JP2020059875A - Film deposition apparatus and film deposition method - Google Patents

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Abstract

To improve adhesion of a vapor-deposited film to a substrate.SOLUTION: A film deposition apparatus deposits a vapor-deposition film containing aluminum on a surface of a substrate. The film deposition apparatus includes a plasma pre-processing mechanism which has an electrode part on which voltage is applied between the film deposition apparatus and a pre-processing roller for transferring the substrate wounded and generates plasma between the pre-processing roller and the electrode part, and a vapor deposition mechanism which has a film deposition roller positioned in a downstream side of the plasma pre-processing mechanism in a substrate transfer direction, and an evaporation mechanism evaporating a vapor deposition material containing aluminum such that the vapor deposition material reaches a surface of the substrate wounded on the film deposition roller and a plasma supply mechanism which supplies plasma between the surface of the substrate and the evaporation mechanism, and a film deposition mechanism which deposits a vapor deposition film on the surface of the substrate wound on the film deposition roller, the plasma supply mechanism having a hollow cathode.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、基材上に蒸着膜を成膜するための成膜装置及び成膜方法に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method for forming a vapor deposition film on a substrate.

従来、プラスチックなどの長尺状のフィルムやシートの基材上に成膜された膜を備えた積層フィルムが、様々な用途で利用されている。例えば、プラスチックフィルム上に、酸化アルミニウムなどの薄膜からなるバリア層を設けて、酸素及び水蒸気に対するバリア性の機能を持たせたバリア性積層フィルムも開発されている。
このようなプラスチックなどの基材の表面に膜を形成する手段として、例えば真空蒸着法などの蒸着法による方法が知られている。また、それらの手段を用いて基材の表面に成膜する成膜装置が知られている。
Conventionally, a laminated film provided with a film formed on a substrate of a long film or sheet such as plastic has been used in various applications. For example, a barrier laminated film in which a barrier layer made of a thin film of aluminum oxide or the like is provided on a plastic film to have a function of a barrier against oxygen and water vapor has been developed.
As a means for forming a film on the surface of a base material such as plastic, a method based on a vapor deposition method such as a vacuum vapor deposition method is known. Further, a film forming apparatus for forming a film on the surface of a base material using these means is known.

また、例えば特許文献1に開示されているように、蒸着法により、アルミニウムの蒸発源を用いてフィルムの表面に酸化アルミニウムの膜を形成する場合に、酸素ガスとアルミニウムとを効率的に反応させることを目的として、蒸発源と基材との間の空間にプラズマを供給することが知られている。   Further, for example, as disclosed in Patent Document 1, when an aluminum oxide film is formed on the surface of a film by an evaporation method using an evaporation source of aluminum, oxygen gas and aluminum are efficiently reacted. For that purpose, it is known to supply plasma to the space between the evaporation source and the substrate.

また、例えば特許文献1に開示されているように、蒸着法により、フィルムの表面に酸化アルミニウムの膜を形成する場合に、フィルムにプラズマなどを用いた表面処理を行い、その上に酸化アルミニウムの膜を形成することが知られている。   Further, for example, as disclosed in Patent Document 1, when a film of aluminum oxide is formed on the surface of the film by a vapor deposition method, the film is subjected to a surface treatment using plasma or the like, and an aluminum oxide film It is known to form a film.

特開2017―177343号公報JP, 2017-177343, A

本発明は、バリア性を有し、基材から剥離し難い蒸着膜を基材上に成膜することができる成膜装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a film forming apparatus having a barrier property and capable of forming a vapor-deposited film that is difficult to be peeled off from a base material on the base material.

本発明は、基材の表面にアルミニウムを含む蒸着膜を成膜する成膜装置であって、巻きかけられた前記基材を搬送する前処理ローラーと、前記前処理ローラーとの間で電圧を印加される電極部と、を有し、前記前処理ローラーと前記電極部との間にプラズマを発生させる、プラズマ前処理機構と、前記基材の搬送方向における前記プラズマ前処理機構よりも下流側に位置する成膜ローラーと、前記成膜ローラーに巻き掛けられた前記基材の表面に到達するようにアルミニウムを含む蒸着材料を蒸発させる蒸発機構と、前記基材の表面と前記蒸発機構との間にプラズマを供給するプラズマ供給機構と、を有し、前記成膜ローラーに巻き掛けられた前記基材の表面に前記蒸着膜を成膜する成膜機構と、を備え、前記プラズマ供給機構は、ホローカソードを有する、成膜装置である。   The present invention is a film forming apparatus for forming a vapor deposition film containing aluminum on a surface of a base material, wherein a voltage is applied between a pretreatment roller that conveys the wound base material and the pretreatment roller. A plasma pretreatment mechanism that has an applied electrode portion and generates plasma between the pretreatment roller and the electrode portion, and a downstream side of the plasma pretreatment mechanism in the transport direction of the substrate. Of the film-forming roller located at, the evaporation mechanism that evaporates the evaporation material containing aluminum so as to reach the surface of the base material wound around the film-forming roller, and the surface of the base material and the evaporation mechanism. And a plasma supply mechanism for supplying plasma between, and a film formation mechanism for forming the vapor deposition film on the surface of the base material wound around the film formation roller, wherein the plasma supply mechanism is , Holoca Having over de, a film formation apparatus.

本発明による成膜装置において、前記プラズマ前処理機構は、プラズマ密度100W・sec/m2以上8000W・sec/m2以下のプラズマを前記前処理ローラーと前記電極部との間に発生させてもよい。 In the film forming apparatus according to the present invention, the plasma pretreatment mechanism, even by generating plasma density 100W · sec / m 2 or more 8000W · sec / m 2 or less of the plasma between the electrode portion and the pretreatment roller Good.

本発明による成膜装置において、前記プラズマ前処理機構は、前記前処理ローラーと前記電極部との間に磁場を形成する磁場形成部をさらに有してもよい。   In the film forming apparatus according to the present invention, the plasma pretreatment mechanism may further include a magnetic field forming unit that forms a magnetic field between the pretreatment roller and the electrode unit.

本発明による成膜装置において、前記電極部は、ガスを噴出するガス噴出部を有し、前記前処理ローラーとの間で交流電圧を印加され、前記プラズマ前処理機構は、プラズマ原料ガスを供給するプラズマ原料ガス供給部をさらに有し、前記プラズマ原料ガス供給部は、少なくとも前記前処理ローラーと前記電極部との間に前記プラズマ原料ガスを供給し、前記プラズマ前処理機構は、前記電極部と前記前処理ローラーとの間に印加された前記交流電圧に基づいて、前記前処理ローラーと前記電極部との間にプラズマを発生させてもよい。   In the film forming apparatus according to the present invention, the electrode section has a gas ejection section for ejecting gas, an AC voltage is applied between the electrode section and the pretreatment roller, and the plasma pretreatment mechanism supplies a plasma source gas. Further comprising a plasma source gas supply unit, the plasma source gas supply unit supplies the plasma source gas between at least the pretreatment roller and the electrode unit, the plasma pretreatment mechanism, the electrode unit Plasma may be generated between the pretreatment roller and the electrode portion based on the AC voltage applied between the pretreatment roller and the pretreatment roller.

本発明による成膜装置において、前記プラズマ原料ガスは、酸素、窒素、炭酸ガス、エチレン及びアルゴンからなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含んでもよい。   In the film forming apparatus according to the present invention, the plasma raw material gas may include at least one gas selected from the group consisting of oxygen, nitrogen, carbon dioxide gas, ethylene and argon.

本発明による成膜装置において、前記電極部は、前記前処理ローラーとの間で250V以上1000V以下の電圧の交流電圧を印加されてもよい。   In the film forming apparatus according to the present invention, the electrode unit may be applied with an alternating voltage of 250 V or more and 1000 V or less with the pretreatment roller.

本発明による成膜装置において、前記電極部は、前処理ローラーに対向する第1面と、前記第1面の反対側に位置する第2面とを有するとともに、前記前処理ローラーとの間で交流電圧を印加され、前記磁場形成部は、前記電極部の前記第2面側に設けられ、前記プラズマ前処理機構は、前記電極部と前記前処理ローラーとの間に印加された前記交流電圧に基づいてプラズマを発生させてもよい。   In the film forming apparatus according to the present invention, the electrode unit has a first surface facing the pretreatment roller and a second surface located on the opposite side of the first surface, and between the pretreatment roller and the pretreatment roller. An AC voltage is applied, the magnetic field forming unit is provided on the second surface side of the electrode unit, and the plasma pretreatment mechanism applies the AC voltage between the electrode unit and the pretreatment roller. The plasma may be generated based on

本発明による成膜装置において、前記電極部は、前記前処理ローラーとの間で20kHz以上500kHz以下の周波数の交流電圧を印加されてもよい。   In the film forming apparatus according to the present invention, the electrode portion may be applied with an alternating voltage having a frequency of 20 kHz or more and 500 kHz or less with the pretreatment roller.

本発明による成膜装置において、前記プラズマ前処理機構は、2以上の前記電極部と、2以上の前記磁場形成部と、を有し、2以上の前記電極部は、前記基材の搬送方向に沿って並んでおり、2以上の前記磁場形成部のそれぞれは、2以上の前記電極部のそれぞれの、前記第2面側に設けられていてもよい。   In the film forming apparatus according to the present invention, the plasma pretreatment mechanism includes two or more electrode parts and two or more magnetic field forming parts, and the two or more electrode parts are in a conveyance direction of the base material. The two or more magnetic field forming sections may be provided on the second surface side of each of the two or more electrode sections.

本発明による成膜装置において、前記電極部は、前記前処理ローラーとの間で250V以上1000V以下の電圧の交流電圧を印加されてもよい。   In the film forming apparatus according to the present invention, the electrode unit may be applied with an alternating voltage of 250 V or more and 1000 V or less with the pretreatment roller.

本発明による成膜装置において、前記成膜装置は、前記前処理ローラーと、前記電極部と、に電気的に接続された、交流電圧を印加することが可能な交流電源をさらに備え、前記プラズマ前処理機構は、前記交流電源を用いて、前記前処理ローラーと前記電極部との間に交流電圧を印加することによりプラズマを発生させてもよい。   In the film forming apparatus according to the present invention, the film forming apparatus further includes an AC power supply that is electrically connected to the pretreatment roller and the electrode unit and is capable of applying an AC voltage, The pretreatment mechanism may generate plasma by applying an AC voltage between the pretreatment roller and the electrode portion using the AC power supply.

本発明による成膜装置において、前記プラズマ前処理機構は、プラズマ前処理室に配置され、前記成膜機構は、前記プラズマ前処理室から隔てられるとともに前記基材の搬送方向における前記プラズマ前処理室よりも下流側に位置する成膜室に配置されていてもよい。   In the film forming apparatus according to the present invention, the plasma pretreatment mechanism is arranged in a plasma pretreatment chamber, the film formation mechanism is separated from the plasma pretreatment chamber, and the plasma pretreatment chamber in a transfer direction of the substrate. It may be arranged in the film forming chamber located on the downstream side.

本発明は、成膜装置を用いて基材の表面にアルミニウムを含む蒸着膜を成膜する成膜方法であって、前記成膜装置は、巻きかけられた前記基材を搬送する前処理ローラーと、電極部と、を有する、プラズマ前処理機構と、前記基材の搬送方向における前記プラズマ前処理機構よりも下流側に位置する成膜ローラーと、アルミニウムを含む蒸着材料を蒸発させる蒸発機構と、を有する成膜機構と、を備え、前記前処理ローラーと前記電極部との間に電圧を印加しつつ、前記前処理ローラーと前記電極部との間にプラズマを発生させ、発生させたプラズマを用いて前記基材の表面に前処理を施すプラズマ前処理工程と、前記ホローカソードを用いて前記基材の表面と前記蒸発機構との間にプラズマを発生させつつ、前記蒸発機構を用いて、前記成膜ローラーに巻き掛けられた前記基材の表面に到達するようにアルミニウムを含む蒸着材料を蒸発させ、アルミニウムを含む蒸着膜を成膜する成膜工程と、を備える、成膜方法である。   The present invention is a film forming method for forming a vapor deposition film containing aluminum on the surface of a base material using a film forming apparatus, wherein the film forming apparatus conveys the wound base material. A plasma pretreatment mechanism having an electrode part, a film forming roller located on the downstream side of the plasma pretreatment mechanism in the transport direction of the substrate, and an evaporation mechanism for evaporating a vapor deposition material containing aluminum. A film forming mechanism having, and applying a voltage between the pretreatment roller and the electrode portion, while generating a plasma between the pretreatment roller and the electrode portion, the generated plasma A plasma pretreatment step of performing a pretreatment on the surface of the base material using, and using the evaporation mechanism while generating plasma between the surface of the base material and the evaporation mechanism using the hollow cathode. , Said An evaporation material including aluminum is evaporated so as to reach the surface of the substrate wound around the rollers, comprising a film forming step of forming a deposited film containing aluminum, and a film formation method.

本発明による成膜方法において、前記成膜装置の前記プラズマ前処理機構は、前記前処理ローラーと前記電極部との間に磁場を形成する磁場形成部をさらに有してもよい。   In the film forming method according to the present invention, the plasma pretreatment mechanism of the film forming apparatus may further include a magnetic field forming unit that forms a magnetic field between the pretreatment roller and the electrode unit.

本発明による成膜方法において、前記成膜工程において、前記ホローカソードを用いてアーク放電を発生させてもよい。   In the film forming method according to the present invention, arc discharge may be generated using the hollow cathode in the film forming step.

本発明によれば、蒸着膜のバリア性を向上させることができる。   According to the present invention, the barrier property of the vapor deposition film can be improved.

膜を備えた積層フィルムの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the laminated film provided with the film | membrane. 本発明の実施の形態に係る成膜装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the film-forming apparatus which concerns on embodiment of this invention. 成膜装置のプラズマ前処理機構の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the plasma pretreatment mechanism of a film-forming apparatus. 成膜装置の成膜機構の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the film-forming mechanism of a film-forming apparatus. 成膜装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the film-forming apparatus. 成膜装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the film-forming apparatus. 成膜装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the film-forming apparatus. 成膜装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the film-forming apparatus. 実施例1及び比較例1〜4の評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of Example 1 and Comparative Examples 1-4.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比などを、実物のそれらから変更し誇張してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in the drawings attached to the present specification, for convenience of illustration and understanding, the scale and the vertical and horizontal dimension ratios are appropriately changed from those of the actual product and exaggerated.

図1〜図4は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。以下の実施の形態及びその変形例では、プラスチック基材の表面に蒸着膜を成膜し、積層フィルムを形成する場合における成膜装置を例に挙げて説明する。   1 to 4 are diagrams for explaining an embodiment of the present invention. In the following embodiments and modifications thereof, a film forming apparatus for forming a laminated film by forming an evaporated film on the surface of a plastic substrate will be described as an example.

図1a、図1b及び図1cは、それぞれ本実施の形態に係る成膜装置を用いて作製される積層フィルムの一例を示す断面図である。本実施の形態に係る成膜装置を用いて作製される積層フィルムは、例えば図1に示す積層フィルムAのように、基材1と、基材1の一方の面上に位置する蒸着膜2と、を備える。積層フィルムは、図1bに示す積層フィルムBのように、該積層フィルムAの蒸着膜2上に、さらにバリア性被覆層3を備えていてもよい。積層フィルムは、図1cに示す積層フィルムCのように、該積層フィルムBのバリア性被覆層3上に、さらに接着剤層4と、第2基材5と、接着剤層6と、シーラント層7とをこの順に備えてもよい。   1a, 1b, and 1c are cross-sectional views showing an example of a laminated film produced using the film forming apparatus according to the present embodiment. A laminated film produced by using the film forming apparatus according to the present embodiment is, for example, the laminated film A shown in FIG. 1, the base material 1 and the vapor deposition film 2 located on one surface of the base material 1. And The laminated film may further include a barrier coating layer 3 on the vapor-deposited film 2 of the laminated film A, like the laminated film B shown in FIG. 1b. The laminated film, like the laminated film C shown in FIG. 1c, further comprises the adhesive layer 4, the second base material 5, the adhesive layer 6, and the sealant layer on the barrier coating layer 3 of the laminated film B. 7 may be provided in this order.

基材1は、特に制限されるものではない。基材1としてプラスチック基材を用いる場合には、公知のプラスチックのフィルム又はシートを使用することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、バイオマス由来のポリエステル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリアミド樹脂6、ポリアミド樹脂66、ポリアミド樹脂610、ポリアミド樹脂612、ポリアミド樹脂11、ポリアミド樹脂12などのポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのα−オレフィンの重合体などのポリオレフィン系樹脂など、からなるフィルムを使用することができる。   The base material 1 is not particularly limited. When a plastic substrate is used as the substrate 1, a known plastic film or sheet can be used. For example, polyethylene-based resins such as polyethylene terephthalate, polyester derived from biomass, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamide-based resins such as polyamide resin 6, polyamide resin 66, polyamide resin 610, polyamide resin 612, polyamide resin 11 and polyamide resin 12. A film made of a resin, a polyolefin resin such as a polymer of α-olefin such as polyethylene or polypropylene, or the like can be used.

上記のようなプラスチック基材としてのプラスチックフィルムの厚さは、特に制限を受けるものではなく、後述する成膜装置により蒸着膜2を成膜する際の前処理や成膜処理することができるものであればよいが、可撓性及び形態保持性の観点からは、6μm以上100μm以下の範囲が好ましい。プラスチックフィルムの厚さが前記範囲内にあると、曲げやすい上に搬送中に破けることもなく、密着性が向上された蒸着膜2を有する積層フィルムの製造に用いられる成膜装置で取り扱いやすい。   The thickness of the plastic film as the plastic substrate as described above is not particularly limited, and can be pretreated or film-formed when the vapor deposition film 2 is formed by the film-forming device described later. However, the range of 6 μm or more and 100 μm or less is preferable from the viewpoint of flexibility and shape retention. When the thickness of the plastic film is within the above range, it is easy to bend and does not break during transportation, and it is easy to handle in a film forming apparatus used for manufacturing a laminated film having the vapor deposition film 2 with improved adhesion. .

次に、蒸着膜2について説明する。蒸着膜2は、アルミニウムを含む。アルミニウムは、蒸着膜2において、例えば、酸化アルミニウム(Al2O3)、水酸化アルミニウム(Al2O4H)などの状態で存在する。蒸着膜2は、さらに、ケイ素酸化物、ケイ素窒化物、ケイ素酸化窒化物、ケイ素炭化物、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなどの金属酸化物、又はこれらの金属窒化物、炭化物を含んでいてもよい。   Next, the vapor deposition film 2 will be described. The vapor deposition film 2 contains aluminum. Aluminum exists in the vapor deposition film 2 in a state of, for example, aluminum oxide (Al2O3) or aluminum hydroxide (Al2O4H). The deposited film 2 further includes a metal oxide such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon carbide, magnesium oxide, titanium oxide, tin oxide, indium oxide, zinc oxide, or zirconium oxide, or a metal thereof. It may contain a nitride or a carbide.

上記の構成を有する積層フィルムは、例えば、プラスチックフィルムである基材1の面上に、酸化アルミニウムなどを含む蒸着膜2を設けた積層フィルムである。より具体的には、厚さ5nm以上50nm以下の、酸化アルミニウムを含む蒸着膜2を、厚さ12μmの、ポリエチレンテレフタレートを含む基材1の面上に設けた積層フィルムである。上記の構成を有する積層フィルムは、蒸着膜2が酸素及び水蒸気に対するバリア性を有するために、バリア性に優れている。このため、電子ペーパーなどの電子デバイス、食品、医薬品、ペットフードなどの包装材料として好適に使用できる。   The laminated film having the above structure is, for example, a laminated film in which the vapor deposition film 2 containing aluminum oxide or the like is provided on the surface of the base material 1 which is a plastic film. More specifically, it is a laminated film in which a vapor deposition film 2 containing aluminum oxide having a thickness of 5 nm to 50 nm is provided on the surface of a substrate 1 containing polyethylene terephthalate having a thickness of 12 μm. The laminated film having the above structure has excellent barrier properties because the vapor deposition film 2 has barrier properties against oxygen and water vapor. Therefore, it can be suitably used as a packaging material for electronic devices such as electronic paper, foods, pharmaceuticals, and pet foods.

次に、バリア性が向上された蒸着膜2を有する積層フィルムの製造に好適に用いられる成膜装置10について説明する。成膜装置10は、図2に示すように、基材1を搬送するための基材搬送機構11Aと、基材1の表面にプラズマ前処理を施すプラズマ前処理機構11Bと、蒸着膜2を成膜する成膜機構11Cと、を備える。図2に示す例においては、成膜装置10は、さらに減圧チャンバ12を備える。減圧チャンバ12は、後述する真空ポンプなど、減圧チャンバ12の内部の空間の少なくとも一部の雰囲気を大気圧以下に調整する減圧機構を有する。   Next, the film forming apparatus 10 suitably used for manufacturing a laminated film having the vapor deposition film 2 with improved barrier properties will be described. As shown in FIG. 2, the film forming apparatus 10 includes a base material transport mechanism 11A for transporting the base material 1, a plasma pretreatment mechanism 11B for performing plasma pretreatment on the surface of the base material 1, and a vapor deposition film 2. A film forming mechanism 11C for forming a film. In the example shown in FIG. 2, the film forming apparatus 10 further includes a decompression chamber 12. The decompression chamber 12 has a decompression mechanism such as a vacuum pump described later that adjusts the atmosphere of at least part of the space inside the decompression chamber 12 to atmospheric pressure or less.

図2に示す例において、減圧チャンバ12は、基材搬送機構11Aが位置する基材搬送室12Aと、プラズマ前処理機構11Bが位置するプラズマ前処理室12Bと、成膜機構11Cが位置する成膜室12Cと、を含む。減圧チャンバ12は、好ましくは、各室の内部の雰囲気が互いに混ざり合うことを抑制するよう構成されている。例えば図2に示すように、減圧チャンバ12は、基材搬送室12Aとプラズマ前処理室12Bとの間、プラズマ前処理室12Bと成膜室12Cとの間、基材搬送室12Aと成膜室12Cとの間に位置し、各室を隔てる隔壁35a〜35cを有していてもよい。   In the example shown in FIG. 2, the decompression chamber 12 includes a substrate transport chamber 12A in which the substrate transport mechanism 11A is located, a plasma pretreatment chamber 12B in which the plasma pretreatment mechanism 11B is located, and a film deposition mechanism 11C. The membrane chamber 12C is included. The decompression chamber 12 is preferably configured to prevent the atmospheres inside each chamber from mixing with each other. For example, as shown in FIG. 2, the decompression chamber 12 includes a substrate transfer chamber 12A and a plasma pretreatment chamber 12B, a plasma pretreatment chamber 12B and a film formation chamber 12C, and a substrate transfer chamber 12A and a film formation. It may have partition walls 35a to 35c which are located between the chambers 12C and separate the chambers.

基材搬送室12A、プラズマ前処理室12B及び成膜室12Cについて説明する。プラズマ前処理室12B及び成膜室12Cは、それぞれ基材搬送室12Aと接して設けられており、それぞれ基材搬送室12Aと接続する部分を有する。これにより、基材搬送室12Aとプラズマ前処理室12Bとの間、及び基材搬送室12Aと成膜室12Cとの間において、基材1を大気に触れさせずに搬送することができる。例えば、基材搬送室12Aとプラズマ前処理室12Bとの間においては、隔壁35aに設けられた開口部を介して基材1を搬送することができる。基材搬送室12Aと成膜室12Cとの間も同様の構造となっており、基材搬送室12Aと成膜室12Cとの間において、基材1を搬送することができる。   The substrate transfer chamber 12A, the plasma pretreatment chamber 12B and the film forming chamber 12C will be described. The plasma pretreatment chamber 12B and the film forming chamber 12C are provided in contact with the base material transfer chamber 12A, and each has a portion connected to the base material transfer chamber 12A. Thereby, the base material 1 can be transferred between the base material transfer chamber 12A and the plasma pretreatment chamber 12B and between the base material transfer chamber 12A and the film forming chamber 12C without being exposed to the atmosphere. For example, between the base material transfer chamber 12A and the plasma pretreatment chamber 12B, the base material 1 can be transferred via the opening provided in the partition wall 35a. The same structure is provided between the base material transfer chamber 12A and the film formation chamber 12C, and the base material 1 can be transferred between the base material transfer chamber 12A and the film formation chamber 12C.

減圧チャンバ12の減圧機構の機能について説明する。減圧チャンバ12の減圧機構は、成膜装置10の少なくともプラズマ前処理機構11B又は成膜機構11Cが配置されている空間の雰囲気を大気圧以下に減圧できるように構成されている。減圧機構は、隔壁35a〜35cにより区画された、基材搬送室12A、プラズマ前処理室12B、成膜室12Cのそれぞれを大気圧以下に減圧することができるよう構成されていてもよい。   The function of the decompression mechanism of the decompression chamber 12 will be described. The decompression mechanism of the decompression chamber 12 is configured so that the atmosphere in at least the plasma pretreatment mechanism 11B or the film formation mechanism 11C of the film formation apparatus 10 can be decompressed to atmospheric pressure or lower. The decompression mechanism may be configured to decompress each of the substrate transfer chamber 12A, the plasma pretreatment chamber 12B, and the film formation chamber 12C, which are partitioned by the partition walls 35a to 35c, to atmospheric pressure or lower.

減圧チャンバ12の減圧機構の構成について説明する。減圧チャンバ12は、例えば、プラズマ前処理室12Bに接続されている真空ポンプを有していてもよい。真空ポンプを調整することにより、後述するプラズマ前処理を実施する際のプラズマ前処理室12B内の圧力を適切に制御することができる。また、後述の方法によりプラズマ前処理室12B内に供給したプラズマが他室に拡散することを抑制できる。減圧チャンバ12の減圧機構は、プラズマ前処理室12Bに接続されている真空ポンプと同様に、成膜室12Cに接続されている真空ポンプを有していてもよい。真空ポンプとしては、ドライポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、ロータリーポンプ、ディフュージョンポンプなどを用いることができる。   The structure of the decompression mechanism of the decompression chamber 12 will be described. The decompression chamber 12 may have, for example, a vacuum pump connected to the plasma pretreatment chamber 12B. By adjusting the vacuum pump, it is possible to appropriately control the pressure in the plasma pretreatment chamber 12B when the plasma pretreatment described below is performed. Further, it is possible to suppress the plasma supplied into the plasma pretreatment chamber 12B from diffusing into another chamber by the method described later. The decompression mechanism of the decompression chamber 12 may have a vacuum pump connected to the film forming chamber 12C, as well as a vacuum pump connected to the plasma pretreatment chamber 12B. As the vacuum pump, a dry pump, a turbo molecular pump, a cryopump, a rotary pump, a diffusion pump or the like can be used.

本実施の形態に係る成膜装置10の基材1の基材搬送機構11Aについて、基材1の搬送経路とともに説明する。
基材搬送機構11Aは、基材搬送室12Aに配置された、基材1を搬送するための機構である。図2に示す例においては、基材搬送機構11Aは、基材1のロール状の原反が取り付けられた巻き出しローラー13、基材1を巻き取る巻き取りローラー15及びガイドロール14a〜14dを有する。基材搬送機構11Aから送り出された基材1は、その後、プラズマ前処理室12Bに配置された、後述する前処理ローラー20と、成膜室12Cに配置された、後述する成膜ローラー25と、によって搬送される。
The base material transfer mechanism 11A for the base material 1 of the film forming apparatus 10 according to the present embodiment will be described together with the transfer path for the base material 1.
The base material transfer mechanism 11A is a mechanism for transferring the base material 1, which is arranged in the base material transfer chamber 12A. In the example shown in FIG. 2, the base material transport mechanism 11A includes an unwinding roller 13 to which a roll-shaped raw material of the base material 1 is attached, a winding roller 15 that winds up the base material 1, and guide rolls 14a to 14d. Have. The base material 1 sent out from the base material transport mechanism 11A is then provided with a pretreatment roller 20 described later, which is arranged in the plasma pretreatment chamber 12B, and a film formation roller 25 described below, which is arranged in the film formation chamber 12C. And are transported by.

なお、図示はしないが、基材搬送機構11Aは、張力ピックアップローラーをさらに有していてもよい。基材搬送機構11Aが張力ピックアップローラーを有することにより、基材1に加わる張力を調整しながら、基材1を搬送することができる。   Although not shown, the base material transport mechanism 11A may further include a tension pickup roller. Since the base material transport mechanism 11A has the tension pickup roller, the base material 1 can be transported while adjusting the tension applied to the base material 1.

(プラズマ前処理機構)
プラズマ前処理機構11Bについて説明する。プラズマ前処理機構11Bは、基材1の表面にプラズマ前処理を施すための機構である。図2に示すプラズマ前処理機構11Bは、プラズマ前処理室12Bに配置された前処理ローラー20と、電極部21と、前処理ローラー20と電極部21との間に磁場を形成する磁場形成部23と、プラズマ原料ガスを供給するプラズマ原料ガス供給部22と、を有する。
(Plasma pretreatment mechanism)
The plasma pretreatment mechanism 11B will be described. The plasma pretreatment mechanism 11B is a mechanism for performing plasma pretreatment on the surface of the base material 1. The plasma pretreatment mechanism 11B shown in FIG. 2 includes a pretreatment roller 20 disposed in the plasma pretreatment chamber 12B, an electrode unit 21, and a magnetic field forming unit that forms a magnetic field between the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21. 23 and a plasma raw material gas supply unit 22 for supplying a plasma raw material gas.

前処理ローラー20について説明する。図3は、図2において符号IIIが付された一点鎖線で囲まれた部分を拡大した図である。なお、図3においては、図2に示されている電源32と後述する電極部21とを接続する電力供給配線31の記載を省略している。前処理ローラー20は、回転軸Xを有する。前処理ローラー20は、少なくとも回転軸Xが、隔壁35a、35bによって区画されるプラズマ前処理室12B内に位置するよう、設けられている。前処理ローラー20には、回転軸Xの方向における寸法を有する基材1が巻き掛けられる。以下の説明において、回転軸Xの方向における基材1の寸法のことを、基材1の幅とも称する。また、回転軸Xの方向のことを、基材1の幅方向とも称する。   The pretreatment roller 20 will be described. FIG. 3 is an enlarged view of the portion surrounded by the alternate long and short dash line indicated by reference numeral III in FIG. 2. Note that, in FIG. 3, the description of the power supply wiring 31 that connects the power source 32 illustrated in FIG. 2 and the electrode portion 21 described later is omitted. The pretreatment roller 20 has a rotation axis X. The pretreatment roller 20 is provided so that at least the rotation axis X is located in the plasma pretreatment chamber 12B partitioned by the partition walls 35a and 35b. The substrate 1 having a dimension in the direction of the rotation axis X is wound around the pretreatment roller 20. In the following description, the dimension of the base material 1 in the direction of the rotation axis X is also referred to as the width of the base material 1. The direction of the rotation axis X is also referred to as the width direction of the base material 1.

図2に示すように、前処理ローラー20は、その一部が基材搬送室12A側に露出するように設けられていてもよい。図2に示す例においては、プラズマ前処理室12Bと基材搬送室12Aとは、隔壁35aに設けられた開口部を介して接続されており、その開口部を通じて、前処理ローラー20の一部が基材搬送室12A側に露出している。基材搬送室12Aとプラズマ前処理室12Bとの間の隔壁35aと、前処理ローラー20との間には隙間があいており、その隙間を通じて、基材搬送室12Aからプラズマ前処理室12Bへと、基材1を搬送することができる。図示はしないが、前処理ローラー20は、その全体がプラズマ前処理室12B内に位置するよう設けられていてもよい。   As shown in FIG. 2, the pretreatment roller 20 may be provided so that a part thereof is exposed to the side of the base material transport chamber 12A. In the example shown in FIG. 2, the plasma pretreatment chamber 12B and the substrate transfer chamber 12A are connected through an opening provided in the partition wall 35a, and a part of the pretreatment roller 20 is passed through the opening. Is exposed on the side of the base material transfer chamber 12A. There is a gap between the partition wall 35a between the substrate transfer chamber 12A and the plasma pretreatment chamber 12B and the pretreatment roller 20, and the substrate transfer chamber 12A to the plasma pretreatment chamber 12B passes through the gap. Then, the base material 1 can be transported. Although not shown, the pretreatment roller 20 may be provided so as to be located entirely inside the plasma pretreatment chamber 12B.

図示はしないが、前処理ローラー20は、前処理ローラー20の表面の温度を調整する温度調整機構を有していてもよい。例えば、前処理ローラー20は、冷媒や熱媒などの温度調整媒体を循環させる配管を含む温度調整機構を前処理ローラー20の内部に有していてもよい。温度調整機構は、前処理ローラー20の表面の温度を例えば−20℃以上100℃以下の範囲内の目標温度に調整する。   Although not shown, the pretreatment roller 20 may have a temperature adjusting mechanism for adjusting the temperature of the surface of the pretreatment roller 20. For example, the pretreatment roller 20 may have a temperature adjustment mechanism including a pipe for circulating a temperature adjustment medium such as a refrigerant or a heat medium inside the pretreatment roller 20. The temperature adjusting mechanism adjusts the temperature of the surface of the pretreatment roller 20 to a target temperature within a range of, for example, −20 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.

前処理ローラー20が温度調整機構を有することにより、プラズマ前処理時、熱による基材1の収縮や破損が生じることを抑制することができる。   Since the pretreatment roller 20 has the temperature adjusting mechanism, it is possible to prevent the base material 1 from shrinking or being damaged by heat during plasma pretreatment.

前処理ローラー20は、少なくともステンレス、鉄、銅及びクロムのいずれか1以上を含む材料により形成される。前処理ローラー20の表面には、傷つき防止のために、硬質のクロムハードコート処理などを施してもよい。これらの材料は加工が容易である。また、前処理ローラー20の材料として上記の材料を用いることにより、前処理ローラー20自体の熱伝導性が高くなるので、前処理ローラー20の温度の制御が容易になる。   The pretreatment roller 20 is formed of a material containing at least one of stainless steel, iron, copper, and chromium. The surface of the pretreatment roller 20 may be subjected to a hard chrome hard coat treatment or the like to prevent scratches. These materials are easy to process. Further, by using the above-mentioned material as the material of the pretreatment roller 20, the thermal conductivity of the pretreatment roller 20 itself becomes high, so that the temperature of the pretreatment roller 20 can be easily controlled.

電極部21について説明する。本実施の形態に係る電極部21は、前処理ローラー20に対向している。電極部21は、前処理ローラー20との間で電圧を印加される。例えば図2に示すように、成膜装置10が電源32を備える場合には、電極部21には電力供給配線31が接続され、電力供給配線31は電源32に接続されている。この場合、電極部21は、電源32を用いて、前処理ローラー20との間で電圧を印加される。   The electrode part 21 will be described. The electrode portion 21 according to the present embodiment faces the pretreatment roller 20. A voltage is applied to the electrode portion 21 between the electrode portion 21 and the pretreatment roller 20. For example, as shown in FIG. 2, when the film forming apparatus 10 includes a power supply 32, the electrode portion 21 is connected to the power supply wiring 31, and the power supply wiring 31 is connected to the power supply 32. In this case, the electrode section 21 is applied with a voltage between the electrode section 21 and the pretreatment roller 20 by using the power source 32.

図示はしないが、本実施の形態に係る電極部21は、ガスを噴出するガス噴出部と、前処理ローラー20との間で電圧を印加される電極とを有する。本実施の形態に係る噴出部は、電極の表面の少なくとも一部にガス圧を与えるように、ガスを噴出する。これにより、異物の付着に起因して電極と前処理ローラー20との間の電圧が不安定になることを抑制することができる。噴出部が噴出するガスは、例えばアルゴンガスである。異物は、例えば基材1のカスである。   Although not shown, the electrode portion 21 according to the present embodiment has a gas ejection portion that ejects gas and an electrode to which a voltage is applied between the pretreatment roller 20. The ejection unit according to the present embodiment ejects gas so as to apply gas pressure to at least a part of the surface of the electrode. This can prevent the voltage between the electrode and the pretreatment roller 20 from becoming unstable due to the adhesion of foreign matter. The gas ejected by the ejection unit is, for example, argon gas. The foreign matter is, for example, dust on the base material 1.

電極の材料は、前処理ローラー20との間で電圧を印加することができるように、少なくとも導電性を有する。電極に用いられる材料は、プラズマ耐性に優れ、耐熱性を有し、冷却水による冷却効率が高く(熱伝導率が高く)、非磁性材料で、加工性に優れていることが好ましい。電極の材料としては、例えばアルミニウム、銅、ステンレスが好適に用いられる。   The material of the electrodes is at least electrically conductive so that a voltage can be applied between it and the pretreatment roller 20. It is preferable that the material used for the electrode is excellent in plasma resistance, has heat resistance, has high cooling efficiency with cooling water (high thermal conductivity), is a nonmagnetic material, and has excellent workability. As a material for the electrodes, for example, aluminum, copper or stainless steel is preferably used.

プラズマ原料ガス供給部22について説明する。プラズマ原料ガス供給部22は、少なくとも前処理ローラー20と電極部21との間にプラズマ原料ガスを供給する構成である。本実施の形態に係るプラズマ原料ガス供給部22の位置は、少なくとも前処理ローラー20と電極部21との間にプラズマ原料ガスを供給できる限り、特に限られない。図2に示す例において、プラズマ原料ガス供給部22は、前処理ローラー20に対向している。プラズマ原料ガス供給部22がプラズマ原料ガスを供給する方向は、少なくとも前処理ローラー20と電極部21との間にプラズマ原料ガスを供給できる限り、特に限られない。図2に示す例においては、プラズマ原料ガス供給部22は、前処理ローラー20に巻きかけられた基材1に向かってプラズマ原料ガスを供給している。   The plasma source gas supply unit 22 will be described. The plasma raw material gas supply unit 22 is configured to supply the plasma raw material gas at least between the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21. The position of the plasma raw material gas supply unit 22 according to the present embodiment is not particularly limited as long as the plasma raw material gas can be supplied at least between the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21. In the example shown in FIG. 2, the plasma raw material gas supply unit 22 faces the pretreatment roller 20. The direction in which the plasma source gas supply unit 22 supplies the plasma source gas is not particularly limited as long as the plasma source gas can be supplied at least between the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21. In the example shown in FIG. 2, the plasma raw material gas supply unit 22 supplies the plasma raw material gas toward the base material 1 wound around the pretreatment roller 20.

成膜装置10は、減圧チャンバ12の外部に設けられた、プラズマ原料ガスを供給する原料揮発供給装置18を備えていてもよい。この場合、プラズマ原料ガス供給部22は、原料揮発供給装置18に接続される。   The film forming apparatus 10 may include a raw material volatilization supply device 18 that is provided outside the decompression chamber 12 and supplies the plasma raw material gas. In this case, the plasma source gas supply unit 22 is connected to the source volatilization supply device 18.

プラズマ原料ガス供給部22の数は、好ましくは2以上である。2以上のプラズマ原料ガス供給部22は、好ましくは、基材1の搬送方向に並んでいる。図2及び図3に示す例においては、3つのプラズマ原料ガス供給部22が、基材1の搬送方向に並んでいる例が示されている。また、図示はしないが、プラズマ原料ガス供給部22は、基材1の幅方向に並ぶ複数のガス供給口を有していてもよい。この場合、プラズマ原料ガス供給部22は、複数のガス供給口のそれぞれから、プラズマ原料ガスを供給する。   The number of plasma source gas supply units 22 is preferably 2 or more. The two or more plasma source gas supply units 22 are preferably arranged in the conveyance direction of the base material 1. In the example shown in FIG. 2 and FIG. 3, an example in which three plasma source gas supply units 22 are arranged side by side in the transport direction of the substrate 1 is shown. Further, although not shown, the plasma raw material gas supply unit 22 may have a plurality of gas supply ports arranged in the width direction of the base material 1. In this case, the plasma raw material gas supply unit 22 supplies the plasma raw material gas from each of the plurality of gas supply ports.

プラズマ原料ガス供給部22によって供給されるプラズマ原料ガスとしては、例えば、アルゴンなどの不活性ガス、酸素、窒素、炭酸ガス、エチレンなどの活性ガス、又は、それらのガスの混合ガスを供給する。プラズマ原料ガスとしては、不活性ガスのうち1種を単体で用いても、活性ガスのうち1種を単体で用いても、不活性ガス又は活性ガスに含まれるガスのうち2種類以上のガスの混合ガスを用いてもよい。プラズマ原料ガスとしては、アルゴンのような不活性ガスと、活性ガスとの混合ガスを用いることが好ましい。   As the plasma raw material gas supplied by the plasma raw material gas supply unit 22, for example, an inert gas such as argon, an active gas such as oxygen, nitrogen, carbon dioxide, ethylene or a mixed gas of these gases is supplied. As the plasma raw material gas, even if one of the inert gases is used alone, or one of the active gases is used alone, two or more kinds of the inert gas or the gas contained in the active gas are used. You may use the mixed gas of. As the plasma source gas, it is preferable to use a mixed gas of an inert gas such as argon and an active gas.

本実施の形態に係る成膜装置10においては、プラズマ原料ガス供給部22を用いて前処理ローラー20と電極部21との間にプラズマ原料ガスを供給しつつ、前処理ローラー20と電極部21との間に電圧を印加することにより、図2及び図3に示すように、前処理ローラー20と電極部21との間にプラズマPを発生させることができる。   In the film forming apparatus 10 according to the present embodiment, the plasma raw material gas supply unit 22 is used to supply the plasma raw material gas between the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21, while the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21 are being supplied. As shown in FIGS. 2 and 3, the plasma P can be generated between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 by applying a voltage between and.

磁場形成部23について説明する。磁場形成部23は、前処理ローラー20と電極部21との間に磁場を形成するための構成である。   The magnetic field forming unit 23 will be described. The magnetic field forming unit 23 is configured to form a magnetic field between the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21.

磁場形成部23の形状及び数は、前処理ローラー20と電極部21との間に磁場を形成することができ、かつ前処理ローラー20と磁場形成部23との間に電極部21を用いてプラズマを供給することができる限り、特に限定されない。図2及び図3においては、プラズマ前処理機構11Bが複数の磁場形成部23を有し、複数の磁場形成部23が隙間を空けて搬送方向に並んでいる例が示されている。図2及び図3に示す例においては、4つの磁場形成部23が、搬送方向に並んでいるが、4つ以上の磁場形成部23が、基材1の搬送方向に並んでいてもよい。磁場形成部23は、前処理ローラー20に対向する第1面23aと、第1面23aとは反対の側に位置する第2面23bと、を有する。この場合、複数の磁場形成部23の間の隙間を通じて、第2面23b側から第1面23a側へと、プラズマ原料ガス供給部22により供給されたプラズマ原料ガスを通すことにより、又はプラズマ原料ガス供給部22を挿入することにより、前処理ローラー20と磁場形成部23との間にプラズマを供給することができる。図2及び図3には、隙間を通じて、第2面23b側から第1面23a側へと、プラズマ原料ガス供給部22により供給されたプラズマ原料ガスを通す例が示されている。   The shape and number of the magnetic field forming unit 23 is such that a magnetic field can be formed between the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21, and the electrode unit 21 is used between the pretreatment roller 20 and the magnetic field forming unit 23. There is no particular limitation as long as plasma can be supplied. FIGS. 2 and 3 show an example in which the plasma pretreatment mechanism 11B has a plurality of magnetic field forming units 23, and the plurality of magnetic field forming units 23 are arranged in the transport direction with a gap therebetween. In the example shown in FIGS. 2 and 3, the four magnetic field forming units 23 are arranged in the carrying direction, but four or more magnetic field forming units 23 may be arranged in the carrying direction of the substrate 1. The magnetic field forming unit 23 has a first surface 23a facing the pretreatment roller 20 and a second surface 23b located on the side opposite to the first surface 23a. In this case, the plasma raw material gas supplied by the plasma raw material gas supply portion 22 is passed through the gaps between the plurality of magnetic field forming portions 23 from the second surface 23b side to the first surface 23a side, or the plasma raw material is supplied. By inserting the gas supply unit 22, plasma can be supplied between the pretreatment roller 20 and the magnetic field forming unit 23. 2 and 3 show an example in which the plasma raw material gas supplied from the plasma raw material gas supply unit 22 is passed from the second surface 23b side to the first surface 23a side through the gap.

図示はしないが、本実施の形態に係る磁場形成部23は、基材1の幅方向に延びる板状の形状を有する。   Although not shown, the magnetic field forming unit 23 according to the present embodiment has a plate-like shape extending in the width direction of the base material 1.

前処理ローラー20と電極部21との間に磁場を形成することにより、例えば、前処理ローラー20と電極部21との間のプラズマの密度を高めることができる。   By forming a magnetic field between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21, for example, the density of plasma between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 can be increased.

磁場形成部23として用いられる磁石の種類の例としては、フェライト磁石や、ネオジウム、サマリウムコバルト(サマコバ)などの希土類磁石などの永久磁石を挙げることができる。また、磁場形成部23として、電磁石を用いることもできる。   Examples of the type of magnet used as the magnetic field forming unit 23 include permanent magnets such as ferrite magnets and rare earth magnets such as neodymium and samarium cobalt (Samakoba). An electromagnet may be used as the magnetic field forming unit 23.

磁場形成部23の磁石の磁束密度は、例えば100ガウス以上10000ガウス以下である。磁束密度が100ガウス以上であれば、前処理ローラー20と電極部21との間に十分に強い磁場を形成することによって、十分に高密度のプラズマを発生させることができ、良好な前処理面を高速で形成することができる。一方、基材1の表面での磁束密度を10000ガウスよりも高くするには、高価な磁石又は磁場発生機構が必要となる。   The magnetic flux density of the magnet of the magnetic field forming unit 23 is, for example, 100 gauss or more and 10000 gauss or less. If the magnetic flux density is 100 gauss or more, a sufficiently high-density plasma can be generated by forming a sufficiently strong magnetic field between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21, and a good pretreatment surface can be obtained. Can be formed at high speed. On the other hand, in order to make the magnetic flux density on the surface of the substrate 1 higher than 10,000 Gauss, an expensive magnet or magnetic field generating mechanism is required.

プラズマ前処理機構11Bは、例えば、プラズマ密度100W・sec/m2以上8000W・sec/m2以下のプラズマを前処理ローラー20と電極部21との間に供給する。 Plasma pretreatment mechanism 11B is, for example, supplied between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 of the plasma density 100W · sec / m 2 or more 8000W · sec / m 2 or less of the plasma.

図2に示す例において、プラズマ前処理機構11Bは、基材搬送室12A及び成膜室12Cから隔壁によって隔てられたプラズマ前処理室12B内に配置されている。プラズマ前処理室12Bを基材搬送室12A及び成膜室12Cなどの他の領域と区分することにより、プラズマ前処理室12Bの雰囲気を独立して調整し易くなる。これにより、例えば、前処理ローラー20と電極部21とが対向する空間におけるプラズマ原料ガス濃度の制御が容易となり、積層フィルムの生産性が向上する。   In the example shown in FIG. 2, the plasma pretreatment mechanism 11B is arranged in the plasma pretreatment chamber 12B which is separated from the substrate transfer chamber 12A and the film forming chamber 12C by a partition wall. By dividing the plasma pretreatment chamber 12B from other regions such as the substrate transfer chamber 12A and the film forming chamber 12C, it becomes easy to independently adjust the atmosphere of the plasma pretreatment chamber 12B. Thereby, for example, it becomes easy to control the plasma raw material gas concentration in the space where the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 face each other, and the productivity of the laminated film is improved.

本実施の形態において、プラズマ前処理機構11Bの前処理ローラー20と電極部21との間に印加される電圧は、交流電圧である。交流電圧の印加により、前処理ローラー20と電極部21との間にプラズマを発生させる。好ましくは、交流電圧の印加により、発生したプラズマが、基材1の表面に向かうように、基材1の表面に対して垂直方向に運動するように、電場が形成される。   In the present embodiment, the voltage applied between the pretreatment roller 20 of the plasma pretreatment mechanism 11B and the electrode portion 21 is an AC voltage. By applying an AC voltage, plasma is generated between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21. Preferably, the application of the AC voltage forms an electric field so that the generated plasma moves toward the surface of the base material 1 and moves in a direction perpendicular to the surface of the base material 1.

前処理ローラー20と電極部21との間に印加される印加される交流電圧の値は、250V以上1000V以下であることが好ましい。交流電圧が上記の値を有する場合には、十分なプラズマ密度を有するプラズマを、前処理ローラー20と電極部21との間に発生させることができる。ここで、交流電圧の値とは、実効値Veを意味する。交流電圧の実効値Veは、交流電圧の最大値をVmとした場合に、以下の式(I)により求められる。 The value of the AC voltage applied between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 is preferably 250 V or more and 1000 V or less. When the AC voltage has the above value, plasma having a sufficient plasma density can be generated between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21. Here, the value of the AC voltage means an effective value V e . The effective value V e of the AC voltage is obtained by the following formula (I) when the maximum value of the AC voltage is V m .

前処理ローラー20と電極部21との間に印加される交流電圧は、例えば20kHz以上500kHz以下の周波数を有する。   The AC voltage applied between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 has a frequency of 20 kHz or more and 500 kHz or less, for example.

(成膜機構)
次に、成膜機構11Cについて説明する。図2に示す例において、成膜機構11Cは、成膜室12Cに配置された成膜ローラー25と、蒸発機構24とを有する。
(Film forming mechanism)
Next, the film forming mechanism 11C will be described. In the example shown in FIG. 2, the film forming mechanism 11C includes a film forming roller 25 arranged in the film forming chamber 12C and an evaporation mechanism 24.

成膜ローラー25について説明する。成膜ローラー25は、プラズマ前処理機構11Bにおいて前処理された基材1の処理面を外側にして基材1を巻きかけて搬送するローラーである。   The film forming roller 25 will be described. The film-forming roller 25 is a roller that winds the substrate 1 with the treated surface of the substrate 1 pretreated by the plasma pretreatment mechanism 11B facing outward and conveys the substrate 1.

成膜ローラー25の材料について説明する。成膜ローラー25は、少なくともステンレス、鉄、銅及びクロムのうちいずれかを1以上含む材料から形成されることが好ましい。成膜ローラー25の表面には、傷つき防止のために、硬質のクロムハードコート処理などを施してもよい。これらの材料は加工が容易である。また、成膜ローラー25の材料として上記の材料を用いることにより、成膜ローラー25自体の熱伝導性が高くなるので、温度制御を行う際に、温度制御性が優れたものとなる。成膜ローラー25の表面の表面平均粗さRaは、例えば0.1μm以上10μm以下である。   The material of the film forming roller 25 will be described. The film forming roller 25 is preferably formed of a material containing at least one of stainless steel, iron, copper and chromium. The surface of the film forming roller 25 may be subjected to a hard chrome hard coat treatment or the like to prevent scratches. These materials are easy to process. Further, by using the above-mentioned material as the material of the film forming roller 25, the thermal conductivity of the film forming roller 25 itself becomes high, so that the temperature controllability becomes excellent when the temperature is controlled. The surface average roughness Ra of the surface of the film forming roller 25 is, for example, 0.1 μm or more and 10 μm or less.

また、図示はしないが、成膜ローラー25は、成膜ローラー25の表面の温度を調整する温度調整機構を有していてもよい。
温度調整機構は、例えば、冷却媒体又は熱源媒体を循環させる循環路を成膜ローラー25の内部に有する。冷却媒体(冷媒)は、例えばエチレングリコール水溶液であり、熱源媒体(熱媒)は、例えばシリコンオイルである。温度調整機構は、成膜ローラー25と対向する位置に設置されたヒータを有していてもよい。成膜機構11Cが蒸着法により膜を成膜する場合、関連する機械部品の耐熱性の制約や汎用性の面から、好ましくは、温度調整機構は、成膜ローラー25の表面の温度を−20℃以上200℃以下の範囲内の目標温度に調整する。
成膜ローラー25が温度調整機構を有することによって、成膜時に発生する熱に起因する基材1の温度の変動を抑えることができる。
Although not shown, the film forming roller 25 may have a temperature adjusting mechanism that adjusts the temperature of the surface of the film forming roller 25.
The temperature adjusting mechanism has, for example, a circulation path for circulating a cooling medium or a heat source medium inside the film forming roller 25. The cooling medium (refrigerant) is, for example, an ethylene glycol aqueous solution, and the heat source medium (heat medium) is, for example, silicon oil. The temperature adjusting mechanism may have a heater installed at a position facing the film forming roller 25. When the film forming mechanism 11C forms a film by the vapor deposition method, the temperature adjusting mechanism preferably sets the surface temperature of the film forming roller 25 to −20 from the viewpoints of heat resistance of related mechanical parts and versatility. Adjust to a target temperature within the range of ℃ to 200 ℃.
Since the film forming roller 25 has the temperature adjusting mechanism, it is possible to suppress the temperature change of the substrate 1 due to the heat generated during the film forming.

蒸発機構24について説明する。図4は、図2において符号IVが付された一点鎖線で囲まれた部分を拡大し、図2においては省略されていた蒸発機構24の具体的形態を示し、図2においては省略されていた、蒸着材料を供給する、蒸着材料供給部61を示した図である。なお、図4においては、減圧チャンバ12及び隔壁35b、35cの記載は省略している。蒸発機構24は、アルミニウムを含む蒸着材料を蒸発させる機構である。蒸発した蒸着材料が基材1に付着することにより、基材1の表面にアルミニウムを含む蒸着膜が形成される。本実施の形態における蒸発機構24は、抵抗加熱式を採用している。図4に示す例において、蒸発機構24は、ボート24bを有する。本実施の形態において、ボート24bは、図示しない電源と、電源に電気的に接続された図示しない抵抗体と、を有する。ボート24bは、基材1の幅方向に複数並んでいてもよい。   The evaporation mechanism 24 will be described. FIG. 4 is an enlarged view of a portion surrounded by a one-dot chain line designated by reference numeral IV in FIG. 2 and shows a specific form of the evaporation mechanism 24 which is omitted in FIG. 2 and is omitted in FIG. FIG. 6 is a diagram showing a vapor deposition material supply unit 61 for supplying a vapor deposition material. In FIG. 4, the decompression chamber 12 and the partition walls 35b and 35c are omitted. The evaporation mechanism 24 is a mechanism for evaporating a vapor deposition material containing aluminum. When the evaporated vapor deposition material adheres to the base material 1, a vapor deposition film containing aluminum is formed on the surface of the base material 1. The evaporation mechanism 24 in the present embodiment employs a resistance heating type. In the example shown in FIG. 4, the evaporation mechanism 24 has a boat 24b. In the present embodiment, the boat 24b has a power source (not shown) and a resistor (not shown) electrically connected to the power source. A plurality of boats 24b may be arranged in the width direction of the base material 1.

図4に示すように、成膜機構11Cは、蒸発機構24に蒸着材料を供給する蒸着材料供給部61を有していてもよい。図4においては、蒸着材料供給部61がアルミニウムの金属線材を連続的に送り出す例を示している。   As shown in FIG. 4, the film forming mechanism 11C may include an evaporation material supply unit 61 that supplies the evaporation material to the evaporation mechanism 24. In FIG. 4, the vapor deposition material supply part 61 has shown the example which continuously sends out the metal wire of aluminum.

図示はしないが、成膜機構11Cは、ガス供給機構を有する。ガス供給機構は、蒸発機構24と成膜ローラー25との間にガスを供給する機構である。ガス供給機構は、少なくとも酸素ガスを供給する。酸素ガスは、蒸発機構24から蒸発して成膜ローラー25上の基材1に向かっているアルミニウムなどの蒸発材料と反応又は結合する。これにより、基材1の表面に酸化アルミニウムを含む蒸着膜を形成することができる。   Although not shown, the film forming mechanism 11C has a gas supply mechanism. The gas supply mechanism is a mechanism that supplies gas between the evaporation mechanism 24 and the film formation roller 25. The gas supply mechanism supplies at least oxygen gas. The oxygen gas evaporates from the evaporating mechanism 24 and reacts with or combines with an evaporating material such as aluminum which is directed toward the substrate 1 on the film forming roller 25. As a result, a vapor deposition film containing aluminum oxide can be formed on the surface of the base material 1.

また、成膜機構11Cは、基材1の表面と蒸発機構24との間にプラズマを供給するプラズマ供給機構50を備える。図2及び図4に示す例において、プラズマ供給機構50は、ホローカソード51を有する。本実施の形態において、ホローカソード51は、一部において開口した空洞部を有する陰極である。ホローカソード51は、空洞部内にプラズマを発生させることができる。図4に示す例において、ホローカソード51は、ホローカソード51の空洞部の開口がボート24bの斜め上に位置するように設けられている。また、図示はしないが、本実施の形態に係るプラズマ供給機構50は、ホローカソード51の空洞部の開口からプラズマを引き出す、開口と対向するアノードを有する。本実施の形態に係るプラズマ供給機構50は、ホローカソード51の空洞部内にプラズマを発生させ、そのプラズマを対向するアノードによって基材1の表面と蒸発機構24との間に引き出すことによって、基材1の表面と蒸発機構24との間に強力なプラズマを発生させることができる。対向するアノードの位置は、対向するアノードによってホローカソード51の空洞部の開口からプラズマを引き出し、基材1の表面と蒸発機構24との間にプラズマを供給することができる限り、特に限られない。本実施の形態においては、対向するアノードが、ボート24bの、基材1の幅方向における両側に配置されている場合について説明する。この場合、成膜機構11Cは複数のボート24bと複数の対向するアノードとを有し、複数のボート24bと複数の対向するアノードとは、基材1の幅方向に交互に並べられていてもよい。図示はしないが、プラズマ供給機構50は、少なくともホローカソード51の空洞部内にプラズマ原料ガスを供給する、原料供給装置を有していてもよい。原料供給装置が供給するプラズマ原料ガスとしては、例えばプラズマ前処理機構11Bのプラズマ原料ガス供給部22が供給するプラズマ原料ガスとして用いることのできるガスと同様のガスを用いることができる。   Further, the film forming mechanism 11C includes a plasma supply mechanism 50 that supplies plasma between the surface of the base material 1 and the evaporation mechanism 24. In the example shown in FIGS. 2 and 4, the plasma supply mechanism 50 has a hollow cathode 51. In the present embodiment, the hollow cathode 51 is a cathode having a hollow portion that is partially open. The hollow cathode 51 can generate plasma in the cavity. In the example shown in FIG. 4, the hollow cathode 51 is provided so that the opening of the hollow portion of the hollow cathode 51 is located diagonally above the boat 24b. Although not shown, the plasma supply mechanism 50 according to the present embodiment has an anode facing the opening, which draws plasma from the opening of the hollow portion of the hollow cathode 51. The plasma supply mechanism 50 according to the present embodiment generates plasma in the hollow portion of the hollow cathode 51, and draws out the plasma between the surface of the base material 1 and the evaporation mechanism 24 by the opposing anode, thereby forming the base material. A strong plasma can be generated between the surface of No. 1 and the evaporation mechanism 24. The position of the facing anode is not particularly limited as long as the facing anode can draw plasma from the opening of the hollow portion of the hollow cathode 51 and supply the plasma between the surface of the substrate 1 and the evaporation mechanism 24. . In the present embodiment, a case will be described in which opposing anodes are arranged on both sides of the boat 24b in the width direction of the base material 1. In this case, the film forming mechanism 11C includes a plurality of boats 24b and a plurality of opposing anodes, and the plurality of boats 24b and the plurality of opposing anodes may be arranged alternately in the width direction of the base material 1. Good. Although not shown, the plasma supply mechanism 50 may include a raw material supply device that supplies the plasma raw material gas into at least the hollow portion of the hollow cathode 51. As the plasma raw material gas supplied by the raw material supply device, for example, the same gas that can be used as the plasma raw material gas supplied by the plasma raw material gas supply unit 22 of the plasma pretreatment mechanism 11B can be used.

プラズマ供給機構50によって、基材1の表面と蒸発機構24との間にプラズマを供給することにより、蒸発機構24において蒸発したアルミニウム、及び酸素ガスを活性化させ、アルミニウムと酸素ガスとの反応又は結合を促進することができる。これにより、基材1の表面に形成される蒸着膜2中のアルミニウムが酸化アルミニウムとして存在する比率を高めることができ、蒸着膜2の特性を安定化することができる。   By supplying plasma between the surface of the substrate 1 and the evaporation mechanism 24 by the plasma supply mechanism 50, the aluminum and oxygen gas evaporated in the evaporation mechanism 24 are activated, and the reaction between aluminum and oxygen gas or Binding can be facilitated. Thereby, the ratio of aluminum present as aluminum oxide in the vapor deposition film 2 formed on the surface of the substrate 1 can be increased, and the characteristics of the vapor deposition film 2 can be stabilized.

図示はしないが、成膜装置10は、基材搬送室12Aのうち、成膜室12Cよりも基材1の搬送方向の下流側に位置する部分に、成膜機構11Cによる成膜に起因して基材1に発生した帯電を除去する後処理を行う基材帯電除去部を備えてもよい。基材帯電除去部は、基材1の片面の帯電を除去するように設けられていてもよく、基材1の両面の帯電を除去するように設けられていてもよい。   Although not shown in the drawings, the film forming apparatus 10 causes the film formation mechanism 11C to form a film in a portion of the substrate transfer chamber 12A that is located downstream of the film formation chamber 12C in the transfer direction of the substrate 1. A base material charge removing unit that performs a post-treatment for removing the charge generated on the base material 1 may be provided. The base material charge removing unit may be provided so as to remove the charge on one surface of the base material 1, or may be provided so as to remove the charge on both surfaces of the base material 1.

基材1に後処理を行う基材帯電除去部として用いられる装置は、特に限定されないが、例えばプラズマ放電装置、電子線照射装置、紫外線照射装置、除電バー、グロー放電装置、コロナ処理装置などを用いることができる。   The device used as the base material charge removing unit for performing the post-treatment on the base material 1 is not particularly limited, and examples thereof include a plasma discharge device, an electron beam irradiation device, an ultraviolet irradiation device, a static elimination bar, a glow discharge device, and a corona treatment device. Can be used.

プラズマ処理装置、グロー放電装置を用いて放電を形成することにより後処理を行う場合、基材1の近傍に、アルゴン、酸素、窒素、ヘリウムなどの放電用ガス単体、またはこれらの混合ガスを供給し、交流(AC)プラズマ、直流(DC)プラズマ、アーク放電、マイクロウェーブ、表面波プラズマなど、任意の放電方式を用いて後処理を行うことが可能である。減圧環境下では、プラズマ放電装置を用いて後処理を行うことが最も好ましい。   When the post-treatment is performed by forming a discharge using a plasma processing device or a glow discharge device, a discharge gas simple substance such as argon, oxygen, nitrogen, or helium, or a mixed gas thereof is supplied in the vicinity of the base material 1. However, the post-treatment can be performed using any discharge method such as alternating current (AC) plasma, direct current (DC) plasma, arc discharge, microwave, and surface wave plasma. In a reduced pressure environment, it is most preferable to perform post-treatment using a plasma discharge device.

基材帯電除去部を、基材搬送室12Aのうち、成膜室12Cよりも基材1の搬送方向の下流側に位置する部分に設置し、基材1の帯電を除去することにより、基材1を成膜ローラー25から所定位置で速やかに離して搬送することができる。このため、安定した基材搬送が可能となり、帯電に起因する基材1の破損や品質低下を防ぎ、基材表裏面の濡れ性改善により後加工適正の向上を図ることができる。   The base material charge removing unit is installed in a portion of the base material transfer chamber 12A, which is located on the downstream side of the film formation chamber 12C in the transfer direction of the base material 1 to remove the charge of the base material 1. The material 1 can be transported away from the film forming roller 25 at a predetermined position quickly. For this reason, it is possible to stably carry the base material, prevent damage to the base material 1 due to electrification and deterioration in quality, and improve post-processing appropriateness by improving wettability of the front and back surfaces of the base material.

(電源)
図2に示す例において、成膜装置10は、前処理ローラー20と、電極部21と、に電気的に接続された、電源32をさらに備える。図2に示す例において、電源32は、電力供給配線31を介して、前処理ローラー20、及び電極部21に電気的に接続されている。電源32は、例えば交流電源である。電源32が交流電源である場合には、電源32は、例えば20kHz以上500kHz以下の周波数を有する交流電圧を前処理ローラー20と電極部21との間に印加することが可能である。電源32によって印加可能な投入電力(基材1の幅方向において、電極部21の1m幅あたりに印加可能な電力)は、特に限定されないが、例えば、0.5kW/m以上20kW/m以下である。前処理ローラー20は、電気的にアースレベルに設置されてもよく、電気的にフローティングレベルに設置されてもよい。
(Power supply)
In the example illustrated in FIG. 2, the film forming apparatus 10 further includes a power source 32 electrically connected to the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21. In the example shown in FIG. 2, the power supply 32 is electrically connected to the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 via the power supply wiring 31. The power source 32 is, for example, an AC power source. When the power supply 32 is an AC power supply, the power supply 32 can apply an AC voltage having a frequency of, for example, 20 kHz or more and 500 kHz or less between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21. Input power that can be applied by the power source 32 (power that can be applied per 1 m width of the electrode portion 21 in the width direction of the base material 1) is not particularly limited, but is, for example, 0.5 kW / m or more and 20 kW / m or less. is there. The pretreatment roller 20 may be electrically installed at a ground level or electrically installed at a floating level.

(成膜方法)
上述の成膜装置10を使用して、基材1の表面に成膜する成膜方法について説明する。成膜装置10を使用した成膜においては、上述の基材1の搬送経路に沿って基材1を搬送しつつ、プラズマ前処理機構11Bを用いて基材1の表面にプラズマ前処理を施すプラズマ前処理工程、及び成膜機構11Cを用いて基材1の表面に蒸着膜を成膜する成膜工程を行う。基材1の搬送速度は、好ましくは200m/min以上であり、より好ましくは480m/min以上1000m/min以下である。
(Film forming method)
A film forming method for forming a film on the surface of the base material 1 using the film forming apparatus 10 will be described. In film formation using the film forming apparatus 10, the surface of the base material 1 is subjected to plasma pretreatment using the plasma pretreatment mechanism 11B while the base material 1 is being conveyed along the above-described conveyance path of the base material 1. A plasma pretreatment step and a film forming step of forming an evaporation film on the surface of the substrate 1 by using the film forming mechanism 11C are performed. The conveyance speed of the substrate 1 is preferably 200 m / min or more, more preferably 480 m / min or more and 1000 m / min or less.

(プラズマ前処理工程)
プラズマ前処理工程は、例えば以下の方法により行われる。プラズマ原料ガス供給部22を用いて、前処理ローラー20と電極部21との間にプラズマ原料ガスを供給しつつ、前処理ローラー20と電極部21との間に、上述の交流電圧を印加する。交流電圧の印加の際には、投入電力制御または、インピーダンス制御などを行ってもよい。
(Plasma pretreatment process)
The plasma pretreatment process is performed, for example, by the following method. The plasma raw material gas supply unit 22 is used to supply the plasma raw material gas between the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21 while applying the above-described AC voltage between the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21. . When applying an AC voltage, input power control or impedance control may be performed.

交流電圧の印加によりグロー放電と同時にプラズマが生成し、前処理ローラー20と磁場形成部23との間にプラズマPが高密度化する。このようにして、前処理ローラー20と磁場形成部23との間にプラズマPを供給することができる。このプラズマPによって、基材1の表面にプラズマ(イオン)前処理を施すことができる。   Plasma is generated at the same time as the glow discharge by the application of the AC voltage, and the plasma P is densified between the pretreatment roller 20 and the magnetic field forming unit 23. In this way, the plasma P can be supplied between the pretreatment roller 20 and the magnetic field forming unit 23. With this plasma P, plasma (ion) pretreatment can be performed on the surface of the substrate 1.

また、本実施の形態においては、電極部21の噴出部は、電極の表面の少なくとも一部にガス圧を与えるように、ガスを供給する。プラズマ前処理工程において、電極の表面の少なくとも一部にガス圧を与えるように、ガスを供給することの作用について説明する。プラズマ前処理工程においては、基材1の表面がプラズマ前処理される際に、電極に異物が付着することが考えられる。本実施の形態においては、電極の表面の少なくとも一部にガス圧を与えるようにガスを供給することにより、電極の表面に異物が付着することを抑制することができる。これにより、異物の付着に起因して電極と前処理ローラー20との間の電圧が不安定になることを抑制することができる。異物は、例えば基材1のカスである。電極部21の噴出部によって噴出されたガスは、前処理ローラー20と電極部21との間において励起されてプラズマPとなってもよい。   In addition, in the present embodiment, the ejection part of the electrode part 21 supplies gas so as to apply gas pressure to at least a part of the surface of the electrode. The operation of supplying gas so as to apply gas pressure to at least a part of the surface of the electrode in the plasma pretreatment step will be described. In the plasma pretreatment step, it is possible that foreign matter adheres to the electrodes when the surface of the substrate 1 is pretreated with plasma. In the present embodiment, by supplying the gas so as to apply the gas pressure to at least a part of the surface of the electrode, it is possible to prevent foreign matter from adhering to the surface of the electrode. This can prevent the voltage between the electrode and the pretreatment roller 20 from becoming unstable due to the adhesion of foreign matter. The foreign matter is, for example, dust on the base material 1. The gas ejected by the ejection part of the electrode part 21 may be excited between the pretreatment roller 20 and the electrode part 21 to become plasma P.

前処理ローラー20と電極部21との間に交流電圧を印加する際のプラズマ前処理室12B内の気圧は、交流電圧の印加により前処理ローラー20と電極部21との間にグロー放電を生じさせることができる限り、特に限定されないが、例えば0.05Pa以上8Pa以下である。   The atmospheric pressure in the plasma pretreatment chamber 12B when the AC voltage is applied between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 causes the glow discharge between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 due to the application of the AC voltage. It is not particularly limited as long as it can be made, but is, for example, 0.05 Pa or more and 8 Pa or less.

プラズマ前処理工程における磁場形成部23の作用について説明する。磁場形成部23は、前処理ローラー20と電極部21との間に磁場を形成する。磁場は、前処理ローラー20と電極部21との間に存在する電子を捕捉し加速させるよう作用し得る。このため、磁場が形成されている領域において、電子とプラズマ原料ガスの衝突の頻度を高め、プラズマの密度を高め、且つ局在化させることがきるので、プラズマ前処理の効率を向上させることができる。   The operation of the magnetic field forming unit 23 in the plasma pretreatment process will be described. The magnetic field forming unit 23 forms a magnetic field between the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21. The magnetic field may act to trap and accelerate the electrons existing between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21. Therefore, in the region where the magnetic field is formed, the frequency of collision between electrons and the plasma source gas can be increased, the density of plasma can be increased, and the plasma can be localized, so that the efficiency of plasma pretreatment can be improved. it can.

(成膜工程)
成膜工程においては、成膜機構11Cを用いて、基材1の表面に成膜する。成膜工程の一例として、図4に示す蒸発機構24を有する成膜機構11Cを用いて、酸化アルミニウム蒸着膜を成膜する場合について説明する。
(Film forming process)
In the film forming step, the film is formed on the surface of the substrate 1 by using the film forming mechanism 11C. As an example of the film forming process, a case of forming an aluminum oxide vapor deposition film by using the film forming mechanism 11C having the evaporation mechanism 24 shown in FIG. 4 will be described.

まず、蒸発機構24のボート24b内に、成膜ローラー25に対向するように、アルミニウムを含む蒸着材料を供給する。蒸着材料としては、アルミニウムの金属線材を用いることができる。図4に示す例においては、蒸着材料供給部61によってアルミニウムの金属線材を連続的にボート24b内に送り出すことにより、ボート24bに蒸着材料を供給している。   First, a vapor deposition material containing aluminum is supplied into the boat 24 b of the evaporation mechanism 24 so as to face the film forming roller 25. A metal wire rod made of aluminum can be used as the vapor deposition material. In the example shown in FIG. 4, the vapor deposition material supply unit 61 continuously feeds the aluminum metal wire into the boat 24b to supply the vapor deposition material to the boat 24b.

加熱により、アルミニウムをボート24b内で蒸発させる。図4には、便宜的に、蒸発したアルミニウム蒸気63を図示している。   By heating, aluminum is evaporated in the boat 24b. FIG. 4 shows the evaporated aluminum vapor 63 for convenience.

プラズマ供給機構50によって基材1の表面と蒸発機構24との間にプラズマを供給する方法について説明する。本実施の形態においては、プラズマ供給機構50のホローカソード51の空洞部内でプラズマを発生させる。次に、ホローカソード51と対向するアノードとの間に放電を発生させ、ホローカソード51の空洞部内のプラズマを基材1の表面と蒸発機構24との間に引き出す。   A method of supplying plasma between the surface of the substrate 1 and the evaporation mechanism 24 by the plasma supply mechanism 50 will be described. In the present embodiment, plasma is generated in the hollow portion of the hollow cathode 51 of the plasma supply mechanism 50. Next, discharge is generated between the hollow cathode 51 and the opposing anode, and the plasma in the hollow portion of the hollow cathode 51 is drawn between the surface of the base material 1 and the evaporation mechanism 24.

本実施の形態において、ホローカソード51と対向するアノードとの間において発生させる放電は、アーク放電である。アーク放電は、例えば電流の値が10A以上であるような放電を意味する。   In the present embodiment, the discharge generated between hollow cathode 51 and the opposing anode is arc discharge. The arc discharge means a discharge having a current value of 10 A or more, for example.

基材1の表面と蒸発機構24との間にプラズマを供給しつつ、アルミニウムを蒸発させることにより、アルミニウム蒸気63にプラズマが供給される。プラズマの供給により、アルミニウム蒸気63と酸素ガスとの反応又は結合を促進することができる。これにより、アルミニウム蒸気63が基材1の表面に到達する前に、アルミニウム蒸気63を酸化させることができる。蒸発し、酸化したアルミニウムが基材1に付着することによって、基材1の表面に酸化アルミニウム蒸着膜を成膜することができる。   Plasma is supplied to the aluminum vapor 63 by evaporating aluminum while supplying plasma between the surface of the base material 1 and the evaporation mechanism 24. By supplying plasma, the reaction or bonding between the aluminum vapor 63 and oxygen gas can be promoted. Thereby, the aluminum vapor 63 can be oxidized before the aluminum vapor 63 reaches the surface of the base material 1. The evaporated and oxidized aluminum adheres to the base material 1, whereby an aluminum oxide vapor deposition film can be formed on the surface of the base material 1.

本実施の形態においては、成膜工程の前に、基材1の表面にプラズマを供給するプラズマ前処理工程を実施している。プラズマ前処理工程においては、電極部21と前処理ローラー20との間に交流電圧を印加する。また、電極部21の面のうち前処理ローラー20と対向する面とは反対側の面の側に位置する磁場形成部23を利用して、電極部21と前処理ローラー20との間の空間に磁場を生じさせる。このため、電極部21と前処理ローラー20との間の空間に効率良くプラズマを発生させたり、プラズマを前処理ローラー20に巻き掛けられている基材1の表面に対して垂直に入射させたりすることができる。従って、成膜工程によって成膜される膜と基材1との間の密着性を高めることができる。   In the present embodiment, a plasma pretreatment process of supplying plasma to the surface of the base material 1 is performed before the film forming process. In the plasma pretreatment step, an AC voltage is applied between the electrode portion 21 and the pretreatment roller 20. Further, by utilizing the magnetic field forming unit 23 located on the side of the surface of the electrode portion 21 opposite to the surface facing the pretreatment roller 20, the space between the electrode portion 21 and the pretreatment roller 20. Creates a magnetic field in. Therefore, plasma can be efficiently generated in the space between the electrode portion 21 and the pretreatment roller 20, or the plasma can be vertically incident on the surface of the base material 1 wound around the pretreatment roller 20. can do. Therefore, the adhesiveness between the film formed in the film forming step and the substrate 1 can be enhanced.

上記のように密着性の高められた積層フィルムは、食品などの内容物を収容する包装袋を作製するための包装材料として用いる場合に有用である。特に、熱処理を施した場合においても高い密着性が維持される積層フィルムは、包装袋の材料として好適に使用できる。上記の積層フィルムは、積層フィルムを材料として作製した包装袋に対して、レトルト処理又はボイル処理を施した場合に、積層フィルムを構成する層の剥離、特に蒸着膜2の基材1からの剥離を抑制できる。   The laminated film having improved adhesion as described above is useful when used as a packaging material for producing a packaging bag for containing contents such as foods. In particular, a laminated film that maintains high adhesion even when subjected to heat treatment can be suitably used as a material for a packaging bag. The above-mentioned laminated film peels off the layers constituting the laminated film, particularly peeling off the vapor-deposited film 2 from the substrate 1 when a packaging bag made of the laminated film is subjected to retort treatment or boil treatment. Can be suppressed.

なお、レトルト処理とは、内容物を包装袋に充填して包装袋を密封した後、蒸気又は加熱温水を利用して包装袋を加圧状態で加熱する処理である。レトルト処理の温度は、例えば120℃以上である。ボイル処理とは、内容物を包装袋に充填して包装袋を密封した後、包装袋を大気圧下で湯煎する処理である。ボイル処理の温度は、例えば90℃以上且つ100℃以下である。   The retort treatment is a treatment of filling the packaging bag with the contents and sealing the packaging bag, and then heating the packaging bag under pressure using steam or heated hot water. The retort treatment temperature is, for example, 120 ° C. or higher. The boil treatment is a treatment of filling the packaging bag with the contents, sealing the packaging bag, and then boiling the packaging bag under atmospheric pressure. The boil treatment temperature is, for example, 90 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.

(変形例)
上述の実施の形態においては、プラズマ前処理機構11Bの磁場形成部23が、電極部21と、前処理ローラー20との間に位置する例について説明した。しかしながら、これに限られることはなく、図5に示す変形例のように、磁場形成部23は、電極部21からみて、前処理ローラー20の位置する側とは反対の側に位置していてもよい。
(Modification)
In the above-described embodiment, the example in which the magnetic field forming unit 23 of the plasma pretreatment mechanism 11B is located between the electrode unit 21 and the pretreatment roller 20 has been described. However, the present invention is not limited to this, and as in the modified example shown in FIG. 5, the magnetic field forming unit 23 is located on the side opposite to the side where the pretreatment roller 20 is located, as viewed from the electrode unit 21. Good.

図5に示す変形例において、電極部21は、ガス噴出部を有しない。また、電極部21の前処理ローラー20と対向する側とは反対の側に、磁場形成部23が設けられている。本変形例のプラズマ前処理機構11Bによっても、前処理ローラー20と電極部21との間にプラズマを発生させて、基材1の表面に前処理を施すことができる。   In the modification shown in FIG. 5, the electrode part 21 does not have a gas ejection part. A magnetic field forming unit 23 is provided on the side of the electrode unit 21 opposite to the side facing the pretreatment roller 20. Also by the plasma pretreatment mechanism 11B of this modification, plasma can be generated between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 to pretreat the surface of the substrate 1.

本変形例のプラズマ前処理機構11Bについて、図6を参照してより詳細に説明する。図6は、図5において符号VIが付された一点鎖線で囲まれた部分を拡大した図である。   The plasma pretreatment mechanism 11B of this modification will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 6 is an enlarged view of the portion surrounded by the alternate long and short dash line and labeled VI in FIG.

本変形例に係る電極部21について説明する。図5及び図6に示す例において、電極部21は、前処理ローラー20に対向する第1面21cと、第1面21cの反対側に位置する第2面21dとを有する。図5及び図6に示す例において、電極部21は板状の部材であり、第1面21c及び第2面21dはいずれも平面である。本変形例において、電極部21は、前処理ローラー20との間で交流電圧を印加されることにより、前処理ローラー20との間においてプラズマを発生させる。電極部21は、好ましくは、前処理ローラー20との間において、発生したプラズマが、基材1の表面に向かうように、基材1の表面に対して垂直方向に運動するように、電場を形成する。これにより、効率的に基材1を前処理することができる。   The electrode portion 21 according to this modification will be described. In the example shown in FIGS. 5 and 6, the electrode portion 21 has a first surface 21c facing the pretreatment roller 20 and a second surface 21d located on the opposite side of the first surface 21c. In the example shown in FIGS. 5 and 6, the electrode portion 21 is a plate-shaped member, and the first surface 21c and the second surface 21d are both flat surfaces. In this modification, the electrode portion 21 generates a plasma between itself and the pretreatment roller 20 when an alternating voltage is applied between the electrode portion 21 and the pretreatment roller 20. The electrode part 21 preferably forms an electric field between itself and the pretreatment roller 20 so that the generated plasma moves toward the surface of the base material 1 and moves in a direction perpendicular to the surface of the base material 1. Form. Thereby, the base material 1 can be efficiently pretreated.

本変形例に係る電極部21の数は、好ましくは2以上である。2以上の電極部21は、好ましくは、基材1の搬送方向に沿って並んでいる。図5及び図6に示す例においては、成膜装置10が2つの電極部21を有する例が示されている。また、電極部21の数は、例えば12以下である。   The number of electrode portions 21 according to this modification is preferably 2 or more. The two or more electrode portions 21 are preferably arranged along the transport direction of the base material 1. In the examples shown in FIGS. 5 and 6, the film forming apparatus 10 has two electrode portions 21. Moreover, the number of the electrode parts 21 is 12 or less, for example.

2以上の電極部21が基材1の搬送方向に沿って並んでいることの効果について説明する。上述の通り、プラズマは、電極部21と前処理ローラー20との間に発生する。プラズマが発生する領域は、搬送方向における電極部21の寸法が大きくなるほど拡大する。一方、電極部21が平坦な板状の部材である場合、搬送方向における電極部21の寸法が大きくなるほど、搬送方向における電極部21の、前処理ローラー20に対向する面である第1面21cの端部から前処理ローラー20までの距離が大きくなり、プラズマによる処理能力が低下してしまう。   The effect of arranging two or more electrode portions 21 along the transport direction of the base material 1 will be described. As described above, the plasma is generated between the electrode portion 21 and the pretreatment roller 20. The region where plasma is generated expands as the dimension of the electrode portion 21 in the transport direction increases. On the other hand, when the electrode portion 21 is a flat plate-shaped member, the larger the dimension of the electrode portion 21 in the transport direction is, the first surface 21c of the electrode portion 21 in the transport direction, which is the surface facing the pretreatment roller 20. The distance from the end of the pretreatment roller 20 to the pretreatment roller 20 becomes large, and the treatment capacity by plasma decreases.

本変形例に係る成膜装置10においては、2以上の電極部21が基材1の搬送方向に沿って並んでいる。このため、基材1の搬送方向における電極部21の寸法が小さい場合であっても、搬送方向における広い範囲にわたってプラズマを発生させることができる。また、電極部21の寸法を小さくすることにより、搬送方向における電極部21の第1面21cの端部から前処理ローラー20までの距離を小さくすることができ、プラズマを搬送方向に均一に発生させることができる。   In the film forming apparatus 10 according to this modification, two or more electrode portions 21 are arranged side by side in the transport direction of the base material 1. Therefore, even when the dimension of the electrode portion 21 in the transport direction of the base material 1 is small, plasma can be generated over a wide range in the transport direction. Further, by reducing the size of the electrode portion 21, the distance from the end of the first surface 21c of the electrode portion 21 to the pretreatment roller 20 in the transport direction can be reduced, and plasma is uniformly generated in the transport direction. Can be made.

図5及び図6に示すように、本変形例に係る電極部21は、電極部21の第1面21c上に位置する第1端部21e及び第2端部21fを有する。第1端部21eは、基材1の搬送方向における上流側の端部であり、第2端部21fは、基材1の搬送方向における下流側の端部である。上述のように、基材1の搬送方向における電極部21の寸法を小さくすることにより、搬送方向における電極部21の第1端部21e及び第2端部21fから前処理ローラー20までの距離を小さくすることができる。基材1の搬送方向における電極部21の寸法は、図6に示す角度θに対応する。角度θは、第1端部21e及び回転軸Xを通る直線と、第2端部21f及び回転軸Xを通る直線とがなす角度である。角度θは、20°以上90°以下となることが好ましく、60°以下となることがより好ましく、45°以下となることがさらに好ましい。角度θが上記の範囲となることにより、電極部21の第1面21cが平面である場合に、電極部21と前処理ローラー20との間において、プラズマを搬送方向に均一に発生させることができる。   As shown in FIGS. 5 and 6, the electrode portion 21 according to the present modification has a first end portion 21e and a second end portion 21f located on the first surface 21c of the electrode portion 21. The first end 21e is an end on the upstream side in the transport direction of the substrate 1, and the second end 21f is an end on the downstream side in the transport direction of the substrate 1. As described above, by reducing the dimension of the electrode portion 21 in the transport direction of the base material 1, the distance from the first end portion 21e and the second end portion 21f of the electrode portion 21 in the transport direction to the pretreatment roller 20 is reduced. Can be made smaller. The dimension of the electrode portion 21 in the transport direction of the base material 1 corresponds to the angle θ shown in FIG. The angle θ is an angle formed by a straight line passing through the first end 21e and the rotation axis X and a straight line passing through the second end 21f and the rotation axis X. The angle θ is preferably 20 ° or more and 90 ° or less, more preferably 60 ° or less, and further preferably 45 ° or less. When the angle θ is in the above range, when the first surface 21c of the electrode portion 21 is a flat surface, plasma can be uniformly generated in the transport direction between the electrode portion 21 and the pretreatment roller 20. it can.

本変形例に係る電極部21の材料は、導電性を有する限り、特に限定されない。具体的には、電極部21の材料として、アルミニウム、銅、ステンレスが好適に用いられる。   The material of the electrode portion 21 according to this modification is not particularly limited as long as it has conductivity. Specifically, aluminum, copper, and stainless steel are preferably used as the material of the electrode portion 21.

本変形例に係る電極部21の第1面21cに垂直な方向に見た場合における電極部21の厚みL3は、特に限定されないが、例えば15mm以下である。電極部21の厚みが上記の値であることにより、後述の本変形例に係る磁場形成部23によって、前処理ローラー20と電極部21との間に磁場を効果的に形成することができる。また、電極部21の厚みL3は、例えば3mm以上である。   The thickness L3 of the electrode portion 21 when viewed in a direction perpendicular to the first surface 21c of the electrode portion 21 according to the present modification is not particularly limited, but is 15 mm or less, for example. When the thickness of the electrode portion 21 is the above value, a magnetic field can be effectively formed between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 by the magnetic field forming portion 23 according to the present modification described later. The thickness L3 of the electrode portion 21 is, for example, 3 mm or more.

本変形例に係る磁場形成部23について説明する。図5及び図6に示すように、磁場形成部23は、電極部21の、前処理ローラー20と対向する側とは反対の側に設けられている。本変形例に係る磁場形成部23は、前処理ローラー20と電極部21との間に磁場を形成する部材である。前処理ローラー20と電極部21との間の磁場は、例えば、プラズマ前処理機構11Bを用いてプラズマを発生させる場合において、より高密度のプラズマの発生に寄与する。図5及び図6に示す磁場形成部23は、電極部21の第2面21d上に設けられた第1磁石231及び第2磁石232を有する。   The magnetic field forming unit 23 according to this modification will be described. As shown in FIGS. 5 and 6, the magnetic field forming unit 23 is provided on the side of the electrode unit 21 opposite to the side facing the pretreatment roller 20. The magnetic field forming unit 23 according to this modification is a member that forms a magnetic field between the pretreatment roller 20 and the electrode unit 21. The magnetic field between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 contributes to generation of higher density plasma when the plasma is generated using the plasma pretreatment mechanism 11B, for example. The magnetic field forming unit 23 illustrated in FIGS. 5 and 6 includes a first magnet 231 and a second magnet 232 provided on the second surface 21d of the electrode unit 21.

本変形例に係る磁場形成部23の数は、好ましくは2以上である。プラズマ前処理機構11Bが、2以上の電極部21と、2以上の磁場形成部23と、を有する場合においては、2以上の磁場形成部23のそれぞれは、2以上の電極部21のそれぞれの、前処理ローラー20と対向する側とは反対の側に設けられていることが好ましい。図5及び図6に示す例においては、2つの磁場形成部23のそれぞれが、2つの電極部21のそれぞれの第2面21d上に設けられている。   The number of the magnetic field forming units 23 according to this modification is preferably 2 or more. When the plasma pretreatment mechanism 11B has two or more electrode portions 21 and two or more magnetic field forming portions 23, each of the two or more magnetic field forming portions 23 corresponds to each of the two or more electrode portions 21. It is preferably provided on the side opposite to the side facing the pretreatment roller 20. In the example illustrated in FIGS. 5 and 6, each of the two magnetic field forming units 23 is provided on each of the second surfaces 21 d of the two electrode units 21.

電極部21の第2面21dの法線方向における第1磁石231及び第2磁石232の構造について説明する。図5及び図6に示すように、第1磁石231及び第2磁石232はそれぞれ、N極及びS極を有する。図5及び図6に示す符号Nは、第1磁石231又は第2磁石232のN極を示す。また、図5及び図6に示す符号Sは、第1磁石231又は第2磁石232のS極を示す。
第1磁石231のN極又はS極の一方は、他方よりも基材1側に位置する。また、第2磁石232のN極又はS極の他方は、一方よりも基材1側に位置する。図5及び図6に示す例においては、第1磁石231のN極が、第1磁石231のS極よりも基材1側に位置し、第2磁石232のS極が、第2磁石のN極よりも基材1側に位置する。図示はしないが、第1磁石231のS極が、第1磁石231のN極よりも基材1側に位置し、第2磁石232のN極が、第2磁石232のS極よりも基材1側に位置していてもよい。
The structures of the first magnet 231 and the second magnet 232 in the direction normal to the second surface 21d of the electrode portion 21 will be described. As shown in FIGS. 5 and 6, the first magnet 231 and the second magnet 232 have an N pole and an S pole, respectively. The symbol N shown in FIGS. 5 and 6 indicates the north pole of the first magnet 231 or the second magnet 232. The symbol S shown in FIGS. 5 and 6 indicates the S pole of the first magnet 231 or the second magnet 232.
One of the N pole and the S pole of the first magnet 231 is located closer to the base material 1 than the other. The other of the N pole and the S pole of the second magnet 232 is located closer to the base material 1 than the one is. In the example shown in FIGS. 5 and 6, the N pole of the first magnet 231 is located closer to the base material 1 side than the S pole of the first magnet 231, and the S pole of the second magnet 232 is the second magnet. It is located closer to the substrate 1 than the N pole. Although not shown, the south pole of the first magnet 231 is located closer to the base material 1 side than the north pole of the first magnet 231, and the north pole of the second magnet 232 is closer to the base than the south pole of the second magnet 232. It may be located on the material 1 side.

続いて、電極部21の第2面21dの面方向における第1磁石231及び第2磁石232の構造について説明する。図7は、図5に示す電極部21及び磁場形成部23を、磁場形成部23側からみた平面図である。図8は図7のVIII−VIII線に沿った断面を示す断面図である。また、図7において、方向D1は、前処理ローラー20の回転軸Xが延びる方向である。   Next, the structure of the first magnet 231 and the second magnet 232 in the surface direction of the second surface 21d of the electrode portion 21 will be described. FIG. 7 is a plan view of the electrode part 21 and the magnetic field forming part 23 shown in FIG. 5 as viewed from the magnetic field forming part 23 side. FIG. 8 is a sectional view showing a section taken along line VIII-VIII in FIG. 7. Further, in FIG. 7, the direction D1 is the direction in which the rotation axis X of the pretreatment roller 20 extends.

図7及び図8に示すように、第1磁石231は、第1軸方向部分231cを有する。図7に示すように、第1軸方向部分231cは、方向D1に沿って、すなわち前処理ローラー20の回転軸Xに沿って延びている。
1つの電極部21に設けられた第1磁石231は、1つの第1軸方向部分231cを有していてもよく、2つ以上の第1軸方向部分231cを有していてもよい。図7に示す例においては、1つの電極部21に設けられた第1磁石231は、1つの第1軸方向部分231cを有している。
As shown in FIGS. 7 and 8, the first magnet 231 has a first axial portion 231c. As shown in FIG. 7, the first axial portion 231c extends along the direction D1, that is, along the rotation axis X of the pretreatment roller 20.
The 1st magnet 231 provided in one electrode part 21 may have one 1st axial part 231c, and may have two or more 1st axial parts 231c. In the example shown in FIG. 7, the first magnet 231 provided in one electrode portion 21 has one first axial portion 231c.

また、図7及び図8に示すように、第2磁石232は、第2軸方向部分232cを有する。図7に示すように、第2軸方向部分232cも、第1軸方向部分231cと同様に、方向D1に沿って、すなわち回転軸Xに沿って延びている。   Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the second magnet 232 has a second axial portion 232c. As shown in FIG. 7, the second axial portion 232c also extends along the direction D1, that is, the rotation axis X, similarly to the first axial portion 231c.

第1磁石231及び第2磁石232がいずれも回転軸Xに沿って延びる部分を含むことにより、基材1の周囲に形成される磁場の強度の、基材1の幅方向における均一性を高めることができる。これにより、基材1の周囲に形成されるプラズマの分布密度の、基材1の幅方向における均一性を高めることができる。   Since the first magnet 231 and the second magnet 232 each include a portion extending along the rotation axis X, the uniformity of the magnetic field strength formed around the base material 1 in the width direction of the base material 1 is enhanced. be able to. Thereby, the uniformity of the distribution density of the plasma formed around the base material 1 in the width direction of the base material 1 can be improved.

1つの電極部21に設けられた第2磁石232は、1つの第2軸方向部分232cを有していてもよく、2つ以上の第2軸方向部分232cを有していてもよい。図7及び図8に示す例においては、1つの電極部21に設けられた第2磁石232は、2つの第2軸方向部分232cを有している。2つの第2軸方向部分232cは、電極部21の第2面21dの面方向のうち回転軸Xに直交する方向D2において第1軸方向部分231cを挟むように位置していてもよい。   The second magnet 232 provided on one electrode part 21 may have one second axial portion 232c or may have two or more second axial portions 232c. In the example shown in FIGS. 7 and 8, the second magnet 232 provided in one electrode portion 21 has two second axial portions 232c. The two second axial portions 232c may be positioned so as to sandwich the first axial portion 231c in the direction D2 orthogonal to the rotation axis X in the surface direction of the second surface 21d of the electrode portion 21.

図8に示す、基材1の搬送方向における第1軸方向部分231cの寸法L4、及び第2軸方向部分232cの寸法L5は、特に限定されない。
また、基材1の搬送方向における第1軸方向部分231cの寸法L4と第2軸方向部分232cの寸法L5との比率は、特に限定されない。第1軸方向部分231cの寸法L4と第2軸方向部分232cの寸法L5とが等しくてもよく、第1軸方向部分231cの寸法L4が第2軸方向部分232cの寸法L5より大きくてもよい。
The dimension L4 of the first axial direction portion 231c and the dimension L5 of the second axial direction portion 232c in the transport direction of the base material 1 shown in FIG. 8 are not particularly limited.
Further, the ratio between the dimension L4 of the first axial direction portion 231c and the dimension L5 of the second axial direction portion 232c in the transport direction of the base material 1 is not particularly limited. The dimension L4 of the first axial portion 231c may be equal to the dimension L5 of the second axial portion 232c, and the dimension L4 of the first axial portion 231c may be larger than the dimension L5 of the second axial portion 232c. .

方向D2における第1軸方向部分231cと第2軸方向部分232cとの間隔L6は、第1軸方向部分231c及び第2軸方向部分232cによって生じる磁場が前処理ローラー20と電極部21との間に形成されるよう設定される。   The distance L6 between the first axial portion 231c and the second axial portion 232c in the direction D2 is such that the magnetic field generated by the first axial portion 231c and the second axial portion 232c is between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21. Are set to be formed.

第2磁石232は、電極部21の第2面21dの法線方向に沿って磁場形成部23を見た場合に、第1磁石231を囲んでいてもよい。例えば図7に示すように、第2磁石232は、2つの第2軸方向部分232cとともに、2つの第2軸方向部分232cを接続するように設けられた2つの接続部分232dを有していてもよい。   The second magnet 232 may surround the first magnet 231 when the magnetic field forming unit 23 is viewed along the normal direction of the second surface 21d of the electrode unit 21. For example, as shown in FIG. 7, the second magnet 232 has two second axial portions 232c and two connecting portions 232d provided so as to connect the two second axial portions 232c. Good.

図示はしないが、本変形例に係るプラズマ前処理機構11Bは、プラズマ原料ガス供給部を有していてもよい。プラズマ原料ガス供給部は、プラズマの原料となるガスをプラズマ前処理室12B内に供給する。プラズマ原料ガス供給部の構成は特に限定されない。例えば、プラズマ原料ガス供給部は、プラズマ前処理室12Bの壁面に設けられ、プラズマの原料となるガスを噴出する穴を含む。また、プラズマ原料ガス供給部は、プラズマ前処理室12Bの壁面よりも基材1に近い位置においてプラズマ原料ガスを放出するノズルを有していてもよい。プラズマ原料ガス供給部によって供給されるプラズマ原料ガスとしては、例えば、アルゴンなどの不活性ガス、酸素、窒素、炭酸ガス、エチレンなどの活性ガス、又は、それらのガスの混合ガスを供給する。プラズマ原料ガスとしては、不活性ガスのうち1種を単体で用いても、活性ガスのうち1種を単体で用いても、不活性ガス又は活性ガスに含まれるガスのうち2種類以上のガスの混合ガスを用いてもよい。プラズマ原料ガスとしては、アルゴンのような不活性ガスと、活性ガスとの混合ガスを用いることが好ましい。   Although not shown, the plasma pretreatment mechanism 11B according to the present modification may have a plasma source gas supply unit. The plasma raw material gas supply unit supplies a gas that is a raw material of plasma into the plasma pretreatment chamber 12B. The structure of the plasma source gas supply unit is not particularly limited. For example, the plasma raw material gas supply unit is provided on the wall surface of the plasma pretreatment chamber 12B and includes a hole for ejecting a gas that is a raw material of plasma. Further, the plasma raw material gas supply unit may have a nozzle that discharges the plasma raw material gas at a position closer to the substrate 1 than the wall surface of the plasma pretreatment chamber 12B. As the plasma raw material gas supplied by the plasma raw material gas supply unit, for example, an inert gas such as argon, an active gas such as oxygen, nitrogen, carbon dioxide, ethylene, or a mixed gas of these gases is supplied. As the plasma raw material gas, even if one of the inert gases is used alone, or one of the active gases is used alone, two or more kinds of the inert gas or the gas contained in the active gas are used. You may use the mixed gas of. As the plasma source gas, it is preferable to use a mixed gas of an inert gas such as argon and an active gas.

次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。   Next, the present invention will be described more specifically by way of examples, but the present invention is not limited to the description of the examples below as long as the gist thereof is not exceeded.

まず、実施例1、及び比較例1〜4の成膜装置及び成膜方法を用いて、積層フィルムを作製した。   First, a laminated film was produced using the film forming apparatus and the film forming method of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4.

(実施例1)
基材1として、厚さ12μmの、材料としてポリエチレンテレフタレート(PET)を含むプラスチック基材(KOLON社製、製品名「CB981」)を用意し、本発明の成膜装置10を用いて、プラズマ前処理工程、及び成膜工程を行った。
(Example 1)
As the base material 1, a plastic base material (produced by KOLON, product name “CB981”) having a thickness of 12 μm and containing polyethylene terephthalate (PET) as a material is prepared, and plasma deposition is performed using the film forming apparatus 10 of the present invention. A processing step and a film forming step were performed.

成膜工程においては、図4に示すような蒸発機構24を用いて、真空蒸着法により、アルミニウムを含む蒸着膜2を成膜した。具体的には、成膜室12C内の気圧を1Paに調整した上で、蒸着材料としてアルミニウムの金属線材をボート24b内に供給しつつ、抵抗加熱式の蒸発機構24を用い、ボート24b内の蒸着材料を加熱し、基材1の表面に到達するようにアルミニウムを蒸発させることにより、基材1の表面に蒸着膜2を成膜した。以上の方法により、図1aに示すような、基材1と蒸着膜2とを有する積層フィルムを複数作製した。作製した積層フィルムの蒸着膜2の厚さは、13nmである。以下の説明において、図1aに示すような、基材1と蒸着膜2とを有する積層フィルムのことを、蒸着フィルムとも称する。   In the film forming step, the evaporation film 24 containing aluminum was formed by the vacuum evaporation method using the evaporation mechanism 24 as shown in FIG. Specifically, after adjusting the atmospheric pressure in the film forming chamber 12C to 1 Pa, while supplying a metal wire rod of aluminum as a vapor deposition material into the boat 24b, the resistance heating type evaporation mechanism 24 is used and the inside of the boat 24b is The vapor deposition material was heated to evaporate aluminum so as to reach the surface of the base material 1, thereby forming the vapor deposition film 2 on the surface of the base material 1. By the above method, a plurality of laminated films having the base material 1 and the vapor deposition film 2 as shown in FIG. 1a were produced. The vapor deposition film 2 of the produced laminated film has a thickness of 13 nm. In the following description, the laminated film having the base material 1 and the vapor deposition film 2 as shown in FIG. 1a is also referred to as a vapor deposition film.

実施例1の具体的な条件は、以下のとおりである。
〔プラズマ前処理機構11Bの条件〕
プラズマ前処理機構11Bの形態:図2及び図3に示す形態である。
前処理ローラー20と電極部21との間に印加される電圧:340Vである。
プラズマ原料ガス供給部22が供給するプラズマ原料ガス:アルゴン(Ar)と酸素(O2)との混合ガスである。
前処理ローラー20と電極部21との間のプラズマ密度:144W・sec/m2である。
磁場形成部23:1000ガウスの永久磁石である。
〔成膜機構11Cの条件〕
プラズマ供給機構50の形態:図4に示すホローカソード51と、ボート24bからみて、基材1の幅方向における両側に配置された、ホローカソード51の空洞部の開口と対向する図示しないアノードと、を有する形態である。
プラズマ供給機構50の使用方法:ホローカソード51の空洞部にプラズマ原料ガスを供給し、放電させてプラズマを励起した。このプラズマを、対向するアノードによって、基材1の表面と蒸発機構24との間に引き出した。
The specific conditions of Example 1 are as follows.
[Conditions of Plasma Pretreatment Mechanism 11B]
Form of plasma pretreatment mechanism 11B: The form shown in FIGS. 2 and 3.
The voltage applied between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 is 340V.
Plasma source gas supplied by the plasma source gas supply unit 22: a mixed gas of argon (Ar) and oxygen (O 2 ).
The plasma density between the pretreatment roller 20 and the electrode portion 21 is 144 W · sec / m 2 .
Magnetic field forming unit 23: 1000 Gauss permanent magnet.
[Conditions of Film Forming Mechanism 11C]
Form of the plasma supply mechanism 50: a hollow cathode 51 shown in FIG. 4, and an anode (not shown) arranged on both sides of the base material 1 in the width direction as viewed from the boat 24b and facing the opening of the hollow portion of the hollow cathode 51. It is a form having.
How to use the plasma supply mechanism 50: Plasma source gas was supplied to the hollow portion of the hollow cathode 51, and the plasma was excited by causing discharge. This plasma was drawn between the surface of the base material 1 and the evaporation mechanism 24 by the opposing anode.

(比較例1)
スパッタリングやプラズマ処理で一般的に使われるデュアルカソード/ターゲット構造を有するプラズマ前処理機構を用いて、デュアルカソード間にMF(40kHz)電源を用いて交流電圧を印加したグロー放電前処理を施した点以外は、実施例1と同様の成膜装置を用いて、実施例1と同様の方法により、成膜を行い、基材1と蒸着膜2とを有する蒸着フィルムを複数作製した。作製した蒸着フィルムの蒸着膜2の厚さは、13nmである。
(Comparative Example 1)
Using a plasma pretreatment mechanism with a dual cathode / target structure commonly used in sputtering and plasma treatment, glow discharge pretreatment was performed by applying an AC voltage using an MF (40 kHz) power supply between the dual cathodes. Except for the above, using the same film forming apparatus as in Example 1, film formation was performed by the same method as in Example 1 to produce a plurality of vapor deposition films having the base material 1 and the vapor deposition film 2. The vapor deposition film 2 of the produced vapor deposition film has a thickness of 13 nm.

(比較例2)
成膜装置がプラズマ前処理機構を有しない点、及びプラズマ前処理工程を行わない点以外は、実施例1と同様の成膜装置を用いて、実施例1と同様の方法により、成膜工程を行い、基材1と蒸着膜2とを有する蒸着フィルムを複数作製した。作製した蒸着フィルムの蒸着膜2の厚さは、10nmである。
(Comparative example 2)
Except that the film forming apparatus does not have a plasma pretreatment mechanism and that the plasma pretreatment process is not performed, the film forming step is performed using the same film forming apparatus as in Example 1 and in the same manner as in Example 1. Then, a plurality of vapor deposition films having the base material 1 and the vapor deposition film 2 were produced. The thickness of the vapor deposition film 2 of the produced vapor deposition film is 10 nm.

(比較例3)
成膜機構が、プラズマ供給機構を有しない点、及び成膜工程においてプラズマ供給機構を用いたプラズマの供給を行わない点以外は、実施例1の場合と同様にプラズマ前処理工程及び成膜工程を行い、基材1と蒸着膜2とを有する蒸着フィルムを複数作製した。作製した蒸着フィルムの蒸着膜2の厚さは、13nmである。
(Comparative example 3)
A plasma pretreatment process and a film formation process similar to the case of Example 1 except that the film formation mechanism does not have a plasma supply mechanism and that the plasma supply mechanism does not supply plasma. Then, a plurality of vapor deposition films having the base material 1 and the vapor deposition film 2 were produced. The vapor deposition film 2 of the produced vapor deposition film has a thickness of 13 nm.

(比較例4)
成膜装置がプラズマ前処理機構及びプラズマ供給機構を有しない点、プラズマ前処理工程を行わない点、及び成膜工程においてプラズマ供給機構を用いたプラズマの供給を行わない点以外は、実施例1と同様の成膜装置を用いて、実施例1と同様の方法により、成膜工程を行い、基材1と蒸着膜2とを有する蒸着フィルムを複数作製した。作製した蒸着フィルムの蒸着膜2の厚さは、13nmである。
(Comparative example 4)
Example 1 except that the film forming apparatus does not have a plasma pretreatment mechanism and a plasma supply mechanism, does not perform a plasma pretreatment step, and does not supply plasma using the plasma supply mechanism in the film formation step. The film forming step was performed by the same method as in Example 1 using the same film forming apparatus as in Example 1 to produce a plurality of vapor deposition films having the base material 1 and the vapor deposition film 2. The vapor deposition film 2 of the produced vapor deposition film has a thickness of 13 nm.

(バリア性の評価)
上記の方法によって作製した実施例1、及び比較例1〜4の蒸着フィルムのそれぞれについて、水蒸気透過率及び酸素透過率の値を測定した。
(Evaluation of barrier property)
With respect to each of the vapor-deposited films of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 produced by the above method, the values of water vapor transmission rate and oxygen transmission rate were measured.

水蒸気透過率は、水蒸気透過率測定装置(モコン社製、製品名「パーマトラン」)を用いて、40℃、90%RHの測定条件で、JIS K 7129 B法に準拠し、測定した。また、酸素透過率は、酸素透過率測定装置(モコン社製、製品名「オクストラン(OXTRAN)」)を用いて、23℃、90%RHの測定条件で、JIS K 7126−2に準拠して測定した。結果を図9に示す。   The water vapor transmission rate was measured by using a water vapor transmission rate measuring device (manufactured by Mocon Co., product name “Permatran”) under the measurement conditions of 40 ° C. and 90% RH in accordance with JIS K 7129 B method. In addition, the oxygen transmission rate is measured by using an oxygen transmission rate measuring device (manufactured by Mocon, product name “OXTRAN”) under measurement conditions of 23 ° C. and 90% RH in accordance with JIS K 7126-2. It was measured. FIG. 9 shows the results.

(密着性の評価)
上記の方法によって作製した実施例1及び比較例1〜4の蒸着フィルムの蒸着膜2の上に、シリコンアルコキシド、ポリビニルアルコール系樹脂を含有し、さらに、ゾルゲル法によって重縮合して得られるバリア性組成物を含むバリア性被覆層3を作成した。ここで、上記のバリア性被覆層3は、以下のような方法により作成した。まず、水677g、イソプロピルアルコール117g、及び0.5N塩酸(濃度0.5mol/Lの塩酸)16gを混合した溶液に、テトラエトキシシラン285gを混合させて、溶液(以下「溶液A」とも称する)を調整した。次に、溶液Aとは別に、ポリビニルアルコール70g、水1540g、及びイソプロピルアルコール80gを混合させて、溶液(以下「溶液B」とも称する)を調整した。溶液Aと溶液Bとを、重量比が13:7となるように混合して得られた溶液をバリアコート剤とした。得られたバリアコート剤を、蒸着膜2の面に塗布し、110℃で30秒間乾燥させることによって、厚さ0.3μmのバリア性被覆層3を作成した。
(Adhesion evaluation)
Barrier properties obtained by polycondensing by a sol-gel method, containing a silicon alkoxide and a polyvinyl alcohol resin on the vapor deposition film 2 of the vapor deposition films of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 produced by the above method. A barrier coating layer 3 containing the composition was prepared. Here, the above-mentioned barrier coating layer 3 was prepared by the following method. First, a solution obtained by mixing 677 g of water, 117 g of isopropyl alcohol, and 16 g of 0.5N hydrochloric acid (hydrochloric acid having a concentration of 0.5 mol / L) with 285 g of tetraethoxysilane to obtain a solution (hereinafter also referred to as "solution A"). Was adjusted. Next, separately from the solution A, 70 g of polyvinyl alcohol, 1540 g of water, and 80 g of isopropyl alcohol were mixed to prepare a solution (hereinafter also referred to as “solution B”). The solution obtained by mixing the solution A and the solution B in a weight ratio of 13: 7 was used as a barrier coating agent. The obtained barrier coating agent was applied on the surface of the vapor-deposited film 2 and dried at 110 ° C. for 30 seconds to form a barrier coating layer 3 having a thickness of 0.3 μm.

次に、上記の方法で製造したバリア性被覆層3の面に、2液硬化型のポリウレタン系ラミネート用接着剤を、グラビアロールコート法を用いて厚さ4.0g/m2(乾燥状態)にコーティングして接着剤層4を形成し、次いで、接着剤層4の面に、第2基材5として厚さ15μmの2軸延伸ナイロン6フィルムを対向させ、ドライラミネートして積層した。次に、第2基材5の面に、上記の接着剤層4と同様に、ラミネート用の接着剤層6を形成し、次に、接着剤層6の面に、シーラント層7として厚さ70μmの無延伸ポリプロピレンフィルムをドライラミネートして積層して、図1cに示すような層構成の積層フィルムを作製した。 Next, on the surface of the barrier coating layer 3 produced by the above method, a two-component curing type polyurethane adhesive for lamination was applied by a gravure roll coating method to a thickness of 4.0 g / m 2 (dry state). Was coated to form an adhesive layer 4, and then a biaxially stretched nylon 6 film having a thickness of 15 μm as a second base material 5 was opposed to the surface of the adhesive layer 4 and was laminated by dry lamination. Next, an adhesive layer 6 for lamination is formed on the surface of the second base material 5 in the same manner as the above adhesive layer 4, and then a thickness of the sealant layer 7 is formed on the surface of the adhesive layer 6. A 70 μm unstretched polypropylene film was dry-laminated and laminated to produce a laminated film having a layer structure as shown in FIG. 1c.

次に、図1cに示すような層構成の積層フィルムを、シーラント層同士が向き合うように対向させ、ヒートシールすることによって、パウチに成形した。パウチに水を充填した後、135℃、40分のレトルト処理を行った。レトルト処理を行なった後の状態の積層フィルムのそれぞれについて、常態剥離強度及び水付け剥離強度の値を測定した。   Next, a laminated film having a layer structure as shown in FIG. 1c was made to face each other so that the sealant layers face each other, and heat-sealed to form a pouch. After filling the pouch with water, retort treatment was performed at 135 ° C. for 40 minutes. The values of the normal peel strength and the wet peel strength were measured for each of the laminated films after the retort treatment.

常態剥離強度は、以下の方法により測定した。まず、実施例1、及び比較例1〜4の積層フィルムのうち、図1cに示すような層構成の積層フィルムであって、パウチに成形してレトルト処理を行った後の状態の積層フィルムのそれぞれを短冊切りし、幅15mmの矩形の試験片を得た。次に、試験片の第2基材とバリア性被覆層とを、試験片の長手方向(試験片の幅方向と直交する方向)に向かって部分的に引き剥がした。第2基材とバリア性被覆層との引き剥がしは、第2基材とバリア性被覆層との間の接着剤層を破壊することにより行った。また、第2基材とバリア性被覆層との引き剥がしは、第2基材とバリア性被覆層とが、一部においては接着剤層を介した接合を維持するように行った。次に、テンシロン万能材料試験機を用いて、JIS Z6854−2に準拠し、第2基材とバリア性被覆層との接着界面の剥離強度を、剥離角度180°、剥離速度50mm/minの条件にて測定した。   The normal peel strength was measured by the following method. First, among the laminated films of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, a laminated film having a layer structure as shown in FIG. 1c, which is a laminated film in a state after being formed into a pouch and subjected to retort treatment Each of them was cut into strips to obtain a rectangular test piece having a width of 15 mm. Next, the second base material and the barrier coating layer of the test piece were partially peeled off in the longitudinal direction of the test piece (direction orthogonal to the width direction of the test piece). The peeling of the second base material and the barrier coating layer was performed by breaking the adhesive layer between the second base material and the barrier coating layer. Further, the peeling of the second base material and the barrier coating layer was performed so that the second base material and the barrier coating layer partially maintained the bonding via the adhesive layer. Next, using a Tensilon universal material testing machine, in accordance with JIS Z6854-2, the peel strength of the adhesive interface between the second base material and the barrier coating layer was measured under conditions of a peel angle of 180 ° and a peel speed of 50 mm / min. It was measured at.

水付け剥離強度は、以下に記載する点を除き、常態剥離強度を測定する方法と同様の方法によって測定した。水付け剥離強度の測定においては、試験片の蒸着膜と基材とを部分的に引き剥がした上で、蒸着膜と基材との接着界面の剥離強度を測定した。また、水付け剥離強度の測定においては、剥離強度の測定を行う際に、試験片の長手方向にそってみた場合における、蒸着膜と基材とが接合を維持している部分と、蒸着膜と基材とが引き剥がされている部分との境界部分にスポイトで水を滴下した状態で、測定を行った。   The wet peel strength was measured by the same method as the method for measuring the normal peel strength except for the points described below. In the measurement of the wet peel strength, the peel strength of the adhesive interface between the vapor deposition film and the base material was measured after the vapor deposition film of the test piece and the base material were partially peeled off. Further, in the measurement of wet peel strength, when the peel strength is measured, a portion where the vapor deposition film and the base material maintain the bonding when viewed along the longitudinal direction of the test piece, and the vapor deposition film. The measurement was performed in a state where water was dropped with a dropper at the boundary between the part where the substrate and the substrate were peeled off.

実施例1、及び比較例1〜4の積層フィルムの常態剥離強度、及び水付け剥離強度についての評価結果を、水蒸気透過率、酸素透過率とともに図9に示す。   FIG. 9 shows the evaluation results of the normal state peel strength and the wet peel strength of the laminated films of Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 together with the water vapor transmission rate and the oxygen transmission rate.

実施例1と比較例1とを比較すると、実施例1の積層フィルムのほうが、比較例1の積層フィルムよりも、常態剥離強度及び水付け剥離強度のいずれも大きくなっていた。これは、本発明のプラズマ前処理機構を用いた前処理方法のほうが、比較例1の前処理方法よりも、積層フィルムの密着性を大きく向上させるためと考えられる。   Comparing Example 1 and Comparative Example 1, the laminated film of Example 1 was higher than the laminated film of Comparative Example 1 in both normal peel strength and wet peel strength. It is considered that this is because the pretreatment method using the plasma pretreatment mechanism of the present invention greatly improves the adhesion of the laminated film as compared with the pretreatment method of Comparative Example 1.

また、実施例1の蒸着フィルムのほうが、比較例1の蒸着フィルムよりも、水蒸気透過率及び酸素透過率のいずれも低く抑えられており、実施例1の蒸着フィルムは比較例1の蒸着フィルムよりもバリア性が大きくなっていた。   In addition, the vapor deposition film of Example 1 has a lower water vapor transmission rate and a lower oxygen transmission rate than the vapor deposition film of Comparative Example 1, and the vapor deposition film of Example 1 is less than the vapor deposition film of Comparative Example 1. Also had a greater barrier.

実施例1の蒸着フィルムにおけるバリア性の向上の原因について検討するため、実施例1と比較例2〜4との比較検討を行った。まず比較例3と比較例4とを比較すると、比較例3は比較例4よりも水蒸気透過率において0.2だけ低下し、酸素透過率において0.3だけ低下するに留まった。これに対し、実施例1と比較例2とを比較すると、実施例1は比較例2よりも水蒸気透過率において0.6低下し、酸素透過率において0.6低下していた。したがって、実施例1のように、本発明のプラズマ前処理機構を用いた前処理方法と、ホローカソードを有する成膜機構を用いた成膜方法と、を組み合わせた場合に限り、蒸着フィルムのバリア性を顕著に向上させる効果が得られることがわかった。また、比較例3のように、前処理方法として、本発明のプラズマ前処理機構を用いた前処理方法を用いるのみでは、蒸着フィルムのバリア性を顕著に向上させる効果は得られないことがわかった。以上より、本発明の製造装置及び製造方法によって、密着性のみならず、バリア性に優れた積層フィルムの提供を実現可能であった。   In order to study the cause of the improvement in the barrier property of the vapor deposited film of Example 1, a comparative study was conducted between Example 1 and Comparative Examples 2-4. Comparing Comparative Example 3 and Comparative Example 4 with each other, Comparative Example 3 showed a decrease in water vapor transmission rate of 0.2 and an oxygen transmission rate of 0.3 only. On the other hand, comparing Example 1 with Comparative Example 2, Example 1 had a decrease in water vapor permeability of 0.6 and a decrease in oxygen permeability of 0.6 compared to Comparative Example 2. Therefore, only when the pretreatment method using the plasma pretreatment mechanism of the present invention and the film formation method using the film formation mechanism having a hollow cathode are combined as in Example 1, the barrier of the vapor deposition film is limited. It was found that the effect of significantly improving the sex is obtained. Further, as in Comparative Example 3, it was found that the effect of significantly improving the barrier property of the vapor deposition film cannot be obtained only by using the pretreatment method using the plasma pretreatment mechanism of the present invention as the pretreatment method. It was As described above, the production apparatus and the production method of the present invention made it possible to provide a laminated film having excellent barrier properties as well as adhesion.

1 基材
2 蒸着膜
3 バリア性被覆層
4 接着剤層
5 第2基材
6 接着剤層
7 シーラント層
10 成膜装置
P プラズマ
X 回転軸
11A 基材搬送機構
11B プラズマ前処理機構
11C 成膜機構
12 減圧チャンバ
12A 基材搬送室
12B プラズマ前処理室
12C 成膜室
13 巻き出しローラー
14a〜d ガイドロール
15 巻き取りローラー
20 前処理ローラー
21 電極部
22 プラズマ原料ガス供給部
23 磁場形成部
23a 第1面
23b 第2面
231 第1磁石
231c 第1軸方向部分
232 第2磁石
232c 第2軸方向部分
232d 接続部分
24 蒸発機構
24b ボート
25 成膜ローラー
31 電力供給配線
32 電源
35a〜35c 隔壁
50 プラズマ供給機構
51 ホローカソード
61 蒸着材料供給部
63 アルミニウム蒸気
1 Base Material 2 Vapor Deposition Film 3 Barrier Coating Layer 4 Adhesive Layer 5 Second Base Material 6 Adhesive Layer 7 Sealant Layer 10 Film Forming Device P Plasma X Rotating Shaft 11A Base Material Transfer Mechanism 11B Plasma Pretreatment Mechanism 11C Film Forming Mechanism 12 Decompression chamber 12A Substrate transfer chamber 12B Plasma pretreatment chamber 12C Film forming chamber 13 Unwinding roller 14a to d guide roll 15 Winding roller 20 Pretreatment roller 21 Electrode part 22 Plasma source gas supply part 23 Magnetic field forming part 23a 1st Surface 23b Second surface 231 First magnet 231c First axial direction portion 232 Second magnet 232c Second axial direction portion 232d Connection portion 24 Evaporation mechanism 24b Boat 25 Film forming roller 31 Power supply wiring 32 Power supply 35a to 35c Partition wall 50 Plasma supply Mechanism 51 Hollow cathode 61 Deposition material supply unit 63 Aluminum vapor

Claims (15)

基材の表面にアルミニウムを含む蒸着膜を成膜する成膜装置であって、
巻きかけられた前記基材を搬送する前処理ローラーと、前記前処理ローラーとの間で電圧を印加される電極部と、を有し、前記前処理ローラーと前記電極部との間にプラズマを発生させる、プラズマ前処理機構と、
前記基材の搬送方向における前記プラズマ前処理機構よりも下流側に位置する成膜ローラーと、前記成膜ローラーに巻き掛けられた前記基材の表面に到達するようにアルミニウムを含む蒸着材料を蒸発させる蒸発機構と、前記基材の表面と前記蒸発機構との間にプラズマを供給するプラズマ供給機構と、を有し、前記成膜ローラーに巻き掛けられた前記基材の表面に前記蒸着膜を成膜する成膜機構と、を備え、
前記プラズマ供給機構は、ホローカソードを有する、成膜装置。
A film forming apparatus for forming a vapor deposition film containing aluminum on the surface of a base material,
It has a pretreatment roller that conveys the wound base material, and an electrode section to which a voltage is applied between the pretreatment roller, and a plasma is applied between the pretreatment roller and the electrode section. A plasma pretreatment mechanism to be generated,
Evaporation of a vapor deposition material containing aluminum so as to reach a film forming roller located downstream of the plasma pretreatment mechanism in the conveyance direction of the substrate and the surface of the substrate wound around the film forming roller. And a plasma supply mechanism for supplying plasma between the surface of the base material and the evaporation mechanism, and the vapor deposition film on the surface of the base material wound around the film formation roller. A film forming mechanism for forming a film,
The film forming apparatus, wherein the plasma supply mechanism has a hollow cathode.
前記プラズマ前処理機構は、プラズマ密度100W・sec/m2以上8000W・sec/m2以下のプラズマを前記前処理ローラーと前記電極部との間に発生させる、請求項1に記載の成膜装置。 The plasma pretreatment mechanism generates plasma density 100W · sec / m 2 or more 8000W · sec / m 2 or less of the plasma between the pretreatment roller and the electrode portions, the film forming apparatus according to claim 1 . 前記プラズマ前処理機構は、前記前処理ローラーと前記電極部との間に磁場を形成する磁場形成部をさらに有する、請求項1又は2に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein the plasma pretreatment mechanism further includes a magnetic field forming unit that forms a magnetic field between the pretreatment roller and the electrode unit. 前記電極部は、ガスを噴出するガス噴出部を有し、前記前処理ローラーとの間で交流電圧を印加され、
前記プラズマ前処理機構は、プラズマ原料ガスを供給するプラズマ原料ガス供給部をさらに有し、前記プラズマ原料ガス供給部は、少なくとも前記前処理ローラーと前記電極部との間に前記プラズマ原料ガスを供給し、
前記プラズマ前処理機構は、前記電極部と前記前処理ローラーとの間に印加された前記交流電圧に基づいて、前記前処理ローラーと前記電極部との間にプラズマを発生させる、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の成膜装置。
The electrode portion has a gas ejection portion for ejecting gas, an alternating voltage is applied between the electrode portion and the pretreatment roller,
The plasma pretreatment mechanism further includes a plasma raw material gas supply unit that supplies plasma raw material gas, and the plasma raw material gas supply unit supplies the plasma raw material gas at least between the pretreatment roller and the electrode unit. Then
The plasma pretreatment mechanism generates plasma between the pretreatment roller and the electrode portion based on the AC voltage applied between the electrode portion and the pretreatment roller. The film forming apparatus according to any one of 3 above.
前記プラズマ原料ガスは、酸素、窒素、炭酸ガス、エチレン及びアルゴンからなる群より選ばれる少なくとも1種のガスを含む、請求項4に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 4, wherein the plasma raw material gas contains at least one gas selected from the group consisting of oxygen, nitrogen, carbon dioxide, ethylene, and argon. 前記電極部は、前記前処理ローラーとの間で250V以上1000V以下の電圧の交流電圧を印加される、請求項4又は5に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 4, wherein the electrode unit is applied with an alternating voltage of 250 V or more and 1000 V or less with the pretreatment roller. 前記電極部は、前処理ローラーに対向する第1面と、前記第1面の反対側に位置する第2面とを有するとともに、前記前処理ローラーとの間で交流電圧を印加され、
前記磁場形成部は、前記電極部の前記第2面側に設けられ、
前記プラズマ前処理機構は、前記電極部と前記前処理ローラーとの間に印加された前記交流電圧に基づいてプラズマを発生させる、請求項3に記載の成膜装置。
The electrode portion has a first surface facing the pretreatment roller and a second surface located on the opposite side of the first surface, and an AC voltage is applied between the pretreatment roller and the pretreatment roller,
The magnetic field forming unit is provided on the second surface side of the electrode unit,
The film forming apparatus according to claim 3, wherein the plasma pretreatment mechanism generates plasma based on the AC voltage applied between the electrode portion and the pretreatment roller.
前記電極部は、前記前処理ローラーとの間で20kHz以上500kHz以下の周波数の交流電圧を印加される、請求項7に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 7, wherein the electrode unit is applied with an alternating voltage having a frequency of 20 kHz or more and 500 kHz or less with the pretreatment roller. 前記プラズマ前処理機構は、2以上の前記電極部と、2以上の前記磁場形成部と、を有し、
2以上の前記電極部は、前記基材の搬送方向に沿って並んでおり、
2以上の前記磁場形成部のそれぞれは、2以上の前記電極部のそれぞれの、前記第2面側に設けられている、請求項7又は8に記載の成膜装置。
The plasma pretreatment mechanism has two or more electrode portions and two or more magnetic field forming portions,
The two or more electrode parts are arranged along the transport direction of the base material,
The film forming apparatus according to claim 7, wherein each of the two or more magnetic field forming units is provided on the second surface side of each of the two or more electrode units.
前記電極部は、前記前処理ローラーとの間で250V以上1000V以下の電圧の交流電圧を印加される、請求項7乃至9のいずれか一項に記載の成膜装置。   The said electrode part is a film-forming apparatus as described in any one of Claim 7 thru | or 9 with which the alternating voltage of the voltage of 250V or more and 1000V or less is applied between the said pretreatment rollers. 前記成膜装置は、前記前処理ローラーと、前記電極部と、に電気的に接続された、交流電圧を印加することが可能な交流電源をさらに備え、
前記プラズマ前処理機構は、前記交流電源を用いて、前記前処理ローラーと前記電極部との間に交流電圧を印加することによりプラズマを発生させる、請求項4乃至10のいずれか一項に記載の成膜装置。
The film forming apparatus further includes an AC power source that is electrically connected to the pretreatment roller and the electrode unit and is capable of applying an AC voltage,
The plasma pretreatment mechanism uses the AC power supply to apply an AC voltage between the pretreatment roller and the electrode unit to generate plasma, and the plasma pretreatment mechanism according to claim 4. Film deposition equipment.
前記プラズマ前処理機構は、プラズマ前処理室に配置され、
前記成膜機構は、前記プラズマ前処理室から隔てられるとともに前記基材の搬送方向における前記プラズマ前処理室よりも下流側に位置する成膜室に配置されている、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の成膜装置。
The plasma pretreatment mechanism is disposed in the plasma pretreatment chamber,
12. The film forming mechanism is arranged in a film forming chamber which is separated from the plasma pretreatment chamber and which is located downstream of the plasma pretreatment chamber in the transport direction of the substrate. The film forming apparatus according to item 1.
成膜装置を用いて基材の表面にアルミニウムを含む蒸着膜を成膜する成膜方法であって、
前記成膜装置は、
巻きかけられた前記基材を搬送する前処理ローラーと、電極部と、を有する、プラズマ前処理機構と、
前記基材の搬送方向における前記プラズマ前処理機構よりも下流側に位置する成膜ローラーと、アルミニウムを含む蒸着材料を蒸発させる蒸発機構と、ホローカソードを有するプラズマ供給機構と、を有する成膜機構と、を備え、
前記前処理ローラーと前記電極部との間に電圧を印加しつつ、前記前処理ローラーと前記電極部との間にプラズマを発生させ、発生させたプラズマを用いて前記基材の表面に前処理を施すプラズマ前処理工程と、
前記ホローカソードを用いて前記基材の表面と前記蒸発機構との間にプラズマを発生させつつ、前記蒸発機構を用いて、前記成膜ローラーに巻き掛けられた前記基材の表面に到達するようにアルミニウムを含む蒸着材料を蒸発させ、アルミニウムを含む蒸着膜を成膜する成膜工程と、を備える、成膜方法。
A film forming method for forming a vapor deposition film containing aluminum on the surface of a base material using a film forming apparatus,
The film forming apparatus is
A pretreatment roller that conveys the wound base material, and an electrode part, and a plasma pretreatment mechanism,
A film forming mechanism including a film forming roller located on the downstream side of the plasma pretreatment mechanism in the transport direction of the substrate, an evaporation mechanism for evaporating an evaporation material containing aluminum, and a plasma supply mechanism having a hollow cathode. And
While applying a voltage between the pretreatment roller and the electrode portion, plasma is generated between the pretreatment roller and the electrode portion, and pretreatment is performed on the surface of the base material using the generated plasma. A plasma pretreatment step for applying
While using the hollow cathode to generate plasma between the surface of the base material and the evaporation mechanism, the evaporation mechanism is used to reach the surface of the base material wound around the film forming roller. A film forming step of evaporating a vapor deposition material containing aluminum to form a vapor deposition film containing aluminum.
前記成膜装置の前記プラズマ前処理機構は、前記前処理ローラーと前記電極部との間に磁場を形成する磁場形成部をさらに有する、請求項13に記載の成膜方法。   14. The film forming method according to claim 13, wherein the plasma pretreatment mechanism of the film forming apparatus further includes a magnetic field forming unit that forms a magnetic field between the pretreatment roller and the electrode unit. 前記成膜工程において、前記ホローカソードを用いてアーク放電を発生させる、請求項13又は14に記載の成膜方法。   15. The film forming method according to claim 13, wherein arc discharge is generated using the hollow cathode in the film forming step.
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