JP6633487B2 - 成膜装置 - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）による成膜装置に関する。詳しくは、ロール・トゥ・ロール方式でプラズマＣＶＤによって成膜を行う成膜装置に関する。
光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタや反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム（機能性シート）が利用されている。
これらの機能性フィルムの製造に、プラズマＣＶＤによる成膜方法が利用されている。
これらの機能性フィルムの製造に、プラズマＣＶＤによる成膜方法が利用されている。
また、生産性の高い成膜方法として、いわゆるロール・トゥ・ロール方式（Roll to Roll方式 以下、ＲｔｏＲとも言う）が知られている。周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺な基板をロール状に巻回してなるロールから基板を送り出して、長手方向に搬送しつつ成膜を行ない、成膜済の基板を、再度、ロール状に巻回する成膜方法である。
例えば、特許文献１には、ＲｔｏＲでプラズマＣＶＤ（容量結合型プラズマＣＶＤ）によって基板に成膜を行う装置として、シャワー電極と円柱状のドラム電極とからなる電極対を用いる成膜装置が記載されている。
この成膜装置では、ドラム電極とシャワー電極とを対向して配置して、長尺な基板をドラム電極に巻き掛けて長手方向に搬送しつつ、ドラム電極とシャワー電極との間の成膜領域において、プラズマＣＶＤによって基板に成膜を行う。
周知のように、シャワー電極とは、ガス供給電極の一種で、例えば、中空部と、この中空部に連通する多数の開口とを有して構成される。シャワー電極を用いる成膜装置では、開口の形成面を他方の電極に対向した状態でシャワー電極を配置して、シャワー電極の中空部にプロセスガスを供給することで、開口から、電極間の成膜領域にプロセスガスを供給する。
この成膜装置では、ドラム電極とシャワー電極とを対向して配置して、長尺な基板をドラム電極に巻き掛けて長手方向に搬送しつつ、ドラム電極とシャワー電極との間の成膜領域において、プラズマＣＶＤによって基板に成膜を行う。
周知のように、シャワー電極とは、ガス供給電極の一種で、例えば、中空部と、この中空部に連通する多数の開口とを有して構成される。シャワー電極を用いる成膜装置では、開口の形成面を他方の電極に対向した状態でシャワー電極を配置して、シャワー電極の中空部にプロセスガスを供給することで、開口から、電極間の成膜領域にプロセスガスを供給する。
ここで、本発明者らの検討によれば、ＲｔｏＲでプラズマＣＶＤによって成膜を行う場合には、熱による基板の損傷が問題になる。
周知のように、プラズマＣＶＤによる成膜では、基板は、プラズマによる熱や、プラズマによって加熱された電極からの放射熱に曝される。
ここで、ＲｔｏＲでプラズマＣＶＤによって成膜を行う場合には、適正な成膜を行うために、電極間の成膜領域内にプラズマを閉じ込めた状態にする必要があるため、電極間の距離を、バッチ式（枚葉式）のプラズマＣＶＤに比して、非常に狭くする必要がある。そのため、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤによる成膜では、バッチ式でのプラズマＣＶＤによる成膜に比して、基板が、プラズマ等による熱を強く受ける。
また、ＲｔｏＲでの成膜では、基板を適正な搬送経路で搬送するために、基板には長手方向に張力が掛けられる。特に、ドラム電極を用いる場合には、基板を所定の位置に支持しつつ適正な搬送を行うために、ドラム電極に基板を密着した状態にするので、基板に掛かる張力は強くなる。
しかも、ＲｔｏＲによる成膜では、基板には樹脂フィルム等が用いられる。
ここで、ＲｔｏＲでプラズマＣＶＤによって成膜を行う場合には、適正な成膜を行うために、電極間の成膜領域内にプラズマを閉じ込めた状態にする必要があるため、電極間の距離を、バッチ式（枚葉式）のプラズマＣＶＤに比して、非常に狭くする必要がある。そのため、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤによる成膜では、バッチ式でのプラズマＣＶＤによる成膜に比して、基板が、プラズマ等による熱を強く受ける。
また、ＲｔｏＲでの成膜では、基板を適正な搬送経路で搬送するために、基板には長手方向に張力が掛けられる。特に、ドラム電極を用いる場合には、基板を所定の位置に支持しつつ適正な搬送を行うために、ドラム電極に基板を密着した状態にするので、基板に掛かる張力は強くなる。
しかも、ＲｔｏＲによる成膜では、基板には樹脂フィルム等が用いられる。
すなわち、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤによる成膜では、基板は、張力を掛けられた状態で、加熱される。そのため、ＲｔｏＲによるプラズマＣＶＤによっての成膜では、樹脂フィルム等からなる基板は、熱による影響を大きく受け、熱による変形等の熱損傷を生じ易い。
これに対して、特許文献１にも記載されるように、ドラム電極を用い、ＲｔｏＲでプラズマＣＶＤによって成膜を行う成膜装置では、基板の熱損傷を防止するために、ドラム電極を冷却することも知られている。
しかしながら、ドラム電極を十分に冷却しても、基板の形成材料、基板の厚さ、成膜条件等によっては、十分に基板の熱損傷を防止することができない。
しかしながら、ドラム電極を十分に冷却しても、基板の形成材料、基板の厚さ、成膜条件等によっては、十分に基板の熱損傷を防止することができない。
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、ＲｔｏＲでプラズマＣＶＤによって成膜を行う成膜装置において、基板の熱損傷を防止できる成膜装置を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明の成膜装置は、長尺な基板を長手方向に搬送しつつ、プラズマＣＶＤによって基板に成膜を行う成膜装置であって、
周面に基板を巻き掛けて搬送する円柱状のドラム電極と、ドラム電極と共に電極対を構成するシャワー電極と、シャワー電極にプラズマ励起電力を供給する高周波電源と、成膜ガスを供給するガス供給手段と、を有し、
ガス供給手段は、シャワー電極に成膜ガスを供給するものであり、シャワー電極は、ドラム電極との対向面である放電面に、成膜ガスをドラム電極とシャワー電極との間に供給するための開口を、複数、有し、さらに、
シャワー電極は、放電面の面積をＡｓ、放電面における開口の合計面積をＡｈ、放電面の面積Ａｓと開口の合計面積Ａｈとの面積比をＡｈ／（Ａｓ−Ａｈ）とした際に、
０．０００１＜Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）＜０．１
を満たし、かつ、
シャワー電極は、放電面１ｃｍ2当たりの開口の数をｎとした際に、
０．２＜ｎ＜２５
を満たすことを特徴とする成膜装置を提供する。
周面に基板を巻き掛けて搬送する円柱状のドラム電極と、ドラム電極と共に電極対を構成するシャワー電極と、シャワー電極にプラズマ励起電力を供給する高周波電源と、成膜ガスを供給するガス供給手段と、を有し、
ガス供給手段は、シャワー電極に成膜ガスを供給するものであり、シャワー電極は、ドラム電極との対向面である放電面に、成膜ガスをドラム電極とシャワー電極との間に供給するための開口を、複数、有し、さらに、
シャワー電極は、放電面の面積をＡｓ、放電面における開口の合計面積をＡｈ、放電面の面積Ａｓと開口の合計面積Ａｈとの面積比をＡｈ／（Ａｓ−Ａｈ）とした際に、
０．０００１＜Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）＜０．１
を満たし、かつ、
シャワー電極は、放電面１ｃｍ2当たりの開口の数をｎとした際に、
０．２＜ｎ＜２５
を満たすことを特徴とする成膜装置を提供する。
このような本発明の成膜装置において、ドラム電極の回転軸の方向の幅方向、ドラム電極による基板の搬送方向を基板搬送方向、幅方向のドラム電極の大きさをＷ、シャワー電極の放電面の幅方向の長さをＬｘ、シャワー電極の放電面の基板搬送方向の長さをＬｙ、とした際に、シャワー電極の放電面は、
０．８Ｗ＜Ｌｘ＜Ｗ、および、０．１＜Ｌｙ／Ｌｘ＜０．５
を満たすのが好ましい。
また、ドラム電極の周面と、シャワー電極の放電面との最短距離が５０ｍｍ以下であるのが好ましい。
また、シャワー電極を冷却する冷却手段を有するのが好ましい。
また、シャワー電極の放電面の開口が、円形で、直径が０．１〜５ｍｍであるのが好ましい。
また、シャワー電極の放電面が、ドラム電極の周面に沿った曲面となっている領域を有するのが好ましい。
また、シャワー電極の放電面の曲面となっている領域は、ドラム電極の周面との距離が全面的に５０ｍｍ以下であるのが好ましい。
さらに、ドラム電極の回転軸の方向の幅方向、ドラム電極による基板の搬送方向を基板搬送方向、とした際に、シャワー電極の放電面における記開口の形成領域の幅方向の端部と、シャワー電極の放電面の幅方向の端部との距離が、基板搬送方向の全域で等しく、かつ、シャワー電極の放電面における開口の形成領域の基板搬送方向の端部と、シャワー電極の放電面の基板搬送方向の端部との距離が、幅方向の全域で等しく、さらに、シャワー電極の放電面における開口の形成領域の幅方向の端部と、シャワー電極の放電面の幅方向の端部との距離が、幅方向の両側で等しく、かつ、シャワー電極の放電面における開口の形成領域の基板搬送方向の端部と、シャワー電極の放電面の基板搬送方向の端部との距離が、基板搬送方向の両側で等しいのが好ましい。
０．８Ｗ＜Ｌｘ＜Ｗ、および、０．１＜Ｌｙ／Ｌｘ＜０．５
を満たすのが好ましい。
また、ドラム電極の周面と、シャワー電極の放電面との最短距離が５０ｍｍ以下であるのが好ましい。
また、シャワー電極を冷却する冷却手段を有するのが好ましい。
また、シャワー電極の放電面の開口が、円形で、直径が０．１〜５ｍｍであるのが好ましい。
また、シャワー電極の放電面が、ドラム電極の周面に沿った曲面となっている領域を有するのが好ましい。
また、シャワー電極の放電面の曲面となっている領域は、ドラム電極の周面との距離が全面的に５０ｍｍ以下であるのが好ましい。
さらに、ドラム電極の回転軸の方向の幅方向、ドラム電極による基板の搬送方向を基板搬送方向、とした際に、シャワー電極の放電面における記開口の形成領域の幅方向の端部と、シャワー電極の放電面の幅方向の端部との距離が、基板搬送方向の全域で等しく、かつ、シャワー電極の放電面における開口の形成領域の基板搬送方向の端部と、シャワー電極の放電面の基板搬送方向の端部との距離が、幅方向の全域で等しく、さらに、シャワー電極の放電面における開口の形成領域の幅方向の端部と、シャワー電極の放電面の幅方向の端部との距離が、幅方向の両側で等しく、かつ、シャワー電極の放電面における開口の形成領域の基板搬送方向の端部と、シャワー電極の放電面の基板搬送方向の端部との距離が、基板搬送方向の両側で等しいのが好ましい。
本発明によれば、ＲｔｏＲでプラズマＣＶＤによって成膜を行う成膜装置において、基板の熱損傷を防止できる。
以下、本発明の成膜装置について、添付の図面を用いて、詳細に説明する。
図１に、本発明の成膜装置の一例を概念的に示す。
図１に示す成膜装置１０は、前述のＲｔｏＲで、容量結合型プラズマＣＶＤ（ＣＣＰ（Capacitively Coupled plasma）−ＣＶＤ）によって、基板Ｚに成膜を行う装置であり、真空チャンバ１２と、真空チャンバ１２の上部側に構成される基板室１４と、真空チャンバ１２の下部側に構成される成膜室１６と、真空チャンバ１２内に配置されるドラム１８とを有して構成される。また、成膜室１６には、ドラム電極１８に対向してシャワー電極２０が設けられる。
なお、成膜装置１０において、上部および下部は図面上における上部および下部であり、本発明の成膜装置の本質とは無関係である。
図１に示す成膜装置１０は、前述のＲｔｏＲで、容量結合型プラズマＣＶＤ（ＣＣＰ（Capacitively Coupled plasma）−ＣＶＤ）によって、基板Ｚに成膜を行う装置であり、真空チャンバ１２と、真空チャンバ１２の上部側に構成される基板室１４と、真空チャンバ１２の下部側に構成される成膜室１６と、真空チャンバ１２内に配置されるドラム１８とを有して構成される。また、成膜室１６には、ドラム電極１８に対向してシャワー電極２０が設けられる。
なお、成膜装置１０において、上部および下部は図面上における上部および下部であり、本発明の成膜装置の本質とは無関係である。
なお、本発明の成膜装置１０が成膜する膜には、特に限定はなく、ＣＣＰ−ＣＶＤによって成膜可能な膜が、全て、利用可能である。
また、本発明の成膜装置１０によって成膜を行う基板Ｚも、ＲｔｏＲでＣＣＰ−ＣＶＤによって成膜が可能なものであれば、樹脂フィルム、樹脂フィルムに有機層を形成した積層体、樹脂フィルムに有機層と無機層とを形成した積層体など、可撓性を有する長尺なシート状物（ウェブ）が、全て、利用可能である。
また、本発明の成膜装置１０によって成膜を行う基板Ｚも、ＲｔｏＲでＣＣＰ−ＣＶＤによって成膜が可能なものであれば、樹脂フィルム、樹脂フィルムに有機層を形成した積層体、樹脂フィルムに有機層と無機層とを形成した積層体など、可撓性を有する長尺なシート状物（ウェブ）が、全て、利用可能である。
ドラム電極１８は、円柱状の部材で、円柱の中心線を回転中心にして、図中反時計方向に回転する。以下の説明では、『ドラム電極１８』を『ドラム１８』とも言う。
ドラム１８は、基板ロール２６から供給された基板Ｚを、周面の所定領域に掛け回して、所定位置に保持しつつ長手方向に搬送する。また、ドラム１８は、後述する成膜室１６のシャワー電極２０の対向電極としても作用する。すなわち、本発明の成膜装置１０においては、ドラム１８とシャワー電極２０とで、ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜を行うための電極対を構成する。従って、ドラム１８は、少なくとも外周面は、金属などの導電性を有する材料で形成される。
ドラム１８は、基板ロール２６から供給された基板Ｚを、周面の所定領域に掛け回して、所定位置に保持しつつ長手方向に搬送する。また、ドラム１８は、後述する成膜室１６のシャワー電極２０の対向電極としても作用する。すなわち、本発明の成膜装置１０においては、ドラム１８とシャワー電極２０とで、ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜を行うための電極対を構成する。従って、ドラム１８は、少なくとも外周面は、金属などの導電性を有する材料で形成される。
ドラム１８は、必要に応じて、アース（接地）されてもよく、あるいは、バイアスを印加するためのバイアス電源が接続されてもよく、あるいは、アースとバイアス電源とを切り替え可能に接続してもよい。バイアス電源は、成膜装置で利用されている、バイアスを印加するための高周波電源やパルス電源等の公知の電源が、各種、利用可能である。
さらに、必要に応じて、ドラム１８は、基板Ｚを加熱および／または冷却するための温度調節手段を内蔵してもよい。温度調節手段も、ペルチェ素子を用いる温度調節手段、ヒータを用いる温度調節手段、チラーユニット等を用いる温度調節媒体の循環による温度調節手段等、公知の温度調節手段が、各種、利用可能である。
さらに、必要に応じて、ドラム１８は、基板Ｚを加熱および／または冷却するための温度調節手段を内蔵してもよい。温度調節手段も、ペルチェ素子を用いる温度調節手段、ヒータを用いる温度調節手段、チラーユニット等を用いる温度調節媒体の循環による温度調節手段等、公知の温度調節手段が、各種、利用可能である。
真空チャンバ１２内には、前述のドラム１８に加え、真空チャンバ１２の図中横側の内壁面１２ａからドラム１８の周面の近傍まで延在する隔壁２８ａおよび２８ｂが配置される。隔壁２８ａおよび２８ｂは、その先端（内壁面１２ａと逆端）が、搬送される基板Ｚに接触しない可能な位置まで、ドラム１８の周面に近接している。
成膜装置１０は、この隔壁２８ａおよび２８ｂと、ドラム１８とで、真空チャンバ１２内を上下に略気密に分離しており、上側が基板室１４となり、下側が成膜室１６となる。
成膜装置１０は、この隔壁２８ａおよび２８ｂと、ドラム１８とで、真空チャンバ１２内を上下に略気密に分離しており、上側が基板室１４となり、下側が成膜室１６となる。
基板室１４は、回転軸３２と、巻取り軸３４と、ガイドローラ３６ａおよび３６ｂと、真空排気装置４０とを有する。
回転軸３２は、長尺な基板Ｚが巻回された基板ロール２６が装填される、公知の回転軸である。他方、巻取り軸３４は、成膜済みの基板Ｚを巻き取って成膜済基板ロール４２とする、公知の長尺物の巻取り軸である。
ガイドローラ３６ａおよび３６ｂは、基板Ｚを所定の搬送経路で案内する通常のガイドローラである。基板Ｚは、ガイドローラ３６ａおよび３６ｂによって案内されて、ドラム１８の所定領域に巻き掛けられる。
ガイドローラ３６ａおよび３６ｂは、基板Ｚを所定の搬送経路で案内する通常のガイドローラである。基板Ｚは、ガイドローラ３６ａおよび３６ｂによって案内されて、ドラム１８の所定領域に巻き掛けられる。
真空排気装置４０は、基板室１４内を所定の真空度に減圧するための真空ポンプである。真空排気装置４０は、基板室１４内を、成膜室１６における成膜に影響を与えない圧力に減圧する。
真空排気装置４０は、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプ等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の真空排気装置が、各種、利用可能である。この点に関しては、後述する成膜室１６の真空排気装置５２も同様である。
真空排気装置４０は、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプ等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の真空排気装置が、各種、利用可能である。この点に関しては、後述する成膜室１６の真空排気装置５２も同様である。
成膜装置１０において、基板ロール２６は、回転軸３２に装着される。また、基板ロール２６が、回転軸３２に装着されると、基板Ｚは、ガイドローラ３６ａ、ドラム１８、および、ガイドローラ３６ｂを経て、巻取り軸３４に至る、所定の経路を通される（通紙される）。
成膜装置１０においては、基板ロール２６からの基板Ｚの送り出しと、巻取り軸３４における成膜済みの基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室１６において基板Ｚに成膜を行なう。
成膜装置１０においては、基板ロール２６からの基板Ｚの送り出しと、巻取り軸３４における成膜済みの基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室１６において基板Ｚに成膜を行なう。
基板室１４の下には、成膜室１６が形成される。
前述のように、成膜室１６はＣＣＰ−ＣＶＤによって基板Ｚに成膜を行なうもので、シャワー電極２０と、アースシールド４６と、ガス供給部４８と、高周波電源５０と、真空排気装置５２とを有する。なお、図１では、アースシールド４６を断面で示している。
前述のように、成膜室１６はＣＣＰ−ＣＶＤによって基板Ｚに成膜を行なうもので、シャワー電極２０と、アースシールド４６と、ガス供給部４８と、高周波電源５０と、真空排気装置５２とを有する。なお、図１では、アースシールド４６を断面で示している。
前述のように、シャワー電極２０は、ドラム１８と共にＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜を行うための電極対を構成するものである。
シャワー電極２０は、内部に中空部７０を有し、かつ、ドラム１８との対向面である放電面２０ａに、中空部７０と連通する開口６２を多数有するものである。この中空部７０には、ガス供給部４８からプロセスガスが供給される。
シャワー電極２０は、放電面２０ａにおける開口６２の形成状態に特徴を有する以外は、基本的に、公知のシャワー電極である。すなわち、成膜室１６においては、ガス供給部４８からシャワー電極２０にプロセスガスを供給することにより、シャワー電極２０の放電面２０ａの開口６２からプロセスガスを排出して、シャワー電極２０とドラム１８（基板Ｚ）との間の成膜領域にプロセスガスを供給する。
シャワー電極２０に関しては、図２を参照して後に詳述する。
シャワー電極２０は、内部に中空部７０を有し、かつ、ドラム１８との対向面である放電面２０ａに、中空部７０と連通する開口６２を多数有するものである。この中空部７０には、ガス供給部４８からプロセスガスが供給される。
シャワー電極２０は、放電面２０ａにおける開口６２の形成状態に特徴を有する以外は、基本的に、公知のシャワー電極である。すなわち、成膜室１６においては、ガス供給部４８からシャワー電極２０にプロセスガスを供給することにより、シャワー電極２０の放電面２０ａの開口６２からプロセスガスを排出して、シャワー電極２０とドラム１８（基板Ｚ）との間の成膜領域にプロセスガスを供給する。
シャワー電極２０に関しては、図２を参照して後に詳述する。
成膜室１６の内部には、シャワー電極２０を収容するように、アースシールド４６が設けられる。
アースシールド４６は、異常放電を防止するために設けられる公知のものである。図示例においては、アースシールド４６は、導電性材料からなる、一面が開放する矩形の筐体状の部材で、筐体の内部にシャワー電極２０を収容するように設けられることで、異常放電の発生を抑制する。また、アースシールド４６のドラム１８との対向面には、より好適に異常放電を防止するために、誘電体（絶縁性材料）からなる絶縁シールド４６ａが設けられている（図２参照）。
アースシールド４６は、異常放電を防止するために設けられる公知のものである。図示例においては、アースシールド４６は、導電性材料からなる、一面が開放する矩形の筐体状の部材で、筐体の内部にシャワー電極２０を収容するように設けられることで、異常放電の発生を抑制する。また、アースシールド４６のドラム１８との対向面には、より好適に異常放電を防止するために、誘電体（絶縁性材料）からなる絶縁シールド４６ａが設けられている（図２参照）。
シャワー電極２０には、ガス供給部４８が接続されている。ガス供給部４８は、ＣＶＤ装置に用いられる公知のプロセスガス（原料ガス、成膜ガス）の供給手段で、シャワー電極２０の中空部７０に、プロセスガスを供給する。
また、シャワー電極２０には、高周波電源５０が接続されている。高周波電源５０も、ＣＶＤ装置に用いられる公知の高周波電源である。
また、シャワー電極２０には、高周波電源５０が接続されている。高周波電源５０も、ＣＶＤ装置に用いられる公知の高周波電源である。
この成膜装置１０は、ＲｔｏＲでＣＣＰ−ＣＶＤによって基板Ｚに成膜を行うものである。
すなわち、成膜装置１０は、基板室１４の回転軸３２に装填された基板ロール２６から基板Ｚを送り出し、ガイドローラ３６ａによってドラム１８に案内して、ドラム１８の所定領域に巻き掛けて基板Ｚを搬送しつつ、成膜室１６において、ドラム１８とシャワー電極２０との間の成膜領域においてＣＣＰ−ＣＶＤによって基板Ｚに成膜を行い、成膜済の基板Ｚをガイドローラ３６ｂによって巻取り軸３４に案内して、巻取り軸３４でロール状に巻き取って、成膜済基板ロール４２とする。
すなわち、成膜装置１０は、基板室１４の回転軸３２に装填された基板ロール２６から基板Ｚを送り出し、ガイドローラ３６ａによってドラム１８に案内して、ドラム１８の所定領域に巻き掛けて基板Ｚを搬送しつつ、成膜室１６において、ドラム１８とシャワー電極２０との間の成膜領域においてＣＣＰ−ＣＶＤによって基板Ｚに成膜を行い、成膜済の基板Ｚをガイドローラ３６ｂによって巻取り軸３４に案内して、巻取り軸３４でロール状に巻き取って、成膜済基板ロール４２とする。
図２に、シャワー電極２０の概略断面図を示す。
なお、以降の説明では、ドラム１８の回転軸の方向（矢印ｘ方向）を幅方向、ドラム１８による基板Ｚの搬送方向（矢印ｙ方向）を搬送方向（基板搬送方向）とも言う。図１および図２においては、幅方向は、紙面に垂直な方向となる。
シャワー電極２０は、電極本体５６と電極台５８とを有する。
電極本体５６は、導電性材料で形成される直方体状の板状部材で、一方の主面には、中央部に直方体状の凹部が形成される。また、電極本体５６の他方の主面には、凹部に連通する多数の開口６２が形成される。開口６２は、電極本体５６となる直方体（曲面５６ａの無い電極本体）の主面に対して、高さ方向が垂直な円筒状の貫通孔によって、形成される。なお、主面とは、最大面である。
電極台５８は、導電性材料で形成される電極本体５６の主面と同形状の主面を有する矩形の板状部材である。電極台５８は、電極本体５６の凹部を閉塞するように、電極本体５６と主面同士を一致させて設けられる。また、電極本体５６と電極台５８とは、ボルト６８によって締結される。
なお、以降の説明では、ドラム１８の回転軸の方向（矢印ｘ方向）を幅方向、ドラム１８による基板Ｚの搬送方向（矢印ｙ方向）を搬送方向（基板搬送方向）とも言う。図１および図２においては、幅方向は、紙面に垂直な方向となる。
シャワー電極２０は、電極本体５６と電極台５８とを有する。
電極本体５６は、導電性材料で形成される直方体状の板状部材で、一方の主面には、中央部に直方体状の凹部が形成される。また、電極本体５６の他方の主面には、凹部に連通する多数の開口６２が形成される。開口６２は、電極本体５６となる直方体（曲面５６ａの無い電極本体）の主面に対して、高さ方向が垂直な円筒状の貫通孔によって、形成される。なお、主面とは、最大面である。
電極台５８は、導電性材料で形成される電極本体５６の主面と同形状の主面を有する矩形の板状部材である。電極台５８は、電極本体５６の凹部を閉塞するように、電極本体５６と主面同士を一致させて設けられる。また、電極本体５６と電極台５８とは、ボルト６８によって締結される。
成膜装置１０は、シャワー電極２０の冷却手段を有するのが好ましい。シャワー電極２０の冷却手段を有することにより、熱による変形などの基板Ｚの熱損傷を、好適に防止できる。
シャワー電極２０の冷却手段としては、一例として、チラーユニット等を用いて、電極台５８の内部に冷却した冷媒を循環させる冷却手段が例示される。なお、冷却手段は、冷媒の循環に限定はされず、ペルチェ素子を用いる冷却手段等、公知の冷却手段が、各種、利用可能である。
本発明は、電極台５８を冷却することで、シャワー電極２０を冷却する構成にも限定はされず、電極本体５６を冷却することでシャワー電極２０を冷却してもよく、電極本体５６および電極台５８の両者を冷却することでシャワー電極２０を冷却してもよい。
シャワー電極２０の冷却手段としては、一例として、チラーユニット等を用いて、電極台５８の内部に冷却した冷媒を循環させる冷却手段が例示される。なお、冷却手段は、冷媒の循環に限定はされず、ペルチェ素子を用いる冷却手段等、公知の冷却手段が、各種、利用可能である。
本発明は、電極台５８を冷却することで、シャワー電極２０を冷却する構成にも限定はされず、電極本体５６を冷却することでシャワー電極２０を冷却してもよく、電極本体５６および電極台５８の両者を冷却することでシャワー電極２０を冷却してもよい。
電極本体５６の凹部と電極台５８とによって形成される中空部７０には、ガス供給部４８からプロセスガスを供給されるガス供給管４８ａが接続される。
また、中空部７０には、好ましい態様として、中空部７０を厚さ方向の途中で閉塞するように、拡散板７２が設けられる。拡散板７２は、例えば、パンチングメタルのように多数の貫通孔が形成された板状物で、ガス供給管４８ａから供給されたプロセスガスを拡散して、プロセスガスが中空部７０の全域に均一に到るようにするためのものである。
また、中空部７０には、好ましい態様として、中空部７０を厚さ方向の途中で閉塞するように、拡散板７２が設けられる。拡散板７２は、例えば、パンチングメタルのように多数の貫通孔が形成された板状物で、ガス供給管４８ａから供給されたプロセスガスを拡散して、プロセスガスが中空部７０の全域に均一に到るようにするためのものである。
図示例の成膜装置１０では、中空部７０にプロセスガスを供給するガス供給管４８ａは１本であるが、必要に応じて、複数本のガス供給管４８ａによって、中空部７０にプロセスガスを供給してもよい。
本発明者らの検討によれば、中空部７０にプロセスガスを供給するガス供給管４８ａは、後述する放電面２０ａの面積２０００ｃｍ2当たり１本以上を設けるのが好ましい。複数のガス供給管４８ａを設ける場合には、ガス供給管４８ａは、中空部７０の搬送方向（矢印ｙ方向）に異なる位置にプロセスガスを供給するように設けてもよいが、中空部７０の幅方向（矢印ｘ方向）に異なる位置にプロセスガスを供給するように、ガス供給管４８ａを設けるのが好ましい。
本発明者らの検討によれば、中空部７０にプロセスガスを供給するガス供給管４８ａは、後述する放電面２０ａの面積２０００ｃｍ2当たり１本以上を設けるのが好ましい。複数のガス供給管４８ａを設ける場合には、ガス供給管４８ａは、中空部７０の搬送方向（矢印ｙ方向）に異なる位置にプロセスガスを供給するように設けてもよいが、中空部７０の幅方向（矢印ｘ方向）に異なる位置にプロセスガスを供給するように、ガス供給管４８ａを設けるのが好ましい。
シャワー電極２０は、ドラム１８と離間して、電極本体５６の開口６２が形成される主面をドラム１８に対向して設けられる。従って、シャワー電極２０では、ドラム１８との対向面である、開口６２が形成される主面が、放電面２０ａとなる。なお、シャワー電極２０は、基本的に、幅方向（矢印ｘ方向）には、放電面２０ａがドラム１８の中央に位置するように設けられる（図３参照）。
従って、ガス供給部４８からガス供給管４８ａを経て、中空部７０にプロセスガスが供給されると、開口６２から、シャワー電極２０とドラム１８との間の成膜領域に、プロセスガスが供給される。
従って、ガス供給部４８からガス供給管４８ａを経て、中空部７０にプロセスガスが供給されると、開口６２から、シャワー電極２０とドラム１８との間の成膜領域に、プロセスガスが供給される。
また、放電面２０ａは、ドラム１８の周面に沿った曲面５６ａが形成され、この曲面５６ａに、開口６２が形成される。放電面２０ａにおいて、曲面５６ａは、搬送方向（矢印ｙ方向）の中央部に、幅方向（矢印ｘ方向）の全域に形成される。
成膜装置１０においては、放電面２０ａが曲面５６ａを有することにより、プロセスガスを供給する開口６２を有する領域における、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの間隔を一定に保っている。後述するが、具体的には、成膜装置１０においては、曲面５６ａとドラム１８との距離が全面的に５０ｍｍ以下となるように構成されるのが好ましい。
成膜装置１０においては、放電面２０ａが曲面５６ａを有することにより、プロセスガスを供給する開口６２を有する領域における、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの間隔を一定に保っている。後述するが、具体的には、成膜装置１０においては、曲面５６ａとドラム１８との距離が全面的に５０ｍｍ以下となるように構成されるのが好ましい。
なお、本発明の成膜装置において、シャワー電極の構成は、図示例のように、凹部を有する直方体状の電極本体５６と、板状の電極台５８とから構成されるのに限定はされず、ＲｔｏＲでＣＣＰ−ＣＶＤによって成膜を行うＣＣＰ−ＣＶＤ装置において利用されている公知のシャワー電極の構成が、全て、利用可能である。
例えば、シャワー電極は、一面が開放する筐体の開放面を、プロセスガスを供給するための開口（貫通孔）を有する板状物で閉塞したような構成でもよい。
例えば、シャワー電極は、一面が開放する筐体の開放面を、プロセスガスを供給するための開口（貫通孔）を有する板状物で閉塞したような構成でもよい。
図３に、シャワー電極２０の平面図、すなわち、シャワー電極２０をドラム１８側から見た図を、概念的に示す。なお、図３においては、アースシールド４６は省略する。
前述のように、シャワー電極２０のドラム１８との対向面すなわち放電面２０ａには、ドラム１８の周面に沿った曲面５６ａが形成され、この曲面５６ａに、中空部７０に連通する開口６２が、多数、形成される。
ここで、本発明の成膜装置１０は、シャワー電極２０の放電面２０ａの面積をＡｓ、放電面２０ａにおける開口６２の合計面積をＡｈ、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数をｎとした際に、
０．０００１＜Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）＜０．１
および、
０．２＜ｎ＜２５
を満たす。
前述のように、シャワー電極２０のドラム１８との対向面すなわち放電面２０ａには、ドラム１８の周面に沿った曲面５６ａが形成され、この曲面５６ａに、中空部７０に連通する開口６２が、多数、形成される。
ここで、本発明の成膜装置１０は、シャワー電極２０の放電面２０ａの面積をＡｓ、放電面２０ａにおける開口６２の合計面積をＡｈ、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数をｎとした際に、
０．０００１＜Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）＜０．１
および、
０．２＜ｎ＜２５
を満たす。
なお、図示例のように、放電面２０ａが曲面５６ａを有する場合には、放電面２０ａの面積は、搬送方向の中央に曲面５６ａが無い平面の面積として算出する。すなわち、本発明において、放電面の面積は、放電面の外形と同じ外形を有する平面の面積とする。また、図示例のように、電極本体５６と電極台５８とをボルト６８で締結する場合には、放電面２０ａには、ボルト６８およびボルト孔が無いものとして面積を算出する。
従って、図示例においては、図２に示すシャワー電極２０の平面図において、矢印ｘで示す幅方向の放電面２０ａの長さをＬｘ、矢印ｙで示す搬送方向（基板搬送方向）の放電面２０ａの長さをＬｙとすると、放電面２０ａの面積は、『Ｌｘ×Ｌｙ』で算出される。また、放電面２０ａに形成される開口６２の総数をＴｎとすると、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりに形成される開口６２の数ｎは、『ｎ＝Ｔｎ／（Ｌｘ［ｃｍ］×Ｌｙ［ｃｍ］）』で算出される。
従って、図示例においては、図２に示すシャワー電極２０の平面図において、矢印ｘで示す幅方向の放電面２０ａの長さをＬｘ、矢印ｙで示す搬送方向（基板搬送方向）の放電面２０ａの長さをＬｙとすると、放電面２０ａの面積は、『Ｌｘ×Ｌｙ』で算出される。また、放電面２０ａに形成される開口６２の総数をＴｎとすると、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりに形成される開口６２の数ｎは、『ｎ＝Ｔｎ／（Ｌｘ［ｃｍ］×Ｌｙ［ｃｍ］）』で算出される。
また、シャワー電極２０においては、開口６２は曲面５６ａに形成される。
ここで、前述のように、開口６２は、電極本体５６を形成する直方体の主面に対して、高さ方向が垂直な円筒状の貫通孔によって、形成される。従って、放電面２０ａ（曲面５６ａ）における開口６２の形状は、円形ではなく楕円形になる。
しかしながら、シャワー電極２０の放電面２０ａが、ドラム１８の周面に沿った曲面５６ａを有する場合でも、この曲面５６ａは曲率が非常に小さい。すなわち、円筒状の貫通孔が平面に開通した開口６２の面積と、円筒状の貫通孔が曲面に開通した開口６２の面積とで、面積の差は少ない。
そのため、本発明においては、シャワー電極２０の放電面２０ａが曲面５６ａを有し、この曲面５６ａに開口６２が形成された場合でも、開口６２の面積は、開口６２を形成する貫通孔の延在方向と直交する方向の断面の面積とする。通常、開口６２を形成する貫通孔は円筒状であるので、開口６２の面積は、この円筒の底面の面積となる。すなわち、本発明では、放電面２０ａが曲面５６ａを有する場合、放電面は、曲面を有さない平面状として、開口の面積を算出する。
この点に関しては、開口が円形（楕円形）以外の四角形等の場合も、同様である。
ここで、前述のように、開口６２は、電極本体５６を形成する直方体の主面に対して、高さ方向が垂直な円筒状の貫通孔によって、形成される。従って、放電面２０ａ（曲面５６ａ）における開口６２の形状は、円形ではなく楕円形になる。
しかしながら、シャワー電極２０の放電面２０ａが、ドラム１８の周面に沿った曲面５６ａを有する場合でも、この曲面５６ａは曲率が非常に小さい。すなわち、円筒状の貫通孔が平面に開通した開口６２の面積と、円筒状の貫通孔が曲面に開通した開口６２の面積とで、面積の差は少ない。
そのため、本発明においては、シャワー電極２０の放電面２０ａが曲面５６ａを有し、この曲面５６ａに開口６２が形成された場合でも、開口６２の面積は、開口６２を形成する貫通孔の延在方向と直交する方向の断面の面積とする。通常、開口６２を形成する貫通孔は円筒状であるので、開口６２の面積は、この円筒の底面の面積となる。すなわち、本発明では、放電面２０ａが曲面５６ａを有する場合、放電面は、曲面を有さない平面状として、開口の面積を算出する。
この点に関しては、開口が円形（楕円形）以外の四角形等の場合も、同様である。
本発明の成膜装置１０は、シャワー電極２０が、放電面２０ａの面積Ａｓ、開口６２の合計面積Ａｈ、放電面２０ａの１ｃｍ2当たり開口６２の数ｎが、『０．０００１＜Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）＜０．１』および『０．２＜ｎ＜２５』を満たすことにより、ドラム１８およびシャワー電極２０を用いる、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤ（ＣＣＰ−ＣＶＤ）による成膜において、基板Ｚが熱損傷することを防止している。
前述のように、プラズマＣＶＤによる成膜では、基板Ｚは、プラズマによる熱や、プラズマによって加熱されたシャワー電極２０からの放射熱に曝される。
ここで、バッチ式（枚葉式）でのプラズマＣＶＤによる成膜とは異なり、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤ（ＣＣＰ−ＣＶＤ）による成膜では、基板Ｚが連続的に搬送されているので、適正な成膜を行うためには、電極対を形成するドラム２８とシャワー電極２０との間にプラズマを閉じ込めた状態にする必要がある。そのため、電極間の距離を、バッチ式でのプラズマＣＶＤに比して、非常に狭くする必要がある。その結果、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤによる成膜では、バッチ式でのプラズマＣＶＤによる成膜に比して、基板Ｚが、プラズマによる熱や、シャワー電極２０からの放射熱を強く受ける。
ここで、バッチ式（枚葉式）でのプラズマＣＶＤによる成膜とは異なり、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤ（ＣＣＰ−ＣＶＤ）による成膜では、基板Ｚが連続的に搬送されているので、適正な成膜を行うためには、電極対を形成するドラム２８とシャワー電極２０との間にプラズマを閉じ込めた状態にする必要がある。そのため、電極間の距離を、バッチ式でのプラズマＣＶＤに比して、非常に狭くする必要がある。その結果、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤによる成膜では、バッチ式でのプラズマＣＶＤによる成膜に比して、基板Ｚが、プラズマによる熱や、シャワー電極２０からの放射熱を強く受ける。
また、バッチ式での成膜では、基板に張力（テンション）が掛かることは無い。これに対し、ＲｔｏＲでの成膜は、基板Ｚを適正な搬送経路で搬送するために、基板Ｚには長手方向に張力が掛けられる。特に、ドラム２８を用いる場合には、ドラム２８によって基板Ｚを支持して、成膜領域において、基板Ｚを所定位置で安定して搬送することができる反面、基板Ｚを十分にドラム２８に密着させて、ドラム２８によって基板を適正に支持した状態で搬送を行うために、基板Ｚに掛かる張力は強くなる。
すなわち、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤによる成膜では、基板Ｚは、張力を掛けられた状態で、高温に加熱される。また、前述のように、ＲｔｏＲでの成膜では、基板Ｚとして、樹脂フィルムが好適に用いられる。
そのため、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤによる成膜では、基板Ｚが、熱による影響を大きく受け、基板Ｚに、熱による変形等の熱損傷を生じ易い。
そのため、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤによる成膜では、基板Ｚが、熱による影響を大きく受け、基板Ｚに、熱による変形等の熱損傷を生じ易い。
ドラム１８を冷却することで、ある程度、基板Ｚの加熱を抑えることができる。
しかしながら、成膜条件、基板Ｚの厚さ、基板Ｚの形成材料によっては、ドラム１８の冷却だけでは、基板Ｚの熱損傷を十分に要請することは、困難である。
しかしながら、成膜条件、基板Ｚの厚さ、基板Ｚの形成材料によっては、ドラム１８の冷却だけでは、基板Ｚの熱損傷を十分に要請することは、困難である。
単純に、プラズマによる熱や、シャワー電極２０からの放射熱を低減するだけであれば、例えば、高周波電源５０からシャワー電極２０に供給するプラズマ励起電力を低減する、供給するプロセスガスの量を減らす等の方法が利用可能である。
しかしながら、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤによる成膜では、基板Ｚがドラム２８とシャワー電極２０との間の成膜領域を通過する間に、目的とする膜厚の成膜を完了する必要がある。従って、成膜時間の調節の自由度が高いバッチ式とは異なり、ＲｔｏＲでは、プラズマ励起電力の低減、供給するプロセスガス量の調節等にも、限界がある。
しかしながら、ＲｔｏＲでのプラズマＣＶＤによる成膜では、基板Ｚがドラム２８とシャワー電極２０との間の成膜領域を通過する間に、目的とする膜厚の成膜を完了する必要がある。従って、成膜時間の調節の自由度が高いバッチ式とは異なり、ＲｔｏＲでは、プラズマ励起電力の低減、供給するプロセスガス量の調節等にも、限界がある。
このような問題点を解決するために、本発明者らは、鋭意検討を重ねた。
その結果、シャワー電極２０を用いるプラズマＣＶＤによる成膜では、図４に概念的に示すように、成膜領域にプロセスガスを供給する開口６２に対応する領域ａと、放電面２０ａの開口の無い位置に対応する領域ｂとで、温度が異なることを見出した。具体的には、開口６２に対応する領域ａの方が、開口６２が無い位置に対応する領域ｂよりも、プラズマの温度、および、プラズマによって加熱されるシャワー電極２０の放射熱の温度が低いことを見出した。
その結果、シャワー電極２０を用いるプラズマＣＶＤによる成膜では、図４に概念的に示すように、成膜領域にプロセスガスを供給する開口６２に対応する領域ａと、放電面２０ａの開口の無い位置に対応する領域ｂとで、温度が異なることを見出した。具体的には、開口６２に対応する領域ａの方が、開口６２が無い位置に対応する領域ｂよりも、プラズマの温度、および、プラズマによって加熱されるシャワー電極２０の放射熱の温度が低いことを見出した。
従って、放電面２０ａに形成する開口６２の数を増やすことによって、成膜領域におけるプラズマの温度およびシャワー電極２０の放射熱を低減できると考えられる。
ところが、本発明者らが、さらに検討を重ねた結果、開口６２の数を増加していくと、ある程度までは、成膜領域のプラズマの温度等を低減できるものの、開口６２の数が多すぎると、逆に、成膜領域におけるプラズマの温度およびシャワー電極２０の放射熱の温度が高くなることも見出した。
ところが、本発明者らが、さらに検討を重ねた結果、開口６２の数を増加していくと、ある程度までは、成膜領域のプラズマの温度等を低減できるものの、開口６２の数が多すぎると、逆に、成膜領域におけるプラズマの温度およびシャワー電極２０の放射熱の温度が高くなることも見出した。
本発明は、このような知見を得ることによって成されたものであり、シャワー電極２０が、放電面２０ａの面積Ａｓ、開口６２の合計面積Ａｈ、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎが、『０．０００１＜Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）＜０．１』および『０．２＜ｎ＜２５』を満たすことにより、成膜領域におけるプラズマの温度、および、シャワー電極２０からの放射熱の温度を低減して、基板Ｚの熱損傷を防止している。
すなわち、本発明の成膜装置１０は、低温領域となる開口６２の合計面積Ａｈに対する、高温領域となる放電面２０ａにおける開口を有さない領域の面積を適正にすると共に、放電面２０ａにおける開口６２の数を適正することにより、成膜領域におけるプラズマの温度、および、シャワー電極２０の放射熱の温度を低減して、基板Ｚの熱損傷を防止している。
すなわち、本発明の成膜装置１０は、低温領域となる開口６２の合計面積Ａｈに対する、高温領域となる放電面２０ａにおける開口を有さない領域の面積を適正にすると共に、放電面２０ａにおける開口６２の数を適正することにより、成膜領域におけるプラズマの温度、および、シャワー電極２０の放射熱の温度を低減して、基板Ｚの熱損傷を防止している。
なお、開口６２に対応する領域ａの方が、開口６２が無い位置に対応する領域ｂよりも、プラズマの温度等が低い理由は、定かではない。
放電面２０ａの面積Ａｓおよび開口６２の合計面積Ａｈとした場合に、『Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）』が０．０００１以下であると、開口６２の面積が少なすぎて、成膜領域の温度低減効果を十分に得られない、十分な量のプロセスガスの供給が困難になる、プロセスガスの流速が速くなりすぎて異常放電が発生する等の不都合を生じる。
本発明においては、『Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）』は、０．０００９以上が好ましく、０．００９以上がより好ましく、０．０１４以上が特に好ましい。
逆に、『Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）』が０．１以上になると、開口６２の面積が多すぎて、成膜領域の温度低減効果を十分に得られない、プロセスガスの流速が落ちることで温度低減効果を十分に得られない、成膜レートが低下する等の不都合を生じる。
本発明においては、『Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）』は、０．０５以下が好ましく、０．０２以下がより好ましい。
本発明においては、『Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）』は、０．０００９以上が好ましく、０．００９以上がより好ましく、０．０１４以上が特に好ましい。
逆に、『Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）』が０．１以上になると、開口６２の面積が多すぎて、成膜領域の温度低減効果を十分に得られない、プロセスガスの流速が落ちることで温度低減効果を十分に得られない、成膜レートが低下する等の不都合を生じる。
本発明においては、『Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）』は、０．０５以下が好ましく、０．０２以下がより好ましい。
また、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎが０．２個以下では、開口６２の数が少なすぎて、成膜領域の温度低減効果を十分に得られない、十分な量のプロセスガスの供給が困難になる、膜厚にムラが生じる等の不都合を生じる。
本発明においては、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは、０．４５個以上であるのが好ましく、０．７個以上であるのがより好ましい。
逆に、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎが２５個以上では、開口６２の数が多すぎて、成膜領域の温度低減効果を十分に得られない、プロセスガスの流速が落ちることで温度低減効果を十分に得られない、成膜レートが低下する等の不都合を生じる。
本発明においては、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは、１２個以下であるのが好ましく、５個以下であるのがより好ましい。
本発明においては、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは、０．４５個以上であるのが好ましく、０．７個以上であるのがより好ましい。
逆に、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎが２５個以上では、開口６２の数が多すぎて、成膜領域の温度低減効果を十分に得られない、プロセスガスの流速が落ちることで温度低減効果を十分に得られない、成膜レートが低下する等の不都合を生じる。
本発明においては、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは、１２個以下であるのが好ましく、５個以下であるのがより好ましい。
なお、本発明において、シャワー電極２０の放電面２０ａとは、前述のように、シャワー電極２０のドラム１８と対向する面であり、具体的には、ドラム１８との対向面の導電性材料で形成される領域である。
より具体的には、本発明において、放電面２０ａは、シャワー電極２０のドラム１８との対向面における導電性材料で形成される領域で、かつ、ドラム１８の周面との距離が４０ｍｍ以下の領域であるのが好ましく、２５ｍｍ以下の領域であるのがより好ましい。
より具体的には、本発明において、放電面２０ａは、シャワー電極２０のドラム１８との対向面における導電性材料で形成される領域で、かつ、ドラム１８の周面との距離が４０ｍｍ以下の領域であるのが好ましく、２５ｍｍ以下の領域であるのがより好ましい。
本発明において、開口６２は、円形（楕円形）であるのが好ましいが、四角形や三角形等の多角形、不定形等であってもよい。
ここで、開口６２は、直径が０．１〜５ｍｍの円形であるのが好ましく、０．２〜３ｍｍの円形であるのがより好ましく、０．３〜１ｍｍの円形であるのが特に好ましい。なお、前述のように、開口６２が曲面５６ａに形成される場合には、開口６２を形成する円筒状の貫通孔の底面の直径が、この範囲に入るのが好ましい。
開口６２の直径を０．１ｍｍ以上とすることにより、必要な量のプロセスガスを適正に供給できる、放電面２０ａに付着する成膜物による開口６２の閉塞を抑制できる等の点で好ましい。
開口６２の直径を５ｍｍ以下とすることにより、開口６２を形成する貫通孔の内部での異常放電およびプラズマの生成を防止できる、プロセスガスの流速の低下による温度上昇を抑制できる等の点で好ましい。
なお、開口が四角形などの円形以外の場合には、開口を内接する円の直径が０．１〜５ｍｍであるのが好ましい。
ここで、開口６２は、直径が０．１〜５ｍｍの円形であるのが好ましく、０．２〜３ｍｍの円形であるのがより好ましく、０．３〜１ｍｍの円形であるのが特に好ましい。なお、前述のように、開口６２が曲面５６ａに形成される場合には、開口６２を形成する円筒状の貫通孔の底面の直径が、この範囲に入るのが好ましい。
開口６２の直径を０．１ｍｍ以上とすることにより、必要な量のプロセスガスを適正に供給できる、放電面２０ａに付着する成膜物による開口６２の閉塞を抑制できる等の点で好ましい。
開口６２の直径を５ｍｍ以下とすることにより、開口６２を形成する貫通孔の内部での異常放電およびプラズマの生成を防止できる、プロセスガスの流速の低下による温度上昇を抑制できる等の点で好ましい。
なお、開口が四角形などの円形以外の場合には、開口を内接する円の直径が０．１〜５ｍｍであるのが好ましい。
本発明においては、開口６２の直径（大きさ）は、一定であってもよく、あるいは、基板Ｚの搬送方向（矢印ｙ方向）に向かって、漸次あるいは段階的に大きくなる等、異なるサイズの開口６２が混在してもよい。
開口６２は、放電面２０ａに規則的に形成されても、不規則に形成されてもよいが、規則的に形成されるのが好ましく、等間隔で規則的に形成されるのがより好ましい。規則的な開口６２の配列としては、一例として、四方細密状、六方細密状および市松状などの配列、斜方格子（菱形格子）、六角格子（正三角格子）、正方格子、矩形格子および平行体格子（歪斜格子）などの平面格子状の配列が例示される。
開口６２の間隔は、開口６２の数、放電面２０ａの面積、供給するプロセスガスの量等に応じて、適宜、設定すればよい。本発明者らの検討によれば、開口６２の間隔は、最も近接する開口６２同士の中心間距離Ｌｎが５〜３０ｍｍであるのが好ましく、８〜２５ｍｍであるのがより好ましく、１０〜２０ｍｍであるのが特に好ましい。
最も近接する開口６２同士の中心間距離Ｌｎを５〜３０ｍｍとすることにより、成膜領域の全域に均一にプロセスガスを供給できる、適正な温度上昇抑制効果が得られる、成膜する膜の膜厚ムラを抑制できる等の点で好ましい。
なお、開口６２が放電面２０ａの曲面５６ａに形成される場合には、最も近接する開口６２同士の中心間距離Ｌｎは、開口６２を形成する円筒の中心線同士の距離とする。
開口６２の間隔は、開口６２の数、放電面２０ａの面積、供給するプロセスガスの量等に応じて、適宜、設定すればよい。本発明者らの検討によれば、開口６２の間隔は、最も近接する開口６２同士の中心間距離Ｌｎが５〜３０ｍｍであるのが好ましく、８〜２５ｍｍであるのがより好ましく、１０〜２０ｍｍであるのが特に好ましい。
最も近接する開口６２同士の中心間距離Ｌｎを５〜３０ｍｍとすることにより、成膜領域の全域に均一にプロセスガスを供給できる、適正な温度上昇抑制効果が得られる、成膜する膜の膜厚ムラを抑制できる等の点で好ましい。
なお、開口６２が放電面２０ａの曲面５６ａに形成される場合には、最も近接する開口６２同士の中心間距離Ｌｎは、開口６２を形成する円筒の中心線同士の距離とする。
本発明の成膜装置１０は、前述のように、放電面２０ａの幅方向（矢印ｘ方向）の長さをＬｘ、および、放電面２０ａの搬送方向（矢印ｙ方向）の長さをＬｙとし、さらに、ドラム１８の幅方向のサイズをＷとした際に、シャワー電極２０の放電面２０ａは、『０．８Ｗ＜Ｌｘ＜Ｗ』を満たすのが好ましい。
放電面２０ａが『０．８Ｗ＜Ｌｘ』を満たすことにより、ドラム１８を幅方向に有効に利用できる、幅方向に均一にプロセスガスを拡散できる等の点で好ましい。
また、放電面２０ａが『Ｌｘ＜Ｗ』を満たすことにより、幅方向においてドラム１８を超える領域にプロセスガスを供給することを防止できる、ドラム１８の端面への放電の回り込みを防止できる等の点で好ましい。
放電面２０ａが『０．８Ｗ＜Ｌｘ』を満たすことにより、ドラム１８を幅方向に有効に利用できる、幅方向に均一にプロセスガスを拡散できる等の点で好ましい。
また、放電面２０ａが『Ｌｘ＜Ｗ』を満たすことにより、幅方向においてドラム１８を超える領域にプロセスガスを供給することを防止できる、ドラム１８の端面への放電の回り込みを防止できる等の点で好ましい。
また、放電面２０ａは、『０．１＜Ｌｙ／Ｌｘ＜０．５』を、満たすのが好ましく、『０．３５＜Ｌｙ／Ｌｘ＜０．４５』を満たすのがより好ましい。
放電面２０ａが『０．１＜Ｌｙ／Ｌｘ』を満たすことにより、十分な放電面２０ａの面積を確保して目的とする膜厚の成膜を行うことができる、局所的な熱の集中を抑制できる等の点で好ましい。
また、放電面２０ａが『Ｌｙ／Ｌｘ＜０．５』を満たすことにより、成膜時間が長くなることに起因する基板Ｚの熱損傷を防止できる等の点で好ましい。
放電面２０ａが『０．１＜Ｌｙ／Ｌｘ』を満たすことにより、十分な放電面２０ａの面積を確保して目的とする膜厚の成膜を行うことができる、局所的な熱の集中を抑制できる等の点で好ましい。
また、放電面２０ａが『Ｌｙ／Ｌｘ＜０．５』を満たすことにより、成膜時間が長くなることに起因する基板Ｚの熱損傷を防止できる等の点で好ましい。
成膜装置１０においては、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの最短距離が５０ｍｍ以下であるのが好ましく、さらに、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの距離が全面的に５０ｍｍ以下であるのが好ましい。
特に、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの最短距離は、４０ｍｍ以下であるのがより好ましく、さらに、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの距離が全面的に４０ｍｍ以下であるのがより好ましい。
中でも特に、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの最短距離は、２５ｍｍ以下であるのがより好ましく、さらに、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの距離が全面的に２５ｍｍ以下であるのがより好ましい。
ドラム１８の周面と放電面２０ａとの最短距離を５０ｍｍ以下とすることにより、プラズマを成膜領域に封じ込めた状態で適正な成膜を行うことができる、必要な成膜レートを確保できる等の点で好ましい。
なお、放電面２０ａが曲面５６ａを有する場合には、曲面５６ａが、このような条件を満たすのが好ましい。
特に、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの最短距離は、４０ｍｍ以下であるのがより好ましく、さらに、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの距離が全面的に４０ｍｍ以下であるのがより好ましい。
中でも特に、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの最短距離は、２５ｍｍ以下であるのがより好ましく、さらに、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの距離が全面的に２５ｍｍ以下であるのがより好ましい。
ドラム１８の周面と放電面２０ａとの最短距離を５０ｍｍ以下とすることにより、プラズマを成膜領域に封じ込めた状態で適正な成膜を行うことができる、必要な成膜レートを確保できる等の点で好ましい。
なお、放電面２０ａが曲面５６ａを有する場合には、曲面５６ａが、このような条件を満たすのが好ましい。
本発明の成膜装置１０においては、シャワー電極２０の放電面２０ａは、開口６２の形成領域の幅方向（矢印ｘ方向）の端部と、放電面２０ａの幅方向の端部との距離Ｓｘ、および、開口６２の形成領域の搬送方向（矢印ｙ方向）の端部と、放電面２０ａの搬送方向の端部との距離Ｓｙは、開口６２の数、放電面２０ａの大きさ、ドラム１８の幅方向のサイズＷと放電面２０ａの幅方向の長さＬｘとの差等に応じて、適宜、設定すればよい。
本発明者の検討によれば、開口６２の形成領域の幅方向の端部と、放電面２０ａの幅方向の端部との距離Ｓｘは、３〜３０ｍｍが好ましく、５〜１５ｍｍがより好ましい。また、開口６２の形成領域の搬送方向の端部と、放電面２０ａの搬送方向の端部との距離Ｓｙは、３〜３０ｍｍが好ましく、５〜１５ｍｍがより好ましい。
距離Ｓｘおよび距離Ｓｙを上記範囲とすることにより、成膜領域の全域に適正にプロセスガスを供給できる、成膜領域外へのプロセスガスの供給を抑制できる、開口６２の間隔を適正にできる、放電面２０ａの外周部の温度上昇を抑制できる等の点で好ましい。
ここで、開口６２の形成領域とは、放電面２０ａに形成された開口６２の二次元的な配列において、幅方向の最も外側の配列を形成する開口６２の幅方向の端部、および、搬送方向の最も外側の配列を形成する開口６２の搬送方向の端部を結んでできた多角形の領域を示す。
距離Ｓｘおよび距離Ｓｙを上記範囲とすることにより、成膜領域の全域に適正にプロセスガスを供給できる、成膜領域外へのプロセスガスの供給を抑制できる、開口６２の間隔を適正にできる、放電面２０ａの外周部の温度上昇を抑制できる等の点で好ましい。
ここで、開口６２の形成領域とは、放電面２０ａに形成された開口６２の二次元的な配列において、幅方向の最も外側の配列を形成する開口６２の幅方向の端部、および、搬送方向の最も外側の配列を形成する開口６２の搬送方向の端部を結んでできた多角形の領域を示す。
さらに、シャワー電極２０の放電面２０ａは、開口６２の形成領域の幅方向の端部と、放電面２０ａの幅方向の端部との距離Ｓｘが、搬送方向の全域で等しく、かつ、開口６２の形成領域の搬送方向の端部と、放電面２０ａの搬送方向の端部との距離Ｓｙが、幅方向の全域で等しく、さらに、放電面２０ａにおいて、距離Ｓｘは、幅方向の両端で等しく、かつ、距離Ｓｙは、搬送方向の両端で等しいのが好ましい。
すなわち、本発明においては、放電面２０ａに形成される開口６２の形成領域は、幅方向および搬送方向の両方向において、一方の端部側に偏ることなく、放電面２０ａの中央に設けられるのが好ましい。
すなわち、本発明においては、放電面２０ａに形成される開口６２の形成領域は、幅方向および搬送方向の両方向において、一方の端部側に偏ることなく、放電面２０ａの中央に設けられるのが好ましい。
放電面２０ａにおいて、幅方向および搬送方向共に偏ることなく、中央に開口６２を形成することにより、幅方向に偏ることなく成膜を行うことができる、局所的な温度上昇を防止して基板Ｚの熱損傷を防止できる、放電面２０ａの表面に付着する成膜物の膜厚の偏りに起因して局所的にパーティクルが発生することを抑制できる等の点で好ましい。
なお、本発明において、距離が等しいとは、不可避的な誤差範囲を含む。なお、距離の誤差範囲とは、設定した距離の±３％以内であり、設定距離が不明である場合には、平均距離の±３％以内である。
以下、図１に示す成膜装置１０の作用を説明する。
長尺な基板Ｚをロール状に巻回してなる基板ロール２６が回転軸３２に装填し、基板ロール２６から基板Ｚが引き出して、ガイドローラ３６ａ、ドラム１８、およびガイドローラ３６ｂを経て、巻取り軸３４に至る所定の搬送経路を挿通する。
長尺な基板Ｚをロール状に巻回してなる基板ロール２６が回転軸３２に装填し、基板ロール２６から基板Ｚが引き出して、ガイドローラ３６ａ、ドラム１８、およびガイドローラ３６ｂを経て、巻取り軸３４に至る所定の搬送経路を挿通する。
基板Ｚを挿通したら、真空チャンバ１２を閉塞して、真空排気装置４０および５２を駆動して、各室の排気を開始する。
基板室１４および成膜室１６が、所定の真空度以下まで排気されたら、次いで、ガス供給部４８を駆動して、成膜室１６にプロセスガスを供給する。
基板室１４および成膜室１６が、所定の真空度以下まで排気されたら、次いで、ガス供給部４８を駆動して、成膜室１６にプロセスガスを供給する。
全ての室の圧力が所定圧力で安定したら、ドラム１８等の駆動を開始して、基板Ｚの搬送を開始し、さらに、高周波電源５０を駆動してシャワー電極２０にプラズマ励起電力を供給して、基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、成膜室１６における基板Ｚへの成膜を開始し、長尺な基板Ｚに連続的に成膜を行う。
成膜された基板Ｚは、ガイドローラ３６ｂに案内されて、巻取り軸３４に巻き取られ、成膜済基板ロール４２とされる。
成膜された基板Ｚは、ガイドローラ３６ｂに案内されて、巻取り軸３４に巻き取られ、成膜済基板ロール４２とされる。
ここで、成膜装置１０においては、シャワー電極２０が、放電面２０ａの面積Ａｓ、開口６２の合計面積Ａｈ、放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎが、『０．０００１＜Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）＜０．１』および『０．２＜ｎ＜２５』を満たす。
そのため、前述のように、成膜領域におけるプラズマの温度、および、シャワー電極２０からの放射熱の温度を低減して、基板Ｚの熱損傷を生じることなく、基板Ｚに成膜を行うことができる。
そのため、前述のように、成膜領域におけるプラズマの温度、および、シャワー電極２０からの放射熱の温度を低減して、基板Ｚの熱損傷を生じることなく、基板Ｚに成膜を行うことができる。
以上、本発明の成膜装置について詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんのことである。
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。
［実施例１］
図１に示す成膜装置１０を用いて、基板Ｚに窒化ケイ素膜を成膜して、ガスバリアフィルムを作製した。
図１に示す成膜装置１０を用いて、基板Ｚに窒化ケイ素膜を成膜して、ガスバリアフィルムを作製した。
ドラム１８は、幅方向（ｘ方向）のサイズＷが７５ｃｍ、直径が１００ｃｍのステンレス製のものを用いた。
シャワー電極２０の電極本体５６および電極台５８はアルミニウム製で、電極台５８の内部には、チラーユニットで冷却した２５℃の冷媒を循環させた。
放電面２０ａは、幅方向の長さＬｘが７０ｃｍ、搬送方向（ｙ方向）の長さＬｙが３０ｃｍで、面積が２１００ｃｍ2である。
また、放電面２０ａは、図２に示すように、搬送方向の両端１．６ｃｍの領域を除いて、ドラム１８の周面に沿った曲面５６ａを有する。この曲面５６ａは、全面的に、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの距離が等しくなるようにした。放電面２０ａとドラム１８の周面との最短距離（すなわち、曲面５６ａとドラム１８の周面との距離）は２０ｍｍとした。
放電面２０ａは、幅方向の長さＬｘが７０ｃｍ、搬送方向（ｙ方向）の長さＬｙが３０ｃｍで、面積が２１００ｃｍ2である。
また、放電面２０ａは、図２に示すように、搬送方向の両端１．６ｃｍの領域を除いて、ドラム１８の周面に沿った曲面５６ａを有する。この曲面５６ａは、全面的に、ドラム１８の周面と放電面２０ａとの距離が等しくなるようにした。放電面２０ａとドラム１８の周面との最短距離（すなわち、曲面５６ａとドラム１８の周面との距離）は２０ｍｍとした。
中空部７０から曲面５６ａに貫通するように、電極本体５６となる直方体（曲面の無い電極本体）の主面に高さ方向が直交する円筒状の貫通孔を形成して、直径が０．５ｍｍの開口６２を２０００個、図３に示すように均等な間隔で規則的に形成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比をＡｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００１８３７で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは０．９５個、である。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比をＡｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００１８３７で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは０．９５個、である。
高周波電源５０は、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いた。
また、ガス供給部４８から中空部７０にプロセスガスを供給するガス供給管４８ａは、１本として、放電面２０ａの中心に対応する位置にプロセスガスを供給した。
また、ガス供給部４８から中空部７０にプロセスガスを供給するガス供給管４８ａは、１本として、放電面２０ａの中心に対応する位置にプロセスガスを供給した。
基板Ｚは、ＰＥＴフィルム（東洋紡製 コスモシャインＡ４３００ １００μｍ厚）の一面に、厚さ１μｍの下地有機層を形成したものを用いた。
下地有機層は、トリメチロールプロパントリアクリレート（ダイセルサイテック社製）および光重合開始剤（ランベルティ社製、ESACURE ＫＴＯ４６）を質量比率で９５：５となるように秤量し、これらを固形分濃度が１５質量％となるようにメチルエチルケトンに溶解して調製した重合性組成物を、塗布、乾燥して、紫外線照射によって硬化することで形成した。窒化ケイ素膜は、下地有機層の上に形成した。
また、基板Ｚ（下地有機層）の一部をマスキングするために、基板Ｚの一部に耐熱テープを貼った。
プロセスガスは、シランガス（ＳｉＨ4）、アンモニアガス（ＮＨ3）、および、水素ガス（Ｈ2）を用いた。流量は、シランガスが２５０ｓｃｃｍ、アンモニアガスが５００ｓｃｃｍ、水素ガスが７５０ｓｃｃｍとした。
成膜圧力は１００Ｐａとした。
さらに、シャワー電極２０に供給するプラズマ励起電力は１０ｋＷとした。
下地有機層は、トリメチロールプロパントリアクリレート（ダイセルサイテック社製）および光重合開始剤（ランベルティ社製、ESACURE ＫＴＯ４６）を質量比率で９５：５となるように秤量し、これらを固形分濃度が１５質量％となるようにメチルエチルケトンに溶解して調製した重合性組成物を、塗布、乾燥して、紫外線照射によって硬化することで形成した。窒化ケイ素膜は、下地有機層の上に形成した。
また、基板Ｚ（下地有機層）の一部をマスキングするために、基板Ｚの一部に耐熱テープを貼った。
プロセスガスは、シランガス（ＳｉＨ4）、アンモニアガス（ＮＨ3）、および、水素ガス（Ｈ2）を用いた。流量は、シランガスが２５０ｓｃｃｍ、アンモニアガスが５００ｓｃｃｍ、水素ガスが７５０ｓｃｃｍとした。
成膜圧力は１００Ｐａとした。
さらに、シャワー電極２０に供給するプラズマ励起電力は１０ｋＷとした。
このような条件の下、２００ｍの基板Ｚに、窒化ケイ素膜を成膜して、長さ２００ｍのガスバリアフィルムを作製した。
［実施例２］
放電面２０ａに形成する開口６２の数を５００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０００４８６で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは０．２４個、である。
放電面２０ａに形成する開口６２の数を５００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０００４８６で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは０．２４個、である。
［実施例３］
放電面２０ａに形成する開口６２の数を１００００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００９４３８で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは４．７６個、である。
放電面２０ａに形成する開口６２の数を１００００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００９４３８で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは４．７６個、である。
［実施例４］
放電面２０ａに形成する開口６２の数を２００００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０１９０５６で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは９．５２個、である。
放電面２０ａに形成する開口６２の数を２００００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０１９０５６で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは９．５２個、である。
［実施例５］
放電面２０ａに形成する開口６２の数を５００００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０４９０４３で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは２３．８１個、である。
放電面２０ａに形成する開口６２の数を５００００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０４９０４３で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは２３．８１個、である。
［実施例６］
放電面２０ａに形成する開口６２の直径を０．２５ｍｍとした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０００４８６、である。
放電面２０ａに形成する開口６２の直径を０．２５ｍｍとした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０００４８６、である。
［実施例７］
放電面２０ａに形成する開口６２の直径を１ｍｍとした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００７５３６、である。
放電面２０ａに形成する開口６２の直径を１ｍｍとした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００７５３６、である。
［実施例８］
放電面２０ａの幅方向の長さＬｘを６１ｃｍとして、面積を１８３０ｃｍ2とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比をＡｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００２１５１で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは１．０９個、である。
放電面２０ａの幅方向の長さＬｘを６１ｃｍとして、面積を１８３０ｃｍ2とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比をＡｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００２１５１で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは１．０９個、である。
［実施例９］
放電面２０ａの幅方向の長さＬｘを７４ｃｍとして、面積を２２２０ｃｍ2とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比をＡｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００１７７２で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは０．９０個、である。
放電面２０ａの幅方向の長さＬｘを７４ｃｍとして、面積を２２２０ｃｍ2とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比をＡｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００１７７２で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは０．９０個、である。
［実施例１０］
放電面２０ａとドラム１８の周面との最短距離を５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
［実施例１１］
放電面２０ａとドラム１８の周面との最短距離を４０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
放電面２０ａとドラム１８の周面との最短距離を５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
［実施例１１］
放電面２０ａとドラム１８の周面との最短距離を４０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
［実施例１２］
電極台５８を循環する冷媒の温度を−１０℃にした以外は、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
［実施例１３］
電極台５８を循環する冷媒の温度を４０℃にした以外は、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
電極台５８を循環する冷媒の温度を−１０℃にした以外は、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
［実施例１３］
電極台５８を循環する冷媒の温度を４０℃にした以外は、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
［実施例１４］
シャワー電極２０の中空部７０にプロセスガスを供給するガス供給管４８ａを、３本とした以外は、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
なお、３本のガス供給管４８ａは、放電面２０ａの中心に対応する位置と、放電面２０ａの中心に対応する位置の両側に、搬送方向に同位置で、放電面２０ａの幅方向の端部と中心との中間位置に設置した。
シャワー電極２０の中空部７０にプロセスガスを供給するガス供給管４８ａを、３本とした以外は、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
なお、３本のガス供給管４８ａは、放電面２０ａの中心に対応する位置と、放電面２０ａの中心に対応する位置の両側に、搬送方向に同位置で、放電面２０ａの幅方向の端部と中心との中間位置に設置した。
［比較例１］
放電面２０ａに形成する開口６２の直径を０．１ｍｍとし、開口６２の数を５００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００００１９で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは０．２４個、である。
放電面２０ａに形成する開口６２の直径を０．１ｍｍとし、開口６２の数を５００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．００００１９で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは０．２４個、である。
［比較例２］
放電面２０ａに形成する開口６２の直径を１．５ｍｍとし、開口６２の数を２００００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．２０２３５６で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは９．５２個、である。
放電面２０ａに形成する開口６２の直径を１．５ｍｍとし、開口６２の数を２００００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．２０２３５６で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは９．５２個、である。
［比較例３］
放電面２０ａに形成する開口６２の数を１５０個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０００１４０で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは０．０７個、である。
放電面２０ａに形成する開口６２の数を１５０個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０００１４０で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは０．０７個、である。
［比較例４］
放電面２０ａに形成する開口６２の数を９００００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０９１８８２で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは４２．９個、である。
放電面２０ａに形成する開口６２の数を９００００個とした以外は、実施例１と同様のシャワー電極２０を用いて、実施例１と同様にガスバリアフィルムを作成した。
従って、放電面２０ａの面積Ａｓと開口６２の合計面積Ａｈとの面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）は０．０９１８８２で、
放電面２０ａの１ｃｍ2当たりの開口６２の数ｎは４２．９個、である。
［評価］
作製したガスバリアフィルムに関して、基板Ｚの変形度、成膜した窒化ケイ素の膜厚、および、ガスバリア性能を評価した。
作製したガスバリアフィルムに関して、基板Ｚの変形度、成膜した窒化ケイ素の膜厚、および、ガスバリア性能を評価した。
＜基板Ｚの変形度＞
作製したガスバリアフィルムを搬送方向に３００ｍｍの長さに切り出し、搬送方向に７０Ｎの張力を掛けた状態で、レーザー変位計（キーエンス社製、ＬＴ−９０３０Ｍ）を幅方向に走査することによって、基板Ｚの変形度Ｒｙを測定した。
変形度Ｒｙが２５０μｍ未満のものをＡ、
変形度Ｒｙが２５０μｍ以上７５０μｍ未満のものをＢ、
変形度Ｒｙが７５０μｍ以上１０００μｍ未満のものをＣ、
変形度Ｒｙが１０００μｍ以上のものをＤ、と評価した。
作製したガスバリアフィルムを搬送方向に３００ｍｍの長さに切り出し、搬送方向に７０Ｎの張力を掛けた状態で、レーザー変位計（キーエンス社製、ＬＴ−９０３０Ｍ）を幅方向に走査することによって、基板Ｚの変形度Ｒｙを測定した。
変形度Ｒｙが２５０μｍ未満のものをＡ、
変形度Ｒｙが２５０μｍ以上７５０μｍ未満のものをＢ、
変形度Ｒｙが７５０μｍ以上１０００μｍ未満のものをＣ、
変形度Ｒｙが１０００μｍ以上のものをＤ、と評価した。
＜窒化ケイ素の膜厚＞
窒化ケイ素膜の成膜に先立って下地有機層の一部をマスキングした耐熱テープを剥離して、マスキング部と通常の成膜部とを接触式の段差計（Ｂｒｕｋｅｒ Ｎａｎｏ社製、ＤＥＣＫＴＡＣ３ＳＴ）で走査して、段差を測定することで、成膜した窒化ケイ素膜の膜厚を測定した。
膜厚が５０ｎｍ以上のものをＡ、
膜厚が３０ｎｍ以上５０ｎｍ未満のものをＢ、
膜厚が２０ｎｍ以上３０ｎｍ未満のものをＣ、
膜厚が２０ｎｍ未満のものをＤ、と評価した。
窒化ケイ素膜の成膜に先立って下地有機層の一部をマスキングした耐熱テープを剥離して、マスキング部と通常の成膜部とを接触式の段差計（Ｂｒｕｋｅｒ Ｎａｎｏ社製、ＤＥＣＫＴＡＣ３ＳＴ）で走査して、段差を測定することで、成膜した窒化ケイ素膜の膜厚を測定した。
膜厚が５０ｎｍ以上のものをＡ、
膜厚が３０ｎｍ以上５０ｎｍ未満のものをＢ、
膜厚が２０ｎｍ以上３０ｎｍ未満のものをＣ、
膜厚が２０ｎｍ未満のものをＤ、と評価した。
＜ガスバリア性（バリア性）＞
作製したガスバリアフィルムの水蒸気透過率[g/(m2・day)]を、カルシウム腐食法（特開２００５−２８３５６１号公報に記載される方法）によって、測定した。
水蒸気透過率が５×１０-5g/(m2・day)以下のものをＡ、
水蒸気透過率が５×１０-5g/(m2・day)超５×１０-4g/(m2・day)以下のものをＢ
水蒸気透過率が５×１０-4g/(m2・day)超４×１０-1g/(m2・day)以下のものをＣ、
水蒸気透過率が４×１０-1g/(m2・day)超のものをＤ、と評価した。
結果を下記の表に示す。
作製したガスバリアフィルムの水蒸気透過率[g/(m2・day)]を、カルシウム腐食法（特開２００５−２８３５６１号公報に記載される方法）によって、測定した。
水蒸気透過率が５×１０-5g/(m2・day)以下のものをＡ、
水蒸気透過率が５×１０-5g/(m2・day)超５×１０-4g/(m2・day)以下のものをＢ
水蒸気透過率が５×１０-4g/(m2・day)超４×１０-1g/(m2・day)以下のものをＣ、
水蒸気透過率が４×１０-1g/(m2・day)超のものをＤ、と評価した。
結果を下記の表に示す。
表１に示すように、本発明の成膜装置によれば、ＲｔｏＲによるプラズマＣＶＤによる成膜において、基板Ｚの変形を抑制しつつ、十分な膜厚の成膜を行って、ガスバリア性の良好なガスバリアフィルムを作製できる。
また、実施例１０に示されるように、本発明の成膜装置によれば、放電面２０ａとドラム１８の周面との距離を５ｍｍと非常に近接しても、比較例に比して基板Ｚの変形を抑制でき、さらに、膜厚も厚く、ガスバリア性にも優れるガスバリアフィルムが得られる。実施例１２に示されるように、本発明の成膜装置によれば、シャワー電極２０を強く冷却してシャワー電極２０の温度を低減することで、より好適に基板Ｚの変形を抑制できる。さらに、実施例１４に示されるように、本発明の成膜装置によれば、シャワー電極２０にプロセスガスを供給するガス供給管４８ａを増やすことで、より好適に、基板Ｚの変形を抑制できると共に、膜厚を厚くできる。
また、実施例１０に示されるように、本発明の成膜装置によれば、放電面２０ａとドラム１８の周面との距離を５ｍｍと非常に近接しても、比較例に比して基板Ｚの変形を抑制でき、さらに、膜厚も厚く、ガスバリア性にも優れるガスバリアフィルムが得られる。実施例１２に示されるように、本発明の成膜装置によれば、シャワー電極２０を強く冷却してシャワー電極２０の温度を低減することで、より好適に基板Ｚの変形を抑制できる。さらに、実施例１４に示されるように、本発明の成膜装置によれば、シャワー電極２０にプロセスガスを供給するガス供給管４８ａを増やすことで、より好適に、基板Ｚの変形を抑制できると共に、膜厚を厚くできる。
これに対し、面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）が０．００００１９で、開口６２の面積比が小さい比較例１は、基板Ｚの変形が大きい。また、比較例１では、成膜中に異常放電も多く発生した。
また、面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）が０．２０２３５６で、開口６２の面積比が大きすぎる比較例２は、同様に、基板Ｚの変形が大きく、また、基板Ｚの変形によって、窒化ケイ素膜が適正に成膜できずに、ガスバリア性が悪かったと考えられる。
さらに、放電面１ｃｍ2当たりの開口６２の数が０．０７と少なすぎる比較例３、および、放電面１ｃｍ2当たりの開口６２の数が４２．９個と多すぎる比較例４も、同様に、基板Ｚの変形が大きい。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
また、面積比Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）が０．２０２３５６で、開口６２の面積比が大きすぎる比較例２は、同様に、基板Ｚの変形が大きく、また、基板Ｚの変形によって、窒化ケイ素膜が適正に成膜できずに、ガスバリア性が悪かったと考えられる。
さらに、放電面１ｃｍ2当たりの開口６２の数が０．０７と少なすぎる比較例３、および、放電面１ｃｍ2当たりの開口６２の数が４２．９個と多すぎる比較例４も、同様に、基板Ｚの変形が大きい。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
ガスバリアフィルムの製造等に、好適に用いることができる。
１０ 成膜装置
１２ 真空チャンバ
１２ａ 内壁面
１４ 基板室
１６ 成膜室
１８ ドラム（電極）
２０ シャワー電極
２６ 基板ロール
２８ａ，２８ｂ 隔壁
３２ 回転軸
３４ 巻取り軸
３６ａ，３６ｂ ガイドローラ
４０，５２ 真空排気装置
４２ 成膜済基板ロール
４６ アースシールド
４６ａ 絶縁シールド
４８ ガス供給部
４８ａ ガス供給管
５０ 高周波電源
５６ 電極本体
５６ａ 曲面
５８ 電極台
６２ 開口
６８ ボルト
７０ 中空部
７２ 拡散板
Ｚ 基板
ａ，ｂ 領域
１２ 真空チャンバ
１２ａ 内壁面
１４ 基板室
１６ 成膜室
１８ ドラム（電極）
２０ シャワー電極
２６ 基板ロール
２８ａ，２８ｂ 隔壁
３２ 回転軸
３４ 巻取り軸
３６ａ，３６ｂ ガイドローラ
４０，５２ 真空排気装置
４２ 成膜済基板ロール
４６ アースシールド
４６ａ 絶縁シールド
４８ ガス供給部
４８ａ ガス供給管
５０ 高周波電源
５６ 電極本体
５６ａ 曲面
５８ 電極台
６２ 開口
６８ ボルト
７０ 中空部
７２ 拡散板
Ｚ 基板
ａ，ｂ 領域
Claims (8)
- 長尺な基板を長手方向に搬送しつつ、プラズマＣＶＤによって前記基板に成膜を行う成膜装置であって、
周面に前記基板を巻き掛けて搬送する円柱状のドラム電極と、前記ドラム電極と共に電極対を構成するシャワー電極と、前記シャワー電極にプラズマ励起電力を供給する高周波電源と、成膜ガスを供給するガス供給手段と、を有し、
前記ガス供給手段は、前記シャワー電極に成膜ガスを供給するものであり、前記シャワー電極は、前記ドラム電極と対向し、かつ、通電される放電面に、前記成膜ガスを前記ドラム電極と前記シャワー電極との間に供給するための開口を、複数、有し、さらに、
前記シャワー電極は、前記放電面の面積をＡｓ、前記放電面における前記開口の合計面積をＡｈ、前記放電面の面積Ａｓと前記開口の合計面積Ａｈとの面積比をＡｈ／（Ａｓ−Ａｈ）とした際に、
０．０００１＜Ａｈ／（Ａｓ−Ａｈ）＜０．１
を満たし、かつ、
前記シャワー電極は、前記放電面１ｃｍ2当たりの前記開口の数をｎとした際に、
０．２＜ｎ＜２５
を満たすことを特徴とする成膜装置。 - 前記ドラム電極の回転軸の方向を幅方向、前記ドラム電極による前記基板の搬送方向を基板搬送方向、前記幅方向の前記ドラム電極の大きさをＷ、前記シャワー電極の放電面の前記幅方向の長さをＬｘ、前記シャワー電極の放電面の前記基板搬送方向の長さをＬｙ、とした際に、
前記シャワー電極の放電面は、
０．８Ｗ＜Ｌｘ＜Ｗ、および、０．１＜Ｌｙ／Ｌｘ＜０．５
を満たす請求項１に記載の成膜装置。 - 前記ドラム電極の周面と、前記シャワー電極の放電面との最短距離が５０ｍｍ以下である請求項１または２に記載の成膜装置。
- 前記シャワー電極を冷却する冷却手段を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
- 前記シャワー電極の放電面の前記開口が、円形で、直径が０．１〜５ｍｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置。
- 前記シャワー電極の放電面が、前記ドラム電極の周面に沿った曲面となっている領域を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置。
- 前記シャワー電極の放電面の前記曲面となっている領域は、前記ドラム電極の周面との距離が全面的に５０ｍｍ以下である請求項６に記載の成膜装置。
- 前記ドラム電極の回転軸の方向を幅方向、前記ドラム電極による基板の搬送方向を基板搬送方向、とした際に、
前記シャワー電極の放電面における前記開口の形成領域の前記幅方向の端部と、前記シャワー電極の放電面の前記幅方向の端部との距離が、前記基板搬送方向の全域で等しく、かつ、前記シャワー電極の放電面における前記開口の形成領域の前記基板搬送方向の端部と、前記シャワー電極の放電面の前記基板搬送方向の端部との距離が、前記幅方向の全域で等しく、さらに、
前記シャワー電極の放電面における前記開口の形成領域の前記幅方向の端部と、前記シャワー電極の放電面の前記幅方向の端部との距離が、前記幅方向の両側で等しく、かつ、前記シャワー電極の放電面における前記開口の形成領域の前記基板搬送方向の端部と、前記シャワー電極の放電面の前記基板搬送方向の端部との距離が、前記基板搬送方向の両側で等しい請求項１〜７のいずれか１項に記載の成膜装置。
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