等离子体化学气相沉淀成膜装置的制作方法

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等离子体化学气相沉淀成膜装置的制作方法

本发明涉及等离子体化学气相沉淀成膜装置。



背景技术:

以往,为了在塑料薄膜等薄带状的基材的表面上连续地形成硅氧化膜等皮膜,使用等离子体化学气相沉淀成膜装置。

等离子体化学气相沉淀成膜装置如在专利文献1中记载那样,具备填充有作为皮膜的原料的原料气体的真空腔室、配备在该真空腔室内的金属制的一对成膜辊、具有分别连接在一对成膜辊上的电极的电源、和分别设在一对成膜辊的内部的磁场产生机构。

在使用该成膜装置在带状的基材的表面连续地形成皮膜的情况下,将带状的基材以分别卷绕在一对成膜辊的相互对置的部分上的状态送出。此时,磁场产生机构使一对成膜辊间的空间产生磁场。并且,电源向一对成膜辊之间以高电压施加高频的交流电压。由此,在一对成膜辊间的磁场的区域内产生等离子体。通过产生的等离子体的能量,真空腔室内部的原料气体的分子被分解而附着在基材的表面上。由此,在该基材的表面上连续地形成皮膜。这样,通过等离子体化学气相沉淀在基材的表面上连续地形成皮膜。

如上述那样,在成膜作业中,将带状的基材分别卷绕在一对成膜辊的相互对置的部分上。但是,各成膜辊的两端部没有被卷绕基材而露出。因而,通过在一对成膜辊之间产生的等离子体,在这些露出的各成膜辊的两端部也有可能形成皮膜。

所以,为了防止这些成膜辊的两端部上的皮膜形成,在上述专利文献1记载的成膜装置中,在一对成膜辊之间设有将各成膜辊的两端部覆盖的遮蔽部件。遮蔽部件具有沿着成膜辊的端部表面的周向那样的弯曲形状。

该遮蔽部件通过将各成膜辊的两端部覆盖,抑制该两端部的异常放电的发生。由此,防止通过该放电在成膜辊的两端部形成皮膜。

在上述专利文献1记载的成膜装置中,为了防止成膜辊的两端部的皮膜形成,在一对成膜辊之间设有将各成膜辊的两端部覆盖的遮蔽部件。

在该结构中,关于成膜辊的轴向,在被进行成膜的范围的成膜辊的金属制的外周面中的卷绕有基材的部分中,该成膜辊的表面被基材覆盖。但是,在其以外的部分、即没有被卷绕基材的部分中,由于不与基材接触,所以露出到外部。这样,在金属制的成膜辊中的露出到外部的部分中,通过该露出的部分与其周围的部分(例如真空腔室的内壁等)之间的电位差,有可能发生异常放电。因此,有可能不能继续成膜作业。

专利文献1:日本特开2011-84780号公报。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种等离子体化学气相沉淀成膜装置,上述等离子体化学气相沉淀成膜装置防止在进行关于成膜辊的轴向的成膜的范围中,在没有卷绕基材的部分中发生异常放电。

本发明的等离子体化学气相沉淀成膜装置的特征在于,具备:真空腔室;金属制的成膜辊,绕旋转轴旋转自如地安装在上述真空腔室内部,具有以该旋转轴为中心的圆筒状的外周面,在其外周面中的周向的一部分上卷绕带状的基材;磁场生成部,配置在上述成膜辊的内部,在上述成膜辊的上述外周面中的被卷绕上述基材的部分的外侧生成磁场;电源,连接在上述成膜辊上,对该成膜辊施加用来在上述磁场的区域内生成等离子体的交流电压;罩,将上述成膜辊的上述外周面中的相对于卷绕上述基材的部分隔着该成膜辊的上述旋转轴位于相反侧且不与该基材接触的部分覆盖。

附图说明

图1是表示有关本发明的实施方式的等离子体化学气相沉淀成膜装置的整体结构的将真空腔室的前表面去除的状态的主视图。

图2是表示与图1的成膜辊对应的罩的配置的放大主视图。

图3是图1的等离子体化学气相沉淀成膜装置的一对成膜辊周边的放大俯视图。

图4是表示与图1的成膜辊对应的罩的配置的放大立体图。

图5是表示有关本发明的变形例的具备遍及成膜辊的全长延伸的罩的等离子体化学气相沉淀成膜装置的构造的一对成膜辊周边的放大俯视图。

图6是表示有关本发明的另一变形例的具备将成膜辊的进行关于轴向的成膜的范围覆盖的辊绝缘部的等离子体化学气相沉淀成膜装置的构造的一对成膜辊周边的放大俯视图。

图7是与图1的成膜辊对应的辊绝缘部及罩的配置的放大主视图。

图8是从图6的成膜辊的端部将端部帽拆下的状态的分解俯视图。

具体实施方式

以下,参照附图更详细地说明本发明的等离子体化学气相沉淀成膜装置的实施方式。

图1~图4所示的等离子体化学气相沉淀成膜装置10(以下称作成膜装置10)是通过等离子体化学气相沉淀在带状的基材A的表面上连续地形成薄膜的装置。该成膜装置10具备真空腔室1、在该真空腔室内部绕旋转轴2c旋转自如地安装的一对成膜辊2、配置在各成膜辊2内部的磁铁3、向一对成膜辊2施加高频的交流电压的高频电源4、多个导引辊5、将真空腔室1内部分隔的隔壁6、和将成膜辊2的外周面中的相对于卷绕基材A的部分2a为相反侧的不与基材A接触的部分2b覆盖的罩9。

真空腔室1是中空的箱体,具有连接在真空泵(未图示)等排气机构上的排气口15。

真空腔室1的内部空间被成膜辊2及与其相邻的隔壁6划分为两个空间,即低压室7和高压室8。低压室7是用成膜辊2表面进行基材A的成膜的成膜区。高压室8是不进行基材A的成膜的非成膜区。

低压室7连通到排气口15,被减压到真空状态或低压状态。在低压室7上,设有原料气体供给口12及氧气供给口13。作为皮膜的材料的原料气体G1被经由原料气体供给口12向低压室7供给。氧气OX被经由氧气供给口13向低压室7供给。在高压室8中设有氧气供给口14,经由该氧气供给口14被供给氧气OX。高压室8被保持为比低压室7的内部高压。

一对成膜辊2是分别用不锈钢等金属制造的辊。一对成膜辊2具有以旋转轴2c为中心的圆筒状的外周面。一对成膜辊2在真空腔室1的内部绕旋转轴2c旋转自如地安装。即,各成膜辊2的旋转轴2c的两端部被真空腔室1的对置的一对侧壁等旋转自如地支承。一对成膜辊2的外周面中的相互对置的部分2a被插入到隔壁6的开口部6a中而收纳在低压室7的内部。

带状的基材A被卷绕到一对成膜辊2的外周面中的作为周向的一部分的相互对置的部分2a上。

一对成膜辊2的外周面的全周中的没有被卷绕基材A的部分(即,背侧的部分)2b位于真空腔室1的高压室8中。

各成膜辊2有在-20~200℃左右的范围中被温度调整的情况。因此,成膜辊2需要具有在这些温度范围中不变质或破裂那样的热特性。成膜辊2的材质优选的是使用不锈钢等透磁率较小的金属材料,以便容易传输磁铁3的磁场。

关于各成膜辊2的轴向,在配置磁铁3的区域2e中,该成膜辊2的外周面由于没有被绝缘部19覆盖,所以露出。另一方面,上述磁铁3的配置区域2e的周边的范围被由绝缘材料构成的绝缘部19覆盖。绝缘部19将成膜辊2中的两侧的区域覆盖。成膜辊2的两侧的端部2d被端部帽11覆盖。端部帽11的表面被由绝缘材料构成的绝缘部20覆盖。

磁铁3分别配置在成膜辊2的内部,具体而言分别配置在一对成膜辊2的外周面的相互对置的部分2a的内侧。磁铁3在一对成膜辊2之间、各自的成膜辊2的外周面中的卷绕基材A的部分2a的外侧生成磁场。磁铁3是包含在本发明的磁场生成部中的概念,例如由永久磁石(钕、钐钴、铁素体等)等构成。

高频电源4分别连接在一对成膜辊2上。高频电源4向一对成膜辊2之间施加用来在磁场的区域内生成等离子体P的高频的交流电压。由此,在低压室7内部,在一对成膜辊2之间发生放电,在磁铁3附近的磁场的区域内,原料气体G1成为等离子体状态,产生等离子体P。换言之,低压室7存在在磁场的区域内生成的等离子体P,作为使用该等离子体P进行基材A的成膜的成膜区发挥功能。

作为从高频电源4向一对成膜辊2施加的电压,是平均电压相对于真空腔室1的电位为负的高频(例如,十~几百kHz左右,优选的是几十kHz左右),优选的是峰间值为1000V以上的电压。

罩9将成膜辊2的外周面中的相对于被卷绕基材A的部分2a隔着该成膜辊2的旋转轴2c位于相反侧且将不与该基材A接触的部分(即,背侧的部分)2b覆盖。此外,罩9如图3所示,关于各成膜辊2的轴向,具有至少将磁铁3的配置区域2e覆盖的宽度。例如,罩9具有与基材A相同的宽度。

罩9如图2所示,具有沿着成膜辊2的背侧的部分2b弯曲为圆弧状的形状。罩9具体而言,具备金属制的主体部9a和由绝缘材料构成的绝缘部9b。主体部9a用不锈钢等金属材料制造。绝缘部9b将主体部9a的对置于成膜辊2的部分覆盖。

构成绝缘部9b的绝缘材料例如包括陶瓷材料。作为陶瓷材料,除了铝的氧化物(Al2O3)以外,还可以举出氧化锆(ZrO2)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)等。此外,还可以使用硅氧化物、聚酰亚胺、玻璃等材料的单体、或它们的层叠体或混合物等。此外,在含有氧的等离子体处理的情况下,绝缘部9b优选的是氧化物。

其中,铝的氧化物(Al2O3)由于在这些陶瓷材料中覆盖性及绝缘性最好,所以是优选的。因而,作为最优选的绝缘部9b,使用将氧化铝及/或氧化铝类化合物喷镀到主体部9a的与成膜辊2对置的部分上的结构。

此外,构成绝缘部9b的绝缘材料更优选的是即使研磨也不易剥离、坚硬而结实的材质。即,在成膜作业中,在罩9的绝缘部9b的表面上形成了皮膜的情况下,为了将该皮膜除去,进行将绝缘部9b的表面的皮膜通过研磨等去掉的作业。在该研磨作业时,如果是由硬度较低的绝缘材料构成的绝缘部,则有可能被削掉而受到损伤。所以,优选的是使用如上述那样坚硬而结实的绝缘材料。作为满足对以上的绝缘部9b要求的性能的材料,优选的是上述陶瓷材料,在该陶瓷材料中,也特别优选的是氧化铝及/或氧化铝类化合物。

此外,优选的是在绝缘部9b的表面上覆盖氟树脂等,以便容易将附着在绝缘部9b的表面上的脏污剥离。

如图2所示,罩9与成膜辊2之间的间隙t1为了防止成膜辊2上的异常放电的发生,优选的是尽可能窄。间隙t1例如被设定为1~5mm左右。此外,罩9与基材A之间的间隙t2也为了防止成膜辊2上的异常放电的发生而优选的是尽可能窄。

此外,绝缘部9b的厚度d只要是能够确保在成膜辊2与腔室1的内壁等的周边部件之间不发生异常放电的程度的绝缘性的厚度就可以。厚度d例如只要有10μm以上就可以。此外,如果绝缘部9b较厚,则将成膜辊2的背侧的部分2b遮蔽的效果变高。结果,关于罩9,防止该背侧的部分2b处的异常放电的发生及皮膜形成的能力提高。此外,罩9的厚度C如果考虑为了维持罩9与成膜辊2之间的间隙t1而具有该罩9的刚性,则优选的是具有0.5mm以上的厚度。

罩9如图4所示,经由支承构造体21被相对于腔室1的侧壁1a固定。支承构造体21具有向腔室1的侧壁固定的底座部21a、和连结在罩9上的连结部21b。连结部21b通过焊接等连结在罩9的外周面上。底座部21a被通过螺钉固定等固定在腔室1的侧壁1a上。

作为被成膜的基材A,采用薄带状的部件。基材A的厚度优选的是5μm以上。如果厚度不到5μm,则基材A容易伸长等变形,难以将该基材A稳定地卷绕到成膜辊2的外周面上。另一方面,如果基材A的厚度变得比500μm大,则阻抗变高,有可能从成膜辊2对等离子体P供电变得困难。此外,如果基材A的厚度比500μm大,则还有可能基材A的输送不稳定而发生异常放电。在考虑到这些点的情况下,在使用上述结构的成膜装置10进行成膜的情况下,如果使用具有5~500μm的厚度的基材A,则在使用较薄的基材的同时,能够不发生异常放电而稳定地进行。

接着,说明使用如上述那样构成的成膜装置10对基材A的表面进行成膜的方法。

首先,如图1所示,成膜前的基材A在被卷绕为卷状的卷R1的状态下,被安设到真空腔室1内部的规定的地方。被从卷R1拉出的带状的基材A被依次向右侧的成膜辊2、多个导引辊5及左侧的成膜辊2卷绕。该状态的带状的基材A首先在卷绕在右侧的成膜辊2的外周面的部分2a上的状态下,通过该成膜辊2的旋转,被在低压室7内部中输送。进而,基材A在被多个导引辊5支承的状态下被在高压室8内部中输送。并且,基材A在卷绕在左侧的成膜辊2的外周面的部分2a上的状态下,通过该成膜辊2的旋转,在低压室7内部中被输送,在真空腔室1的与卷R1相反的一侧的位置,如卷R2那样被卷成卷状。

此时,真空腔室1的低压室7经由排气口15被真空泵(未图示)抽真空,被减压为真空或低压状态。并且,向低压室7内部,从原料气体供给口12供给原料气体G1,从氧气供给口13供给氧气OX。与此同时,向高压室8内部供给氧气OX,由此,高压室8内部的压力被调整为比低压室7内部的压力高。

与此同时,在低压室7的内部,从高频电源4向一对成膜辊2之间施加高频的交流电压。在一对成膜辊2的外周面的对置的部分2a之间,在该部分2a的附近通过磁铁3产生磁场。在磁场的区域内,从成膜辊2接受了电力的原料气体G1成为等离子体状态,产生等离子体P。

由此,被从卷R1向卷R2输送的基材A在低压室7的内部、一对成膜辊2之间,当接触到等离子体P时形成皮膜。

另一方面,由于成膜辊2的外周面中的没有被卷绕基材A的背侧的部分2b被罩9覆盖,所以异常放电的发生变得不易发生。因此,即使经由隔壁6的开口部6a从低压室7向高压室8漏出的一部分原料气体G2达到成膜辊2的背侧的部分2b,在该背侧的部分2b处原料气体G2等离子体化而形成皮膜的可能性也变低。

以上说明的实施方式的成膜装置1具有以下的特征。

在进行等离子体化学气相沉淀的情况下,在对成膜辊2施加了用来生成等离子体P的交流电压的状态下,进行关于成膜辊2的轴向B的成膜的范围成为能够生成等离子体P的程度的高电位。在该范围中,不仅是成膜辊2的外周面中的卷绕着基材A而接触在该基材A上的部分2a,不与基材A接触的背侧的部分2b也成为能够生成等离子体P的程度的高电位。在本实施方式的成膜装置10中,罩9将成膜辊2的外周面中的相对于卷绕基材A的部分2a隔着该成膜辊2的旋转轴2c位于相反侧的不与该基材A接触的背侧的部分2覆盖。由此,不仅成膜辊2的外周面中的基材A接触的部分2a被基材A覆盖,作为相对于该部分为背侧的部分2b的不与基材A接触的部分也被罩9覆盖,能够防止该背侧的部分2b处的异常放电的发生。

结果,即使是在成膜时因想要使成膜的薄膜的隔绝性等的膜质变好而提高功率时等的理由而对成膜辊2施加了高电压的情况,在成膜辊2的背侧的部分2b也不发生异常放电。因此,能够进行大功率下的成膜处理,能够提高成膜作业中的膜质及生产性。

在本实施方式的成膜装置10中,罩9中的至少与成膜辊2对置的部分(具体而言是绝缘部9b)包括绝缘材料。通过该绝缘材料将成膜辊2从其周边的物体(例如,真空腔室1或未图示的自由辊等被接地的构成物)绝缘,能够防止成膜辊2与其周边的物体之间的异常放电的发生。由此,能够防止成膜辊2及其周边的物体上的皮膜的形成。

罩9只要如上述实施方式那样在罩9的至少与上述成膜辊对置的部分(例如绝缘部9b)包含绝缘材料就可以,也可以在罩9的整体中包含绝缘材料。或者,罩9也可以仅由绝缘材料构成。

在本实施方式的成膜装置10中,作为更优选的技术方案,罩9具备金属制的主体部9a、和由上述绝缘材料构成的将该主体部9a的与成膜辊2对置的部分覆盖的绝缘部9b。

在该结构中,由于罩9的金属制的主体部9a中的与成膜辊2对置的部分被由绝缘材料构成的绝缘部9b覆盖,所以在主体部9a是金属制的同时,能够防止该主体部9a与成膜辊2之间的异常放电的发生,防止主体部9a上的皮膜的形成。此外,能够将通常是脆弱的材质的绝缘部9b用主体部9a加强。因此,在罩9的安装时绝缘部9b损坏等的可能性减小。

并且,罩9具有绝缘部9b,由此直流交流的哪种异常放电都能够防止。

在本实施方式的成膜装置10中,真空腔室1具有在磁场的区域内生成的等离子体P存在、使用该等离子体P进行基材A的成膜的作为成膜区的低压室7、和不进行基材A的成膜的作为非成膜区的高压室8。成膜辊2具有配置在低压室7中的部分2a、和配置在高压室8中的部分2b。罩9被配置在高压室8中,将成膜辊2的不与基材A接触的部分2b覆盖。

在该结构中,罩9通过在作为非成膜区的高压室8中将不与成膜辊2的基材A接触的部分2b覆盖,能够防止该部分2b处的皮膜的产生。

本实施方式的成膜装置10还具备与成膜辊2相邻配置、将作为成膜区的低压室7和作为非成膜区的高压室8划分的隔壁6。高压室8的压力被设定为比低压室7的压力高。

在该结构中,由于作为非成膜区的高压室8的压力被设定为比作为成膜区的低压室7的压力高,所以当向低压室7送入作为用来进行成膜的原料的气体时,能够抑制该气体穿过成膜辊2与隔壁6的间隙(即,图1的隔壁6的开口部6a的边缘与成膜辊2的间隙)从低压室7向高压室8扩散。此外,如果高压室8的压力变高,则有容易发生配置在成膜辊2的高压室8中的部分2b的放电的倾向,但由于罩9在高压室8中将成膜辊2的不与基材A接触的部分2b覆盖,所以能够防止该部分2b处的皮膜的产生。

在本实施方式的成膜装置10中,通过作为构成罩9的绝缘部9b的绝缘材料而使用陶瓷材料,与树脂材料等其他材料相比绝缘性良好。

在本实施方式的成膜装置10中,通过绝缘部9b用含有铝的氧化物的材料构成,与其他陶瓷材料相比覆盖性及绝缘性变得最好。

本发明并不限定于以上说明的实施方式。例如,本发明包括以下这样的变形例。

罩9如图5所示,也可以关于成膜辊2的轴向,遍及成膜辊2的全长将成膜辊2的外周面中的没有卷绕基材A的部分2b覆盖。

将成膜辊2的端部覆盖的端部帽11(参照图3)为了避免与罩9的干涉,优选的是省略。

此外,有关本发明的成膜装置优选的是如图6~图7所示那样还具备辊绝缘部22。该辊绝缘部22由绝缘材料构成,在成膜辊2的外周面中的该成膜辊2的轴向上至少将磁铁3(磁场生成部)的配置区域2e的范围覆盖。该辊绝缘部22使得罩9整体能够用金属材料制造。

在该图6~图7所示的变形例中,辊绝缘部22在成膜辊2的外周面中的该成膜辊2的轴向上至少将磁铁3的配置区域2e的范围覆盖。由此,辊绝缘部22不仅是成膜辊2的卷绕基材A的部分2a,将相对于该部分2a隔着该成膜辊2的旋转轴位于相反侧的不与该基材A接触的部分2b也覆盖。因此,即使将罩9用金属材料制造,通过在该罩9与成膜辊2之间夹着辊绝缘部22,也能够防止它们之间的异常放电的发生,防止罩9上的皮膜的产生。由此,作为罩9,可以使用加工及维护较容易的金属零件。

此外,在该图6~图7所示的变形例中,通过将成膜辊2的外周面覆盖的辊绝缘部22,能够防止由该成膜辊2的与基材A接触的部分的背侧的部分2b和其周围的部分(例如真空腔室1的内壁等)之间的电位差引起的直流的异常放电。与此同时,通过在与成膜辊2之间隔开了一定的距离的罩9将上述背侧的部分2b覆盖,在罩9与成膜辊2之间形成没有等离子体P的空隙。结果,还能够防止由等离子体P引起的交流的异常放电。由此,成膜辊2的背侧的部分2b处的交流、直流哪种异常放电都能够防止。

此外,通过辊绝缘部22将成膜辊2的外周面覆盖,能够将罩9的绝缘部9b(参照图2)省略。

这样的将成膜辊2的外周面覆盖的辊绝缘部22具体如图6~图8所示,在成膜辊2的外周面中的该成膜辊2的轴向B上将磁铁3的配置区域及其周边的范围覆盖。在该变形例中,辊绝缘部22如图8所示,将成膜辊2中的除了两侧的端部2d以外的能够与基材A接触的区域覆盖。成膜辊2的两侧的端部2d被端部帽11覆盖。端部帽11具有与成膜辊2的端部2d嵌合的凹部11a。端部帽11的表面被由绝缘材料构成的绝缘部20覆盖。

对辊绝缘部22要求的性能,具体而言是在成膜辊2侧和等离子体P侧为1000V以上的耐电压、以及是不易因氧或有机Si等的等离子体P而受到损伤的材料等。这里,如果辊绝缘部22的耐电压不到1000V,则辊绝缘部22不能承受等离子体P中的电位,有可能引起绝缘破坏。此外,容易因等离子体P受到损伤的材料由于在进行等离子体化学气相沉淀的期间中劣化,所以不适合作为辊绝缘部22的材料。

此外,构成辊绝缘部22的绝缘材料与上述的罩9的绝缘部9b同样,优选的是包含陶瓷材料。作为陶瓷材料,除了铝的氧化物(Al2O3)以外,还可以举出氧化锆(ZrO2)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)等。此外,也可以使用硅氧化物、聚酰亚胺、玻璃等材料的单体或它们的层叠体或混合物等。此外,在含有氧的等离子体处理的情况下,辊绝缘部22优选的是氧化物。

其中,特别是铝的氧化物(Al2O3)由于在这些陶瓷材料中覆盖性及绝缘性最好,所以是优选的。因而,作为最优选的绝缘部9b,使用将氧化铝及/或氧化铝类化合物喷镀在成膜辊2上的结构。

此外,构成辊绝缘部22的绝缘材料与上述罩9的绝缘部9b同样,更优选的是即使研磨也不易剥离的坚硬而结实的材质。即,当基材A曲折地行进时、或在成膜辊2的背侧的部分2b等,有由等离子体化学气相沉淀形成的皮膜形成在辊绝缘部22上的情况。为了将该皮膜除去,进行将辊绝缘部22的表面的皮膜通过研磨等去掉的作业。在该研磨作业时,如果是由硬度较低的绝缘材料构成的辊绝缘部22,则有可能辊绝缘部22削掉而受到损伤。所以,作为辊绝缘部22,优选的是如上述那样使用坚硬而结实的绝缘材料。作为满足以上的对辊绝缘部22要求的性能的材料,优选的是上述陶瓷材料,在该陶瓷材料中,特别优选的是氧化铝及/或氧化铝类化合物。

另外,端部帽11的表面的绝缘部20也可以由与上述辊绝缘部22相同的绝缘材料构成,但也可以使用其他的绝缘材料。

辊绝缘部22的厚度作为能够在稳定产生等离子体P的同时减少辊绝缘部22的损伤的厚度,设定为1~500μm。即,如果辊绝缘部22的厚度超过500μm,则阻抗变高,从成膜辊2对等离子体P供电变得困难。另一方面,如果辊绝缘部22的厚度不到1μm,则辊绝缘部22有可能由于等离子体P的电位而绝缘破坏,或辊绝缘部22有可能通过基材A的接触等而在物理上发生破损或剥离等。所以,如果如上述那样辊绝缘部22的厚度是1~500μm的范围内,则能够向等离子体P稳定地供电,并且能够减少因辊绝缘部22的绝缘破坏等带来的损坏。

此外,由于成膜卷2的金属表面被辊绝缘部22覆盖,所以即使基材A在成膜卷2的轴向B上曲折地行进,成膜卷2的金属表面也不会在形成有等离子体P的空间中露出。因此,不会发生异常放电,能够实现稳定的成膜及作业。

进而,在使用厚度为12~25μm左右的较薄的基材A的情况下,由于在成膜辊2与等离子体P之间夹着较薄的基材A及辊绝缘部22的两者,所以也能够将成膜辊2与等离子体P之间的高频阻抗维持得较高。因此,能够将高频的电压设定得较高。由此,基材A附近的离子及电子的能量变高,对于较薄的基材A也能够形成良好的皮膜。

本发明并不限定于具备一对成膜辊2的成膜装置。例如,本发明也可以应用到具备1个成膜辊的成膜装置中。在此情况下,成膜装置只要还具备与成膜辊对置的对置电极就可以。电源只要对成膜辊及对置电极施加用来生成等离子体的电压就可以。

另外,在上述具体的实施方式中,主要包括具有以下的结构的发明。

本实施方式的等离子体化学气相沉淀成膜装置的特征在于,具备:真空腔室;金属制的成膜辊,绕旋转轴旋转自如地安装在上述真空腔室内部,具有以该旋转轴为中心的圆筒状的外周面,在其外周面中的周向的一部分上卷绕带状的基材;磁场生成部,配置在上述成膜辊的内部,在上述成膜辊的上述外周面中的被卷绕上述基材的部分的外侧生成磁场;电源,连接在上述成膜辊上,对该成膜辊施加用来在上述磁场的区域内生成等离子体的交流电压;罩,将上述成膜辊的上述外周面中的相对于卷绕上述基材的部分隔着该成膜辊的上述旋转轴位于相反侧且不与该基材接触的部分覆盖。

在进行等离子体化学气相沉淀的情况下,在对成膜辊施加了用来生成等离子体的交流电压的状态下,关于成膜辊的轴向的进行成膜的范围为能够生成等离子体的电位。在该范围中,不仅是成膜辊的外周面中的被卷绕基材而接触在基材上的部分,相对于被卷绕基材的部分隔着该成膜辊的旋转轴位于相反侧的不与该基材接触的成膜辊的背侧的部分也为能够生成等离子体的电位。因此,在不与该基材接触的成膜辊的背侧的部分,成为容易发生异常放电的状态。所以,在本实施方式中,罩将成膜辊的外周面中的相对于被卷绕上述基材的部分隔着该成膜辊的旋转轴位于相反侧的不与该基材接触的部分覆盖。由此,不仅是成膜辊的外周面中的基材接触的部分被基材覆盖,作为相对于该部分为背侧的部分的不与基材接触的部分也被罩覆盖,能够防止该背侧的部分处的异常放电的发生。

优选的是,上述罩中的至少与上述成膜辊对置的部分包含绝缘材料。

在该结构中,通过罩的至少与成膜辊对置的部分中包含的绝缘材料将成膜辊从其周边的物体绝缘,能够防止成膜辊与其周边的物体之间的异常放电的发生。由此,能够防止成膜辊及其周边的物体上的皮膜的形成。

优选的是,上述罩具备:金属制的主体部;绝缘部,由上述绝缘材料构成,将该主体部的与上述成膜辊对置的部分覆盖。

根据这样的结构,罩的金属制的主体部中的与成膜辊对置的部分被由绝缘材料构成的绝缘部覆盖。因此,能够在主体部是金属制的同时,防止该主体部与成膜辊之间的异常放电的发生,防止主体部上的皮膜的形成。

或者优选的是,上述罩是金属制;上述等离子体化学气相沉淀成膜装置还具备辊绝缘部,上述辊绝缘部由绝缘材料构成,在上述成膜辊的上述外周面中的该成膜辊的轴向上至少将上述磁场生成部的配置区域的范围覆盖。

根据这样的结构,即使将罩用金属材料制造,在该罩与成膜辊之间隔着辊绝缘部,由此也能够防止它们之间的异常放电的发生,防止罩上的皮膜的发生。由此,作为罩,可以使用加工及维护较容易的金属零件。

优选的是,上述真空腔室具有成膜区和非成膜区,上述成膜区存在在上述磁场的区域内生成的上述等离子体,使用该等离子体进行上述基材的成膜,上述非成膜区不进行上述基材的成膜,上述成膜辊具有配置在上述成膜区中的部分和配置在上述非成膜区中的部分,上述罩配置在上述非成膜区中,将上述成膜辊的不与上述基材接触的部分覆盖。

根据这样的结构,通过罩在非成膜区中将不与成膜辊的基材接触的部分覆盖,能够防止该部分上的皮膜的产生。

优选的是,上述成膜装置还具备隔壁,上述隔壁以相邻于上述成膜辊的方式配置,将上述成膜区和上述非成膜区划分,上述非成膜区的压力被设定为比上述成膜区的压力高。

根据这样的结构,非成膜区的压力被设定为比上述成膜区的压力高。因此,当向成膜区送入作为用来进行成膜的原料的气体时,能够抑制该气体穿过成膜辊与隔壁的间隙从成膜区扩散到非成膜区。此外,如果非成膜区中的压力变高,则有容易发生成膜辊的配置在非成膜区中的部分上的放电的倾向,但由于罩在非成膜区中将不与成膜辊的基材接触的部分覆盖,所以能够防止该部分上的皮膜的发生。

如以上说明,根据本实施方式的等离子体化学气相沉淀成膜装置,能够防止成膜辊中的相对于被卷绕基材的部分隔着该成膜辊的旋转轴位于相反侧的部分、即没有被卷绕基材的部分处的异常放电的发生。

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