JP4904840B2 - 3次元中空容器の薄膜成膜装置 - Google Patents
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Description
に欠けるものである。
の薄膜成膜装置である。
次元中空容器3が配置され、該中空容器3内に原料ガスを注入する金属製原料ガス導入管4が該円筒型金属製容器1の中心軸上に配置され、該円筒型金属製容器1の天面部に該ガス導入管4周囲にある該中空容器3を含む特定範囲を真空状態にするための排気口5とそれを可能とする真空遮蔽可能な樹脂等の誘電体で形成された円筒型樹脂製容器2が具備され、該円筒型金属製容器1の天面からマイクロ波エネルギーを注入する手段として該金属製ガス導入管4との兼用を可能とする中心導体4を具備し、さらに該マイクロ波エネルギーによる共振状態を調整するための金属製原料ガス導入管4と同軸線上下部に位置する中心導体B8を該円筒型金属製容器1の底面に具備し、該円筒型金属製容器1の内面と金属製原料ガス導入管4又は兼用される中心導体4と中心導体B8で形成される同軸共振器モードで封じ込められたマイクロ波エネルギーによって得られるプラズマを用いてCVD法により薄膜を成膜することができる。
との兼用を可能とする中心導体4の高さも可変対応になっている。さらに該マイクロ波エネルギーによる共振状態を調整するための金属製原料ガス導入管4と同軸線上下部に位置する中心導体B8も高さが可変になっている。
A=λ/4+λ/2×n倍+α1(n=正の整数:1,2,3・・・または0)
B=λ/2×n倍+α2(n=正の整数:1,2,3・・・)
C≦λ/2
C+α1+α2=λ/2
さらにα1=α2=αとおいたとき、より望ましい共振状態を作ることが可能である。
装置構成としては、図1に示すように、マイクロ波発振器11によって得られたマイクロ波エネルギーを方形導波管12に伝送し、導波管同軸変換部9によって、該同軸線路の伝送モードに変換し、円筒型金属製容器1の天面側よりマイクロ波エネルギーを加える方式を用いた。該円筒型金属製容器1の天面部は石英ガラスからなる非金属製部材A、Bで仕切られ、該中空容器3を保持した。また全体を円筒型樹脂製容器2で囲むことで真空状態を保つ構造で、該円筒型金属製容器1と同軸構造体をなす金属製原料ガス導入管(中心導体)4、またこれと同軸線上下部に位置する注入マイクロ波調整用の中心導体B8を該円筒型金属製容器1の底面に具備した。
した容器500ml、口内径25mm、平均肉厚0.5mmのPETボトルを用いた。
実施例1において、中心導体B長を132mmとした以外は、実施例1と同様にしてセラミック薄膜コートPETボトルを得た。同軸共振器内に生成される電磁界分布状態を図5に示す。またその判定結果を表1に記す。さらに得られたPETボトルの酸素透過量の測定結果を表1に記す。
実施例1において、金属製原料ガス導入管(中心導体)A長を51mmとした以外は、実施例1と同様にしてセラミック薄膜コートPETボトルを得た。同軸共振器内に生成される電磁界分布状態を図6に示す。またその判定結果を表1に記す。さらに得られたPETボトルの酸素透過量の測定結果を表1に記す。
実施例1において、中心導体B長を162mmとした以外は、実施例1と同様にしてセラミック薄膜コートPETボトルを得た。同軸共振器内に生成される電磁界分布状態を図7に示す。またその判定結果を表1に記す。さらに得られたPETボトルの酸素透過量の測定結果を表1に記す。
実施例1において、金属製原料ガス導入管(中心導体)A長を81mmとした以外は、実施例1と同様にしてセラミック薄膜コートPETボトルを得た。同軸共振器内に生成される電磁界分布状態を図8に示す。またその判定結果を表1に記す。さらに得られたPETボトルの酸素透過量の測定結果を表1に記す。
実施例1、2、3は、図4〜図6に示すように、いずれも均一、かつ必要な強度を有する良好な電磁界分布状態が得られ、判定として良好(○)な評価結果となった。酸素透過量も0.0030fmol/(pkg/s/Pa)で酸素バリア性が良好で実用に耐えうる薄膜の成膜に成功した。この水準はPETボトルブランク比で約20倍以上に相当する。一方、比較例1は図7に示すように、電磁界分布状態は不十分であるが一定の電磁界分布が得られことが判り、判定としては可(△)の評価結果となった。酸素透過量は0.0150fmol/(pkg/s/Pa)であり実用に耐えうる薄膜の成膜には達しなかった。比較例2は十分な電磁界分布状態が得られず、判定として不良(×)の評価結果となった。酸素透過量は0.0200fmol/(pkg/s/Pa)であり実用に耐えうる薄膜の成膜には達しなかった。
2・・・円筒型樹脂製容器
3・・・3次元中空容器(成膜対象物)
4・・・金属製原料ガス導入管(中心導体)
5・・・排気口
6・・・非金属製部材A(耐熱素材)
7・・・非金属製部材B
8・・・中心導体B
9・・・導波管同軸変換部
10・・・ガス排気路
11・・・マイクロ波発振器
12・・・方形導波管
13・・・インピーダンス整合部
14・・・アイソレータ
A・・・金属製原料ガス導入管(又は兼用される中心導体)
B・・・中心導体
C・・・クリアランス
α1・・・金属製原料ガス導入管(又は兼用される中心導体)のα
α2・・・中心導体Bのα
Claims (4)
- マイクロ波エネルギーを封じ込める円筒型金属製容器と該円筒型金属製容器内に成膜対象物である3次元中空容器を収納し、該中空容器内に原料ガスを注入する金属製原料ガス導入管が該円筒型金属製容器の中心軸上に配置され、該円筒型金属製容器の非金属部材で仕切られた天面部に該ガス導入管周囲にある該中空容器を含む特定範囲を真空状態にするための排気口とそれを可能とする真空遮蔽可能な樹脂等の誘電体で形成された円筒型樹脂製容器が具備され、該円筒型金属製容器の天面からマイクロ波エネルギーを注入する手段として該金属製ガス導入管との兼用を可能とする中心導体を具備し、さらに該マイクロ波エネルギーによる共振状態を調整するための金属製原料ガス導入管と同軸線上下部に位置する中心導体Bを該円筒型金属製容器の底面に具備し、該円筒型金属製容器の内面と金属製原料ガス導入管(又は兼用される中心導体)と中心導体Bで形成される同軸共振器モードで封じ込められたマイクロ波エネルギーによって得られるプラズマを用いてCVD法により薄膜を成膜するものであり、前記マイクロ波エネルギーを伝送させる方形導波管や導波管同軸変換部の中に位置する中心導体の該円筒型金属製容器内に突き出た天面部からの該金属製原料ガス導入管(又は兼用される中心導体)の距離を装置における実波長λに対してλ/4+λ/2×n倍+α1(n=正の整数、または0)、また中心導体Bの距離を装置における実波長λに対してλ/2×n倍+α2(n=正の整数)、また該金属製原料ガス導入管(又は兼用される中心導体)と中心導体BのクリアランスCは装置における実波長λに対してλ/2以内、該クリアランスとα1とα2の和はC+α1+α2=λ/2にしたことを特徴とする3次元中空容器の薄膜成膜装置。
- 前記導波管同軸変換部の構造が該中空容器や該円筒型樹脂製容器を真空状態に保つための真空吸引孔や真空引き路を有し、一方同様の対象である該中空容器や該円筒型樹脂製容器を真空状態に保つために真空引き路をガス排気路に導くための耐熱性を要する非金属製部材Aと非金属製部材Bを有することを特徴とする請求項1記載の3次元中空容器の薄膜成膜装置。
- 前記マイクロ波発振器によって得られるマイクロ波エネルギーは方形導波管を伝送し、該導波管同軸変換部によって、該同軸線路の伝送モードに変換され、該円筒型金属製容器へと導入されることを特徴とする請求項1または2記載の3次元中空容器の薄膜成膜装置。
- 前記円筒型金属製容器の一部がリング形状を有し着脱可能な構造であり、また、該金属製原料ガス導入管(又は兼用される該中心導体)も着脱可能であり、また、該マイクロ波エネルギーによる共振状態を調整するための該金属製原料ガス導入管と同軸線上下部に位置する該中心導体Bも脱着可能であり、また該中空容器のサイズ変化に対して最適寸法に対応可能であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の3次元中空容器の薄膜成膜装置。
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