板ロール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、第１成膜室１８および第２成膜室２４において、順次、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）。

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板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、第１差圧室１６、第１成膜室１８、第２差圧室２０、第２成膜室２４、および、第３差圧室２６の順で、順次、搬送して、再度、巻出し室１４のガイドローラ４０ｂに送る。

ここで、ドラム３０は、後述する第１成膜室１８のシャワー電極５６、ならびに、第２成膜室２４のシャワー電極７２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５６とで電極対を構成し、また、ドラム３０とシャワー電極７２とで電極対を構成する。）する。
そのため、ドラム３０には、バイアス電源が接続され、あるいは、接地（アース）されている（共に、図示省略）。もしくは、ドラム３０は、バイアス電源の接続と接地とが切り換え可能であってもよい。
また、ドラム３０は、第１成膜室１８および第２成膜室２４における、成膜中の基板Ｚの温度調整手段を兼ねてもよい。そのため、ドラム３０は、温度調整手段を内蔵するのが好ましい。ドラム３０の温度調節手段には、特に限定はなく、冷媒等を循環する温度調節手段、ピエゾ素子等を用いる冷却手段等、各種の温度調節手段が、全て利用可能である。

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３６ｆとによって構成される。
ここで、隔壁３６ａおよび３６ｆの先端（真空チャンバ１２の内壁面と逆端）は、搬送しない基板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、第１差圧室１６および第３差圧室２６とを、略気密に分離する。この点に関しては、他の隔壁も同様である。

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。

ガイドローラ４０ａおよび４０ｂは、基板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、成膜済みの基板Ｚを巻き取る、公知の長尺物の巻取り軸である。

図示例において、長尺な基板Ｚをロール状に巻回してなるもの基板ロール３２は、回転軸４２に装着される。また、基板ロール３２が、回転軸３２に装着されると、基板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、基板ロール３２からの基板Ｚの送り出しと、巻取り軸３４における成膜済み基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、第１成膜室１８および第２成膜室２４における成膜を、順次、行なう。従って、巻出し室１４は、成膜装置１０において、基板Ｚの搬送方向の最上流の室であると共に、最下流の室でもある。

真空排気手段４６は、巻出し室１４内を、第１成膜室１８および第２成膜室２４の圧力（成膜圧力）に応じた圧力に減圧することにより、基板Ｚの送り出しおよび巻取りを行なう巻出し室１４の圧力が、第１成膜室１８および第２成膜室２４での成膜に悪影響を及ぼすことを防止するためのものである。

本発明において、真空排気手段４６には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調整手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の（真空）排気手段が、各種、利用可能である。
この点に関しては、後述する他の真空排気手段も、全て、同様である。

基板Ｚの搬送方向において、巻出し室１４の下流には、第１差圧室１６が配置される。
この第１差圧室１６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。また、第１差圧室１６には、ガス供給手段５０と、真空排気手段５２と、制御手段５４とが配置される。

真空排気手段５２は、第１差圧室１６内を排気するものである。また、ガス供給手段５０は、第１差圧室１６に所定のガスを供給する、プラズマＣＶＤ装置などの真空成膜装置等で用いられている、公知のガス供給手段である。
ここで、本発明において、差圧室にガスを供給するガス供給手段（差圧室へのガス導入手段）は、隣接するＣＶＤ装置と処理室との両方に供給されるガス、および／または、不活性ガスを差圧室に供給する。
図示例においては、第１差圧室１６が隣接する処理室は、基板Ｚを基板ロール３２から送り出し、また、成膜済みの基板Ｚを巻き取るという処理を行なう、巻出し室１４であり、基本的に、ガスは導入されない。従って、ガス供給手段５０は、第１差圧室１６に、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを供給する。

制御手段５４は、隣接する処理室である巻出し室１４および第１成膜室１８より（巻出し室１４および第１成膜室１８のうちの圧力の高い室より）、第１差圧室１６内の圧力が高くなるように、真空排気手段５２による排気、および、ガス供給手段５０によるガスの供給量を制御するものである。
この点に関しては、後に詳述する。

第１差圧室１６の下流には、第１成膜室１８が配置される。
第１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３６ｂおよび３６ｃとによって構成される。
成膜装置１０において、第１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、基板Ｚの表面に成膜を行なうものであり、シャワー電極５６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。

シャワー電極５６は、ＣＣＰ−ＣＶＤに利用される、公知のシャワー電極である。
図示例において、シャワー電極５６は、一例として、中空の略直方体状であり、１つの最大面をドラム３０の周面に対面して配置される。また、シャワー電極５６のドラム３０との対向面には、多数の貫通穴が全面的に成膜される。なお、好ましくは、シャワー電極５６のドラム３０との対向面は、ドラム３０の周面に沿う様に湾曲してもよい。

なお、図示例において、第１成膜室１８には、シャワー電極（ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜手段）が、１個、配置されているが、本発明は、これに限定はされず、基板Ｚの搬送方向に、複数のシャワー電極を配列してもよい。この点に関しては、ＣＣＰ−ＣＶＤ以外のプラズマＣＶＤを利用する際も同様であり、例えば、ＩＣＰ−ＣＶＤによって無機層１６を成膜する場合には、誘導電界（誘導磁場）を成膜するためコイルを、基板Ｚの搬送方向に、複数、配置してもよい。
また、本発明は、シャワー電極５６を用いるのにも限定はされず、通常の板状の電極と、原料ガスの供給ノズルとを用いるものであってもよい。

原料ガス供給手段５８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５６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５６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５６に供給された原料ガスは、この貫通穴から、シャワー電極５６とドラム３０との間に導入される。

高周波電源６０は、シャワー電極５６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による成膜のために、第１成膜室１８内を排気して、所定の成膜圧力に保つものである。

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、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）−ＣＶＤやマイクロ波ＣＶＤなどの他のプラズマＣＶＤ、Ｃａｔ(Catalytic 触媒)−ＣＶＤ、熱ＣＶＤ等、公知のＣＶＤが、全て利用可能である。
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、酸化アルミニウム、窒化シリコン等のガスバリア膜が好ましく例示される。

すなわち、プラズマＣＶＤによって成膜した膜の膜質低下の原因として、装置内の不要な領域に堆積／成膜してしまった膜が剥離して生じるパーティクルが飛散し、基板表面や膜表面に付着し、また、膜に混入することが例示される。このようなパーティクルの付着や混入は、当然、膜欠陥を生じる大きな原因となり、特に、ガスバリア膜においては、この膜欠陥は、ガスバリア性が低下する非常に大きな要因となる。
これに対し、後に詳述するが、本発明の成膜装置では、装置内の不要な領域への成膜物の堆積／成膜を大幅に抑制することができる。そのため、本発明によれば、不要な領域に堆積した膜が剥離することに起因するパーティクルの飛散が防止でき、パーティクルに起因するガスバリア性の劣化等が無い高品質なガスバリア膜を、安定して成膜することができる等の点で、ガスバリア膜の成膜には、特に好適に利用される。

前述のように、成膜装置１０においては、巻出し室１４も減圧することにより、巻出し室１４の圧力が第１成膜室１８（第２成膜室２４）の成膜圧力に影響を与えることを防止している。
また、成膜装置１０においては、処理室である巻出し室１４と、ＣＶＤ成膜室である第１成膜室１８との間に、第１差圧室１６を設け、その内部圧力を、隣接する巻出し室１４および第１成膜室１８よりも高い圧力（低真空（低い真空度））とする。

前述のように、基板を搬送しつつ、連接する処理室において基板に連続的に処理を行なう装置においては、連接する処理室からのガスの進入を防ぐために設けられる差圧室を、連接する処理室よりも低圧力にすることにより、成膜室等の処理室への不要なガスの進入を防止していた。
しかしながら、この構成では、処理室としてＣＶＤ成膜室が有る場合には、差圧室にＣＶＤの原料ガスが進入して、膜が堆積されてしまい、メンテナンスが大変になり、また、作業性も低下するという問題が有る。

これに対し、本発明は、差圧室を隣接する室よりも高圧力にすることにより、巻出し室１４のみならず、第１差圧室１６にも第１成膜室１８内のガスが進入（混入）することを防止できる。従って、巻出し室１４のみならず、第１差圧室１６にもＣＶＤの原料ガス等が進入して、内部に堆積／成膜することが無い。
また、第１差圧室１６は、巻出し室１４および第１成膜室１８よりも高圧力であるが、第１差圧室１６に供給されるガス、すなわち、第１差圧室１６から巻出し室１４および第１成膜室１８に進入するガスは、不活性ガス（および／または、差圧室を挟む両室に供給されるガス）であるので、第１成膜室１８における成膜に悪影響を与えることはなく、かつ、成膜される膜中に不純物が進入することも無く、さらに、巻出し室１４内を汚染し、室内の基板Ｚに悪影響を与えることもない。

すなわち、本発明によれば、長尺な基板を長手方向に連続的に搬送しつつ、ＣＶＤ成膜室を含む複数の処理室で成膜等を行なう成膜装置において、ＣＶＤ成膜室や処理室のガスが、他の室に進入して、処理への悪影響や汚染等（いわゆるコンタミネーション）が生じることを防止でき、かつ、差圧室にＣＶＤの反応ガスが進入することがなく、すなわち、差圧室への成膜や汚染も防止できる。
また、差圧室に供給するガスは、不活性ガスおよび／または隣接する処理室の両者に供給されるガスであるので、ＣＶＤによる成膜や、処理室での処理にも、悪影響を与えることがない。

なお、このような本発明の効果に関しては、第１成膜室１８、第２差圧室２０、および、第２成膜室２４の間、ならびに、第２成膜室２４、第３差圧室２６、および、巻出し室１４の間でも、同様である。

本発明において、巻出し室１４および第１成膜室１８の圧力と、両者の間に配置される第１差圧室１６の圧力との差には、特に限定はなく、僅かでも、両室よりも第１差圧室１６の圧力が高ければよい。
すなわち、第１差圧室１６の圧力は、巻出し室１４（ＣＶＤ処理室と共に差圧室を挟む処理室）および第１成膜室１８の圧力、巻出し室１４と第１成膜室１８との圧力差、巻出し室１４および第１成膜室１８に配置される真空排気手段の能力等に応じて、巻出し室１４および第１成膜室１８の圧力に影響を与えることがなく（影響が出る場合は、影響を最小限にでき）、かつ、巻出し室１４および第１成膜室１８よりも高い圧力を、適宜、設定すればよい。

なお、本発明者の検討によれば、ＣＶＤにおける成膜圧力は、通常、数Ｐａ〜数百Ｐａの間であるので、第１差圧室１６（差圧室）の圧力は、巻出し室１４および第１成膜室１８のうちの高圧力な方よりも、５Ｐａ以上、高くするのが好ましい。
このような構成を有することにより、第１差圧室１６によって、巻出し室１４および第１成膜室１８を分離できると共に、第１差圧室１６に第１成膜室１８のガスが進入することを、より確実に防止でき、好ましい。

差圧室の圧力が隣接する室の圧力に与える影響を小さくできる等の理由で、第１差圧室１６の圧力と、巻出し室１４および第１成膜室１８のうちの高圧力な方の圧力との差は、１０Ｐａ以下とするのが好ましい。

以上の点に関しては、第２差圧室２０および第３差圧室２６も、同様である。

第１成膜室１８の下流には、第２差圧室２０が配置される。
第２差圧室２０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３６ｃおよび３６ｄとによって構成される。
また、第２差圧室２０は、ガス供給手段６４と、真空排気手段６８と、制御手段７０を有する。第１差圧室２０と同様、真空排気手段５２は、第２差圧室２０内を排気するもので、また、ガス供給手段６４は、第２差圧室２０に所定のガスを供給する公知のガス供給手段である。

ここで、ガス供給手段６４は、第１成膜室１８および第２成膜室２４に供給されるガス、および／または、不活性ガスを第２差圧室２０に供給する。
従って、ガス供給手段６４は、不活性ガスではなく、両成膜室に供給される原料ガスを第２差圧室２０に供給してもよい。すなわち、例えば、第１成膜室１８および第２成膜室２４が、共に、原料ガスとして水素ガスを用いる場合には、不活性ガスではなく、水素ガスを、第２差圧室２０に供給してもよい。
なお、ガス供給手段６４は、不活性ガスを第２差圧室２０に供給してもよいのは、もちろんである。また、第１成膜室１８および第２成膜室２４の両者に供給される原料ガスと、不活性ガスとの、両方を第２差圧室２０に供給してもよい。

制御手段７０は、先の制御手段５４と同様に、第２差圧室２０内の圧力が、第１成膜室１８および第２成膜室２４の圧力よりも高くなるように、真空排気手段６４による排気、および、ガス供給手段６４によるガスの供給量を制御する。

第２差圧室２０の下流には、第２成膜室２４が配置される。
第２成膜室２４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３６ｄおよび３６ｄとによって構成される。

この第２成膜室２４は、第１成膜室１８と同様、ＣＣＰ−ＣＶＤによって基板Ｚ（あるいは、第１成膜室で膜を成膜された基板Ｚ）に成膜を行なうものである。
従って、第２成膜室２４には、第１成膜室１８のシャワー電極５６、原料ガス供給手段５８、高周波電源６０および真空排気手段６２と同様の、シャワー電極７２、原料ガス供給手段７４、高周波電源７６および真空排気手段７８が配置される。
なお、第２成膜室２４の構成は、これに限定はされないのも、第１成膜室１８と同様である。

第１成膜室１８と同様、第２成膜室２４で成膜する膜にも、特に限定はなく、ＣＶＤによって成膜可能な膜が、全て利用可能である。
また、成膜装置１０において、第２成膜室２４で成膜する膜は、第１成膜室１８で成膜する膜と同じ膜でも、異なる膜でもよい。また、第１成膜室１８と第２成膜室２４とで同じ膜を成膜する場合には、両成膜室の成膜条件は同じでもよく、あるいは、両成膜室で、成膜圧力、原料ガス供給量、成膜レート等の成膜条件が異なってもよい。

第２成膜室２４の下流には、第３差圧室２６が配置される。
第３差圧室２６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３６ｅおよび３６ｆとによって構成される。
また、第３差圧室２６も、第１差圧室１６や第２差圧室２０と同様の、ガス供給手段８０と、真空排気手段８２と、制御手段８４とを有する。

第３差圧室２６の下流は、巻出し室１４である。すなわち、第３差圧室２６は、第２成膜室２４と巻出し室１４との間に配置される。前述のように、巻出し室１４は、第１成膜室１８や第２成膜室２４の圧力に応じて減圧されるが、基本的にガスは供給されない。
従って、ガス供給手段８０は、第１差圧室１６と同様、不活性ガスを第３差圧室２６に供給する。

制御手段８４は、先の制御手段５４と同様に、第３差圧室２６内の圧力が、第２成膜室２４および巻出し室１４のうちの、圧力の高い室よりも、若干、高くなるように、真空排気手段８２による排気、および、ガス供給手段８０によるガスの供給量を制御する。

以下、成膜装置１０の作用を説明する。
前述のように、回転軸４２に基板ロール３２が装填されると、基板ロール３２から基板Ｚが引き出され、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に至る所定の搬送経路を挿通される。

基板Ｚが挿通されたら、真空チャンバ１２を閉塞して、真空排気手段４６、５２、６２、６８、９８、および８２を駆動して、各室の排気を開始する。
巻出し室１４、第１差圧室１６、第１成膜室１８、第２差圧室２０、第２成膜室２４、および第３差圧室２６が、全て、所定の真空度以下まで排気されたら、次いで、ガス供給手段５０、６４、および８０を駆動して、各差圧室に所定のガスを導入し、また、原料ガス供給手段５８および７４を駆動して、両成膜室に原料ガスを供給する。

ここで、第１差圧室１６は、巻出し室１４および第１成膜室１８よりも高圧力で、第２差圧室２０は、第１成膜室１８および第２成膜室２４よりも高圧力で、第３差圧室２６は、第２成膜室２４および巻出し室１４よりも高圧力となるように、各制御手段によって圧力が調整されるのは、前述のとおりである。
また、第１差圧室１６および第３差圧室２６に供給されるガスは、不活性ガスであり、第２差圧室２０に供給されるガスは、第１成膜室１８および第２成膜室２４の両者に供給される原料ガスおよび／または不活性ガスであるのも、前述のとおりである。

全ての室の圧力が所定圧力で安定したら、ドラム３０等の回転を開始して、基板Ｚの搬送を開始し、さらに、高周波電源６０および７６を駆動して、基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、第１成膜室１８および第２成膜室２４における基板Ｚへの成膜を開始する。
ここで、前述のように、本発明においては、巻出し室１４と成膜室との間、ならびに、両成膜室の間には、差圧室が設けられ、かつ、差圧室は、不活性ガスや成膜室に共通のガスを導入されることにより、隣接する室よりも高圧力にされている。
従って、成膜室のガスが巻出し室１４に進入することがなく、巻出し室１４内の汚染や成膜前後の基板Ｚの汚染を防止でき、かつ、成膜室のガスが差圧室にも進入しないので、差圧室の汚染や、成膜物の堆積、成膜等も防止できる。また、差圧室に供給するガスは、不活性ガスか、隣接する処理室の両者に供給されるガスであるので、成膜に悪影響を与えることも無い。

以上の説明より明らかなように、図示例の成膜装置１０においては、第１成膜室１８を本発明におけるＣＶＤ成膜室とした場合は、巻出し室１４および第２成膜室２０は、共に、本発明における処理室となる。他方、第２成膜室２４を本発明におけるＣＶＤ成膜室とした場合には、第１成膜室１８および巻出し室１４は、共に、本発明における処理室となる。
すなわち、図示例の成膜装置１０は、巻出し室１４と第１差圧室１６と第１成膜室１８とからなる成膜装置、第１成膜室１８と第２差圧室２０と第２成膜室２４とからなる成膜装置、第２成膜室２４と第２差圧室２６と巻出し室１４とからなる成膜装置の、合計３台の本発明の成膜装置から構成されると考えることもできる。

なお、本発明の成膜装置は、これに限定はされず、ＣＶＤ成膜室と、差圧室と、処理室のみから構成されるものであってもよく、２台の本発明の成膜装置から、あるいは、４台以上の本発明の成膜装置から構成されるものであってもよい。
また、基板ロールから基板Ｚを送り出す供給室と、成膜済みの基板Ｚを巻き取る巻取り室とが、別室である構成であってもよい。

さらに、本発明において、処理室は、プラズマＣＶＤによる成膜、および、基板の供給／巻取りを行なう処理室に限定はされず、真空排気手段を有するものであれば、スパッタリングや真空蒸着等による成膜を行う処理室、プラズマ処理やエッチング等を行なう処理室等、基板に各種の処理を行なう室が、各種、利用可能である。

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、もちろんのことである。

以下、本発明の具体的実施例を示すことにより、本発明を、より詳細に説明する。
［実施例１］
図１に示す成膜装置１０を用いて、基板Ｚに、窒化シリコン膜を成膜した。
基板Ｚは、ＰＥＴフィルム（東洋紡績社製 コスモシャインＡ４３００）を用いた。
ＣＣＰ−ＣＶＤによる窒化シリコン成膜の原料ガスは、シランガス（流量１００ｓｃｃｍ）、アンモニアガス（流量１００ｓｃｃｍ）、および、窒素ガス（流量８００ｓｃｃｍ）を用いた。また、差圧室に供給するガスは、窒素ガス（流量１０００ｓｃｃｍ）を用いた。
また、第１成膜室１８の成膜圧力は３０Ｐａ、第２成膜室２４の成膜圧力は２０Ｐａとし、さらに、第１差圧室１６および第２差圧室２０の圧力は３５Ｐａ、第３差圧室２６の圧力は２５Ｐａとした。
さらに、高周波電源は、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用い、シャワー電極に供給したプラズマ励起電力は、１ｋＷとした。

このような条件の下、成膜装置１０において、１０００ｍの基板Ｚに窒化シリコン膜の成膜を行なった後、３つの差圧室の内部を目視で確認した。その結果、全ての差圧室において、膜の堆積は、全く、認められなかった（後述する評価「○」）。

［実施例２および３、比較例１］
差圧室に導入するガスをアルゴンガスとした以外（実施例２）；
各差圧室の真空排気手段による排気量を調整して、第１差圧室１６および第２差圧室２０の圧力を３２Ｐａ、第３差圧室２６の圧力を２２Ｐａとした以外（実施例３）；
および、各差圧室の真空排気手段による排気量を調整して、第１差圧室１６、第２差圧室２０および第３差圧室２６の圧力を全て１０Ｐａとした以外（比較例４）；
は、実施例と全く同様にして、１０００ｍの基板Ｚに窒化シリコン膜の成膜を行い、３つの差圧室の内部を目視で確認し、評価を行なった。
全ての差圧室において、膜の堆積は、全く、認められなかったものを○；
１以上の差圧室に、僅かな膜の堆積が認められたものを△；
１以上の差圧室に、大量の膜の堆積が認められたものを×； と評価した。
各室の圧力および評価結果を、実施例１と合わせて下記表１に示す。

上記表１に示されるように、本発明によれば、差圧室への膜の堆積を、大幅に低減して、成膜装置の作業性やメンテナンス性を、大幅に向上できる。
以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。

本発明によれば、成膜装置のメンテナンス性や作業性を大幅に向上できるので、ガスバリアフィルムの製造等に好適に利用可能である。

１０ 成膜装置
１２ 真空チャンバ
１４ 巻出し室
１６ 第１差圧室
１８ 第１成膜室
２０ 第２差圧室
２４ 第２成膜室
２６ 第３差圧室
３０ ドラム
３２ 基板ロール
３４ 巻取り軸
３６ 隔壁
４０ ガイドロール
４２ 回転軸
４６，５２，６２，６８，７８，８２ 真空排気手段
５０，６４，８０ ガス供給手段
５４，７０，８４ 制御手段
５６，７２ シャワー電極
５８，７４ 原料ガス供給手段
６０， ７６ 高周波電源

Claims (11)

1. 長尺な基板を長手方向に搬送しつつ、この基板に成膜を行なう成膜装置であって、
   前記基板の搬送経路に配置されるＣＶＤ成膜室と、前記搬送経路のＣＶＤ成膜室の上流または下流に配置される、前記基板を処理する排気手段を有する処理室と、前記搬送経路に、前記ＣＶＤ成膜室および処理室の間に両室に連通して配置される差圧室とを有し、
   かつ、この差圧室は、排気手段、前記ＣＶＤ成膜室と処理室との両方に供給されるガスおよび不活性ガスの少なくとも一方のガスを導入するガス導入手段、ならびに、前記排気手段およびガス導入手段を制御して、前記差圧室内の圧力を、前記ＣＶＤ成膜室および処理室よりも高い圧力にする制御手段を有することを特徴とする成膜装置。
2. 前記処理室が、真空中で前記基板に成膜を行なう請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記処理室が、ＣＶＤによって前記基板に成膜を行なう請求項２に記載の成膜装置。
4. 前記処理室が、前記基板を巻回してなる基板ロールからの基板の送り出し、および、前記ＣＶＤ成膜室によって成膜された基板の巻取りの、少なくとも一方を行なう請求項１〜３のいずれかに記載の成膜装置。
5. 前記ＣＶＤ成膜室、処理室、および差圧室が、１つの真空チャンバ内に配置される請求項１〜４のいずれかに記載の成膜装置。
6. 前記基板を周面に巻き掛けて搬送するドラムを有し、前記ＣＶＤ成膜室、処理室、および差圧室の少なくとも１つは、このドラムの周面を利用して室を形成する請求項１〜５のいずれかに記載の成膜装置。
7. 前記ＣＶＤ成膜室、処理室、および差圧室が、全て、前記ドラムの周面を利用して室を形成する請求項６に記載の成膜装置。
8. 前記制御手段は、前記差圧室内の圧力を、前記ＣＶＤ成膜室および処理室の圧力が高い方よりも、５Ｐａ以上、高い圧力にする請求項１〜７のいずれかに記載の成膜装置。
9. 前記ＣＶＤ成膜室が、プラズマＣＶＤによってガスバリア膜を成膜するものである請求項１〜８のいずれかに記載の成膜装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の成膜装置を、複数、有する成膜装置。
11. 複数のＣＶＤ成膜室、前記基板を巻回してなる基板ロールからの基板の送り出し、および、前記ＣＶＤ成膜室によって成膜された基板を巻き取る処理室を有する請求項１０に記載の成膜装置。