JP2014070237A

JP2014070237A - プラズマｃｖｄ装置

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Publication number: JP2014070237A
Application number: JP2012216135A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kano; 裕治加納; Yuji Watanabe; 祐二渡邉
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-04-21
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: JP5985338B2

Abstract

【課題】基板表面以外へのプラズマＣＶＤ層の付着を可及的に抑制しつつ、基材表面に、プラズマＣＶＤ層を効率的に且つ経済的に有利に積層形成可能なプラズマＣＶＤ装置を提供する。
【解決手段】反応室２２内に、カバー筒部６０，６２，６４を、プラズマ発生部２４の吹出口５２の周りを囲んで、吹出口５２からのプラズマの吹出方向に延びるように配置すると共に、プラズマＣＶＤ膜を形成するための成膜用ガスに含まれるガス成分をカバー筒部６２，６４の内側に導入する導入口９４，９６を備えたガス導入手段９０，９２，９８，１００を設けて、吹出口５２から吹き出されるプラズマに対して、成膜用ガスに含まれるガス成分をカバー筒部６２，６４の内側で接触させるように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラズマＣＶＤ装置に係り、特に、基板の表面上に、プラズマＣＶＤ層をプラズマＣＶＤ法によって積層形成するのに使用されるプラズマＣＶＤ装置の改良に関するものである。

従来から、各種の材質からなる基材の表面上に薄膜を形成する手法の一つとして、プラズマを利用するプラズマＣＶＤ法が知られている。そして、このプラズマＣＶＤ法を実施して、基板表面に薄膜状のプラズマＣＶＤ層を形成する装置も、様々な構造のものがある。例えば、特開２００９−１２０８８１号公報（特許文献１）等に開示される平行平板型のプラズマＣＶＤ装置や、特開２００５−２４８３２７号公報等に明らかにされる誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置等が、それである。

よく知られているように、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置は、基板が収容される反応室と、かかる反応室内に、互いに平行に延びるように対向配置された一対の平板状のプラズマ発生電極とを有して、構成されている。一方、誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置は、基板が収容される反応室と、その反応室の外部に配置された高周波誘導用のアンテナとを有して、構成されている。そして、それら平行平板型のプラズマＣＶＤ装置と誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置は、成膜用ガスが反応室内に供給された状態下で、一対のプラズマ発生電極間や高周波誘導用のアンテナに高周波電源からの電力を印加することにより、反応室内で、成膜用ガスに含まれる原料ガスのプラズマと反応ガスのプラズマを発生させ、更に、それらのプラズマを反応させることで、所定の生成物を生成し、それを基板の表面上に堆積させることによって、かかる生成物からなるプラズマＣＶＤ層を積層形成するようになっている。

このような平行平板型のプラズマＣＶＤ装置と誘導結合型のプラズマＣＶＤ装置にあっては、プラズマ化された成膜用ガス（原料ガスと反応ガス）が、反応室内の全体に分散するため、プラズマＣＶＤ層を、大面積の基板の表面の全体に対して、一度の成膜工程で一挙に積層形成することができるといった利点がある。しかしながら、その反面、成膜用ガスのプラズマのプラズマＣＶＤ法による反応によって生成された生成物が、反応室の内面や、反応室内に配置された電極、或いは基板を支持する支持部材等に付着することが避けられず、それ故、それらを除去するための余分な作業を行う必要があった。

かかる状況下、例えば、特開２００１−２２０６８０号公報（特許文献３）には、基板表面以外の生成物（プラズマＣＶＤ層）の付着を抑制可能なプラズマＣＶＤ装置が、明らかにされている。

このプラズマＣＶＤ装置は、基材を収容する反応室と、プラズマを発生させるプラズマ発生部と、プラズマ発生部で発生したプラズマを反応室内に吹き出させる吹出口とを有して、構成されている。このようなプラズマＣＶＤ装置を用いて、基材の表面にプラズマＣＶＤ層を形成する際には、例えば、先ず、基材を収容する反応室内を真空状態とする一方、アルゴンガス等の不活性ガスをプラズマ発生部に導入して、プラズマ発生部でアルゴンプラズマを発生させる。そして、かかるアルゴンプラズマを、プラズマ発生部から吹出口を通じて、真空状態とされた反応室内に吹き出させる一方、プラズマＣＶＤ層を形成するための成膜用ガスを反応室内に供給して、成膜用ガスをアルゴンプラズマに接触させる。これにより、成膜用ガスに含まれる原料ガスや反応ガスをプラズマ化して、それら原料ガスのプラズマと反応ガスのプラズマとをプラズマＣＶＤ法により反応させる。そうして、そのような反応により生成した生成物を基材の表面上に堆積させて、基材表面にプラズマＣＶＤ層を積層形成するのである。

また、かかるプラズマＣＶＤ装置を用いて、プラズマＣＶＤ層を形成する際には、不活性ガスに代えて、成膜用ガスに含まれる一部のガス成分を、プラズマ発生部に導入する場合もある。この場合には、成膜用ガスに含まれる一部のガス成分を、プラズマ発生部にてプラズマ化して、かかるプラズマを、プラズマ発生部から吹出口を通じて反応室内に吹き出させる一方、反応室内に供給される成膜用ガスのうちの他のガス成分を供給し、そのような他のガス成分をプラズマと接触させることにより、プラズマ化する。そして、それらプラズマ化されたガス成分同士をプラズマＣＶＤ法によって反応させて、反応室内の基材の表面上にプラズマＣＶＤ層を形成するのである。

このように、前記公報に開示される従来のプラズマＣＶＤ装置は、吹出口を通じて、プラズマ発生部から反応室内に吹き出されるプラズマを利用して、反応室内に収容される基材の表面上に、プラズマＣＶＤ層を形成するようになっている。そして、そのようなプラズマＣＶＤ装置では、プラズマが、吹出口から基板表面に向かって吹き出されるため、成膜用ガスのプラズマの反応室内全体への分散が有利に抑制されて、プラズマＣＶＤ法による反応により生成した生成物が、基板表面に集中的に堆積するようになる。その結果、反応室の内面や基板を支持する支持部材等への生成物の付着が可及的に防止され得ることとなるのである。

ところが、かくの如き構造とされた、プラズマ発生部からプラズマを吹き出させる、所謂プラズマ吹出型プラズマＣＶＤ装置に関して、本発明者が、様々な角度から検討を加えたところ、かかる装置には、以下の如き問題が内在していることが判明した。

すなわち、従来のプラズマ吹出型プラズマＣＶＤ装置では、プラズマＣＶＤ層を形成するための成膜用ガスを反応室内に導くガス導入パイプが、反応室の側壁部を貫通し、その先端部において反応室内に開口するように設置されている。そして、プラズマＣＶＤ層を形成するための成膜用ガスが、かかるガス導入パイプの先端開口部から反応室内に、吹出口を通じて反応室内に吹き出されるプラズマに向かって、側方から放出されるようになっている。それ故、このような従来のプラズマ吹出型のプラズマＣＶＤ装置においては、プラズマＣＶＤ層を形成するための成膜用ガスの一部が、吹出口から吹き出されるプラズマと接触する前に反応室内に拡散することが避けられなかった。そして、プラズマとの接触前に反応室内に拡散した成膜用ガスは、プラズマＣＶＤ法による反応に利用されることなく、真空ポンプ等によって外部に排出されて、無駄になってしまうことが、本発明者の研究によって明らかとなったのである。

特開２００９−１２０８８１号公報特開２００５−２４８３２７号公報特開２００１−２２０６８０号公報

ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、基板表面以外へのプラズマＣＶＤ層の付着を可及的に抑制しつつ、プラズマＣＶＤ層を形成するための成膜用ガスを無駄なく有効利用でき、以て、基材表面に、プラズマＣＶＤ層を、効率的に且つ経済的に有利に積層形成することができるプラズマＣＶＤ装置を提供することにある。

そして、本発明にあっては、かかる課題の解決のために、基材を収容する反応室と、プラズマを発生させるプラズマ発生部と、該プラズマ発生部で発生したプラズマを該反応室内に吹き出させる吹出口とを備え、該吹出口を通じて、該プラズマ発生部から該反応室内に吹き出されるプラズマを利用して、前記基材の表面にプラズマＣＶＤ膜を形成するプラズマＣＶＤ装置であって、（ａ）前記吹出口の周りを囲んで、該吹出口から前記反応室内への前記プラズマの吹出方向に延びるように、該反応室内に配置されたカバー筒部と、（ｂ）該カバー筒部の内側に位置する導入口を備え、該導入口を通じて、前記プラズマＣＶＤ膜を形成するための成膜用ガスに含まれるガス成分を前記カバー筒部の内側に導入することにより、前記吹出口から吹き出される前記プラズマに対して、該ガス成分を該カバー筒部の内側で接触させるガス導入手段とを含んで構成したことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置を、その要旨とするものである。

なお、本発明の好ましい態様の一つによれば、前記カバー筒部を複数有し、それら複数のカバー筒部が、軸直角方向に相互に離間して配置されていると共に、軸直角方向において内側と外側に隣り合って位置する二つのカバー筒部のうちの外側に位置するカバー筒部が、内側に位置するカバー筒部の少なくとも延出方向先端側の開口部の周りを囲んで配置され、更に、前記ガス導入手段が、該複数のカバー筒部のそれぞれの内側に位置する複数の導入口を有して構成される。

また、本発明の有利な態様の一つによれば、前記成膜用ガスに含まれる互いに異なる種類のガス成分が、前記複数のカバー筒部のそれぞれの内側に、前記複数の導入口を通じて、それぞれ別個に導入されるように構成される。

さらに、本発明の望ましい態様の一つによれば、前記複数のカバー筒部のうち、少なくとも最も内側に位置するカバー筒部が、前記吹出口の周りを囲んで、該吹出口から前記反応室内への前記プラズマの吹出方向に延びるように配置されると共に、複数のカバー筒部のうち、該最も内側に位置するカバー筒部を除くカバー筒部の内側に、前記ガス導入手段の導入口がそれぞれ配置される。

更にまた、本発明の好適な態様の一つによれば、前記カバー筒部を軸方向に変位させて、該吹出口からの該カバー筒部の延出長さを変更する変更手段が、更に設けられる。

すなわち、本発明に従うプラズマＣＶＤ装置では、プラズマが吹き出される吹出口の周りを取り囲んで延びるカバー筒部の内側に、プラズマＣＶＤ層を形成するための成膜用ガスに含まれるガス成分が、ガス導入手段によって導入されるようになっている。このため、成膜用ガスのガス成分の反応室内への拡散をカバー筒部によって防止しつつ、かかるガス成分の全部、或いはその殆どを、カバー筒部の内側で、吹出口から吹き出されるプラズマと接触させることができる。

それ故、本発明に係るプラズマＣＶＤ装置においては、ガス導入手段によって導入される成膜用ガスのガス成分が、プラズマ化されることなく、そのまま、真空ポンプ等によって外部に排出されることが可及的に防止され得る。また、かかるプラズマＣＶＤ装置では、プラズマ発生部で生ずるプラズマが、吹出口から、反応室内の基板表面に向かって吹き出されるため、プラズマＣＶＤ法による反応により生成した生成物が、反応室の内面や基板を支持する支持部材等に付着することが可及的に防止され得る。

従って、かくの如き本発明に従うプラズマＣＶＤ装置を用いれば、基板表面以外へのプラズマＣＶＤ層の付着を可及的に抑制しつつ、プラズマＣＶＤ層を形成するための成膜用ガスを無駄なく有効利用でき、以て、基材表面に、プラズマＣＶＤ層を、効率的に且つ経済的に有利に積層形成することができるのである。

本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置を用いて得られた樹脂製品の一例を示す部分縦断面説明図である。本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置の一実施形態を示す縦断面説明図である。本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置の別の実施形態を示す、図２に対応する図である。本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置の更に別の実施形態を示す、図２に対応する図である。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置を用いて得られた樹脂製品として、自動車のリヤウインドウ用の樹脂ガラス１０が、その部分縦断面形態において示されている。かかる図１から明らかなように、樹脂ガラス１０は、基材としての基板１２を有し、この基板１２の表面（図１での上面）には、アンダーコート層１４が積層形成されている。また、かかるアンダーコート層１４の基板１２側とは反対側の面上には、トップコート層１６が、積層形成されている。なお、以下からは、便宜上、図１での上面を表面と言い、図１での下面を裏面と言うこととする。

基板１２は、透明な平板形態を呈し、ポリカーボネートを用いて射出成形された樹脂成形品にて構成されている。なお、基板１２は、射出成形以外の手法で成形されたものであっても良い。

アンダーコート層１４は、樹脂ガラス１０に対して、紫外線耐性等に基づいた耐候性を付与すること等を目的として、基板１２の表面に対して、その全面を被覆するように、直接に積層形成されるもので、薄膜形態を呈している。このようなアンダーコート層１４は、一般に、液状のアクリル樹脂やポリウレタン樹脂を基板１２表面上に塗布して、塗膜を成膜した後、加熱操作や紫外線照射を行って、かかる塗膜を硬化させることにより形成される。なお、かかるアンダーコート層１４は、形成工程の簡略化や迅速化、更には形成に要する設備コストの低減等を図る上において、紫外線硬化膜にて構成されていることが、望ましい。また、アンダーコート層１４は、耐候性を有するものであれば、上記例示以外の樹脂材料や硬化手法を採用して、形成することもできる。更に、かかるアンダーコート層１４は、単層構造であっても、複数層が積層された複層構造であっても良い。

トップコート層１６は、樹脂ガラス１０に対して、耐摩傷性（耐摩耗性と耐擦傷性）を付与するために、アンダーコート層１４の基板１２側とは反対側の面に、その全面を覆うように積層形成されるもので、薄膜形態を呈している。そして、ここでは、かかるトップコート層１６が、優れた耐摩傷性を発揮するＳiＯ₂のプラズマＣＶＤ層にて構成されている。なお、トップコート層１６の形成材料は、樹脂ガラス１０に対して十分な耐摩傷性を付与し得るものであれば、特に限定されるものではないものの、一般に、ＳiＯ₂の他、ＳiＯＮやＳi₃Ｎ₄ 等の珪素化合物が用いられる。また、トップコート層１６は、単層構造であっても、複数層が積層された複層構造であっても良い。

そして、かくの如き優れた特徴を有する樹脂ガラス１０は、例えば、ポリカーボネート製の基板１２上にアンダーコート層１４を形成して、中間製品１８を作製し、その後、この中間製品１８のアンダーコート層１４の表面上にトップコート層１６を形成することで作製されるが、このトップコート層１６の形成に際して、本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置が有利に用いられるのである。

図２には、本発明に従う構造を有するプラズマＣＶＤ装置の一実施形態が、その縦断面形態において示されている。かかる図２から明らかなように、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置２０は、反応室としての真空チャンバ２２と、この真空チャンバ２２に固設された、プラズマ発生部としてのプラズマ発生装置２４とを有している。そして、かかるプラズマＣＶＤ装置２０にあっては、プラズマ発生装置２４にて発生させられて、真空チャンバ２２内に供給されるプラズマを利用して、真空チャンバ２２に収容された中間製品１８のアンダーコート層１４上に、プラズマＣＶＤ層を積層形成するようになっている。

より具体的には、真空チャンバ２２は、チャンバ本体２６と蓋体２８とを更に有している。チャンバ本体２６は、筒状の側壁部３０と、かかる側壁部３０の下側開口部を閉塞する下側底壁部３２とを備えた有底筒状乃至は筐体状を呈している。

チャンバ本体２６の下側底壁部３２の内面には、基板ホルダ３４が配設されている。この基板ホルダ３４は、全体として、平板形状を呈し、下側底壁部３２の内面に対して、一方の板面を重ね合わせて配置された状態で固設されている。また、かかる基板ホルダ３４の他方の板面からなる上面が、支持面３６とされている。

そして、本実施形態では、基板ホルダ３４の支持面３６に対して、中間製品１８が、基板１２のアンダーコート層１４の形成側とは反対側の裏面を重ね合わせた状態で支持されるようになっている。即ち、基板１２が、アンダーコート層１４の基板１２側とは反対側の面を上側に向けて、チャンバ本体２６内に露呈させた状態で、基板ホルダ３４にて保持されるようになっているのである。

チャンバ本体２６の側壁部３０の下端部における周上の一箇所には、排気パイプ３８が、チャンバ本体２６の内外を連通するように側壁部３０を貫通して、設置されている。また、かかる排気パイプ３８上には、真空ポンプ４０が設置されている。

蓋体２８は、チャンバ本体２６の上側開口部４２の全体を覆蓋可能な大きさを有する平板にて構成されている。この蓋体２８の上面には、取付筒部４４が固設されている。取付筒部４４は、上側底壁部４６を有して下方に開口する、全体として、片側有底の円筒形状を呈している。

そして、チャンバ本体２６では、蓋体２８が、その下面の外周部において、チャンバ本体２６の側壁部３０の上端面に重ね合わされることにより、上側開口部４２が蓋体２８にて覆蓋されるようになっている。また、かかる覆蓋下で、蓋体２８が、図示しないロック機構にて側壁部３０にロックされることによって、チャンバ本体２６内が気密に密閉されるようになっている。更に、そのようなチャンバ本体２６の密閉状態下での真空ポンプ４０の作動によって、チャンバ本体２６内の気体が排気パイプ３８を通じて外部に排出されて、チャンバ本体２６内が減圧されるようになっている。、

そして、かくの如き構造とされた真空チャンバ２２の蓋体２８に対して、プラズマ発生装置２４が固定されている。このプラズマ発生装置２４は、例えば、特開２００１−２２０６８０号公報に開示されるプラズマＣＶＤ装置に設けられるプラズマ生成室と同様な公知の構造を有している。

すなわち、図２に明示されてはいないものの、プラズマ発生装置２４内には、平板状を呈する一対のプラズマ発生電極が、互いに所定距離を隔てて対向配置されている。そして、図２に示されるように、プラズマ発生装置２４には、高周波電源４８が接続されており、この高周波電源４８が、プラズマ発生装置に内蔵された一対のプラズマ発生電極（図示せず）のうちの一方に対して電気的に接続されている。また、プラズマ発生装置２４には、一対のプラズマ発生電極間に、例えば、アルゴンガス等の不活性ガスを導入する不活性ガス導入パイプ５０が取り付けられている。更に、プラズマ発生装置２４の下端部には、プラズマ発生装置２４にて発生させられたプラズマを下方に向かって吹き出す吹出口５２が設けられている。

そのようなプラズマ発生装置２４は、蓋体２８の上面に固設される取付筒部４４の円形の中心孔５６を挿通して、取付筒部４４内を上下方向に延びるように配置されている。また、かかるプラズマ発生装置２４の下端部が、真空チャンバ２２の蓋体２８の中央部に穿設された、大径の円形挿通孔５４を挿通して、チャンバ本体２６内に突入配置されている。そして、そのような配置状態下で、取付筒部４４の上面の中心孔５６を囲繞して突設された円筒状のボス部５８にねじ止めされること等によって、取付筒部４４に取り付けられている。また、そのようにして取付筒部４４に取り付けられたプラズマ発生装置２４では、吹出口５２が、チャンバ本体２６の下側底壁部３２に固設された基板ホルダ３４の支持面３６の略中央部の上方に、それと所定距離を隔てた位置において、下方に向かって開口するように配置されている。

かくして、かかるプラズマ発生装置２４にあっては、不活性ガス導入パイプ５０を通じて、一対のプラズマ発生電極間にアルゴンガスが導入されると共に、それら一対のプラズマ発生電極間に、高周波電源４８からの電力が印加されることにより、アルゴンのプラズマガスを発生させ得るようになっている。また、そのようにして発生させたアルゴンのプラズマガスを、吹出口５２から、チャンバ本体２６内における基板ホルダ３４の支持面３６の略中央部に向かって吹き出させるようになっている。

そして、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置２０においては、特に、第一、第二、及び第三のカバー筒部６０，６２，６４が、円形挿通孔５４を通じてチャンバ本体２６に突入配置されたプラズマ発生装置２４の下端部を取り囲むようにして、チャンバ本体２６内に同軸的に配置されている。

より詳細には、第一のカバー筒部６０は、全体として、円筒形状を呈し、円筒状の外周面を有するプラズマ発生装置２４の外径よりも大きな内径と、かかるプラズマ発生装置２４のチャンバ本体２６への突入部位の長さよりも長い軸方向長さとを有している。また、この第一のカバー筒部６０では、その上端側部分が、それ以外の部位よりも厚い厚さと小さな内径とを有するリング状取付部６６とされている。

そして、そのような第一のカバー筒部６０が、チャンバ本体２６内に突入配置されたプラズマ発生装置２４の下端部に外挿配置されている。また、そのような配置状態下で、第一のカバー筒部６０の上端部に設けられたリング状取付部６６が、プラズマ発生装置２４に圧嵌め等されて、固定されていると共に、第一のカバー筒部６０の下端部が、プラズマ発生装置２４の下端面よりも下方に延び出すように位置している。

かくして、第一のカバー筒部６０が、チャンバ本体２６内に、プラズマ発生装置２４の下端部と同軸上において移動不能に配置されている。そして、かかる第一のカバー筒部６０が、プラズマ発生装置２４の下端面に設けられた吹出口５２の周りを外側から取り囲むように覆いつつ、吹出口５２から吹き出されるプラズマの吹出方向となる下方に延び出している。

これにより、図２に矢印で示されるように、プラズマが、吹出口５２から第一のカバー筒部６０の内側に吹き出されるようになっている。そして、吹出口５２から吹き出されたプラズマのうち、側方に吹き出された一部のプラズマが、第一のカバー筒部６０の内周面に衝突することで、吹出口５２から吹き出されたプラズマのチャンバ本体２６内への拡散が可及的に防止されるようになっている。

一方、第二のカバー筒部６２は、第一のカバー筒部６０の薄肉部分と略同一の厚さと、第一のカバー筒部６０の全長よりも長い軸方向長さと、第一のカバー筒部６０の外径よりも大きな内径とを有する円筒形状を呈している。そして、そのような第二のカバー筒部６２が、チャンバ本体２６内において、第一のカバー筒部６０の周りに、それと同軸上で、軸直角方向外方に離間し、蓋体２８の下面から下方に延びる状態で、上下方向に移動可能に配置されている。また、かかる配置状態下で、第二のカバー筒部６２の上端側部分が、蓋体２８の円形挿通孔５４を挿通して、蓋体２８よりも上方に突出しており、それによって、第二のカバー筒部６２の上端部が、蓋体２８上に固設された取付筒部４４内に突入配置されている。

第三のカバー筒部６４は、第二のカバー筒部６２と略同一の厚さと、第二のカバー筒部６２の全長よりも更に長い軸方向長さと、第二のカバー筒部６２の外径よりも更に大きな内径とを有する円筒形状を呈している。このような第三のカバー筒部６４は、チャンバ本体２６内に、第二のカバー筒部６２の周りに、それと同軸上で、軸直角方向外方に離間し、蓋体２８の下面から下方に延びる状態で、上下方向に移動可能に配置されている。また、かかる配置状態下で、第三のカバー筒部６４の上端側部分が、蓋体２８の円形挿通孔５４を挿通して、蓋体２８よりも上方に突出しており、それによって、第三のカバー筒部６４の上端部が、蓋体２８上に固設された取付筒部４４内に突入配置されている。

そして、それら第二のカバー筒部６２と第三のカバー筒部６４の取付筒部４４内に突入配置された各上端部が、取付筒部４４内に設けられた、第二のカバー筒部６２を上下方向に移動させるための第一の移動ユニット６８と、第三のカバー筒部６４を上下方向に移動させるための第二の移動ユニット７０とに対して、それぞれ連結されている。

第一の移動ユニット６８と第二の移動ユニット７０は、取付筒部４４内での配置位置が互いに異なるものの、ケーシング７２と駆動モータ７４と長手のねじ軸７６と雌ねじ部材７８とを備えた互いに同一の構造を有している。それ故、以下には、第一の移動ユニット６８の構造のみを具体的に説明し、第二の移動ユニット７０の構造の具体的な説明を省略する。

第一の移動ユニット６８が有するケーシング７２は、長手矩形の筐体からなっている。そして、このケーシング７２は、取付筒部４４内に突入配置された第三のカバー筒部６４の上端部の外側において、蓋体２８の上面上に上下方向に延びるように立設されている。。また、このケーシング７２には、取付筒部４４内の中心部に上下方向に延びるように配置されたプラズマ発生装置２４側に向かって開口して、上下方向に延びる開口部８０が形成されている。駆動モータ７４は、正逆方向に所望の回転角度だけ回転可能な、例えばサーボモータからなっており、ケーシング７２の上端部に、図示しない駆動軸を下方に突出させた状態で固設されている。ねじ軸７６は、ケーシング７２内に上下方向に延びるように配置されている。そして、このねじ軸７６が、その上端部において、駆動モータ７４の駆動軸（図示せず）に固定されている一方、下端部において、ケーシング７２の下端部に対して、中心軸回りに回転可能に且つ中心軸方向に移動不能に支持されている。雌ねじ部材７８は、ねじ軸７６に螺合して、配置されている。また、雌ねじ部材７８は、ねじ軸７６への螺合状態下で、ケーシング７２の開口部８０の内周面のうち、水平方向に対向して、上下方向に延びる二つの内周面部分に摺動可能に接触し、且つ一部が、かかる開口部８０を通じて、ケーシング７２の側方に突出している。これにより、雌ねじ部材７８が、ねじ軸７６の軸方向に移動可能であるものの、回転不能とされている。

そして、かかる第一の移動ユニット６８にあっては、駆動モータ７４の正逆方向への回転駆動に伴って、ねじ軸７６が、正逆方向に回転するようになっている。また、そのようなねじ軸７６の正逆方向への回転により、雌ねじ部材７８が、ねじ軸７６の軸方向両側に向かって移動するようになっている。即ち、第一の移動ユニット６８が、駆動モータ７４とねじ軸７６と雌ねじ部材７８とからなるねじ送り機構を有して構成されている。そして、かくの如き構造を有する第一の移動ユニット６８の雌ねじ部材７８のケーシング７２から側方への突出部分に対して、取付筒部４４内に突入配置された第二のカバー筒部６２の上端部が固定されて、取り付けられている。

なお、ここでは、第三のカバー筒部６４の周上の一箇所に、上端面において開口して、軸方向に延びる長手の切欠部８２が設けられている。そして、第一の移動ユニット６８の雌ねじ部材７８のケーシング７２から側方への突出部分が、かかる切欠部８２を通じて、第二のカバー筒部６２の上端部にまで達するようになっている。また、この切欠部８２は、その軸方向長さが、第三のカバー筒部６４の第二の移動ユニット７０による上下方向への移動ストロークよりも大きくされている。

一方、第二の移動ユニット７０は、上記したように、第一の移動ユニット６８と同様な構造を有し、取付筒部４４内で、プラズマ発生装置２４と、それに対して軸直角方向外方に相互に離間配置された第二のカバー筒部６２と第三のカバー筒部６４の各上端部とを間に挟んで、第一の移動ユニット６８とは反対側に配置されている。そして、かかる第二の移動ユニット７０の雌ねじ部材７８のケーシング７２から側方への突出部分に対して、取付筒部４４内に突入配置された第三のカバー筒部６４の上端部が固定されている。

そして、ここでは、第一及び第二移動ユニット６８，７０のそれぞれの駆動モータ７４と、真空チャンバ２２の外部に設置された指令部８４と制御部８６とによってサーボ機構が構成されている。指令部８４は、各駆動モータ７４の回転方向と回転角度を指示する指示信号を制御部８６に出力するようになっている。制御部８６は、指令部８４からの指示信号に応じて、各駆動モータ７４の作動を制御する制御信号を各駆動モータ７４に出力するようになっている。各駆動モータ７４には、その回転角度を検出する公知の角度検出センサ（図示せず）が内蔵されている。

そして、そのような指令部８４と制御部８６と各駆動モータ７４とによって構成されるサーボ機構により、各駆動モータ７４が、指令部８４から制御部８６に入力される任意の方向に、任意の回転角度だけ回転させられると共に、そのような各駆動モータ７４の回転駆動に応じて、第一及び第二移動ユニット６８，７０の各雌ねじ部材７８が、上下何れかの任意の方向に、任意の距離だけ移動させられるようになっているのである。

かくして、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置２０では、サーボ機構による第一の移動ユニット６８と第二の移動ユニット７０の各駆動モータ７４の回転駆動制御に基づく各雌ねじ部材７８の軸方向への移動に伴って、第二のカバー筒部６２と第三のカバー筒部６４とが、それぞれ、上下方向に移動するようになっている。そして、そのような第一及び第二のカバー筒部６２，６４の上下方向への移動によって、蓋体２８の円形挿通孔５４の下側開口部からの第二及び第三のカバー筒部６２，６４の延出量や、プラズマ発生装置２４の吹出口５２からの第二及び第三のカバー筒部６２，６４の延出長さが変化させられるようになっている。このことから明らかなように、本実施形態では、第一の移動ユニット６８と第二の移動ユニット７０とによって、変更手段が構成されている。また、ここでは、第一の移動ユニット６８と第二の移動ユニット７０の各駆動モータ７４の回転駆動が、サーボ機構によって、それぞれ別個に制御されるようになっている。

具体的には、図２に実線で示されるように、第一及び第二の移動ユニット６８，７０の各雌ねじ部材７８が、各ねじ軸７６の下端にまで移動させられたときに、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の吹出口５２からの延出長さが最大とされて、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の上下方向での移動位置が、下側限度位置とされるようになっている。一方、図２に二点鎖線で示されるよう、に第一及び第二の移動ユニット６８，７０の各雌ねじ部材７８が、各ねじ軸７６の上端にまで移動させられたときには、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の吹出口５２からの延出長さが最小とされて、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の上下方向での移動位置が、上側限度位置とされるようになっている。

そして、第二のカバー筒部６２の移動位置が下側限度位置とされたときに、第二のカバー筒部６２の下端部が、第二のカバー筒部６２の軸直角方向内方に隣り合って位置する第一のカバー筒部６０の下端縁よりも下方に延び出して、第一のカバー筒部６０の下側開口部の周りを取り囲んで配置されるようになっている。また、第二のカバー筒部６２の移動位置が下側限度位置とされている状態下で、第三のカバー筒部６４の移動位置が下側限度位置とされたときには、第三のカバー筒部６４の下端部が、第三のカバー筒部６４の軸直角方向内方に隣り合って位置する第二のカバー筒部６２の下端縁よりも下方に延び出して、第二のカバー筒部６２の下側開口部の周りを取り囲んで配置されるようになっている。

一方、第二のカバー筒部６２と第三のカバー筒部６４の移動位置が、それぞれ上側限度位置とされたときには、それら第二のカバー筒部６２と第三のカバー筒部６４の各下側開口部が、第一のカバー筒部６０の下側開口部と略同じ高さ位置とされる。それにより、第二のカバー筒部６２の下端部による第一のカバー筒部６０の下側開口部の囲繞と、第三のカバー筒部６４の下端部による第二のカバー筒部６２の下側開口部の囲繞とが、それぞれ解消されるようになっている。

また、チャンバ本体２６内には、２本の第一ガス導入パイプ９０，９０と２本の第二ガス導入パイプ９２，９２が、それぞれの一端側部分において突入配置されている。そして、各第一ガス導入パイプ９０のチャンバ本体２６内への突入側端部の開口部が、第一導入口９４とされている一方、各第二ガス導入パイプ９２のチャンバ本体２６内への突入側端部の開口部が、第二導入口９６とされている。

また、２本の第一ガス導入パイプ９０，９０と２本の第二ガス導入パイプ９２，９２は、何れも、他端部側において、第一ガスボンベ９８，９８と第二ガスボンベ１００，１００とに対して、開閉バルブ１０２を介して、それぞれ接続されている。ここでは、各第一ガス導入パイプ９０に接続される各第一ガスボンベ９８に、前記中間製品１８のアンダーコート層１４上に形成されるべきトップコート層１６を構成するＳiＯ₂のプラズマＣＶＤ層を形成するための成膜用ガスに原料ガスとして含まれる珪素化合物ガスが、大気圧を超える圧力で収容されている。また、各第二ガス導入パイプ９２に接続される各第二ガスボンベ１００には、かかる成膜用ガスに反応ガスとして含まれる酸素ガスが、大気圧を超える圧力で収容されている。これによって、珪素化合物ガスと酸素ガスとを含む成膜用ガスが、２本の第一ガス導入パイプ９０，９０と２本の第二ガス導入パイプ９２，９２に導かれて、各第一導入口９４と各第二導入口９６とを通じて、チャンバ本体２６内に導入されるようになっている。

なお、本実施形態では、第一ガスボンベ９８内に収容される珪素化合物ガスとして、モノシラン（ＳiＨ₄）ガスが、用いられている。この珪素化合物ガスとしては、モノシランガス以外に、例えば、ジシラン（Ｓi₂Ｈ₆ ）ガス等の無機珪素化合物ガスや、テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン等のシロキサン類や、メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、トリメトキシシラン、トリメトキシメチルシラン、トリメトキシエチルシラン、トリメトキシプロピルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリエトキシジメチルシラン、トリエトキシエチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のシラン類、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン等のシラザン類等の有機珪素化合物のガス等が、それぞれ単独で、或いはそれらが適宜に組み合わされて使用される。２種類以上の珪素化合物ガスを用いる場合には、それら複数種類の珪素化合物ガスを混合した状態で、一つの第一ガスボンベ９８内に収容しても良く、或いは２種類以上の珪素化合物ガスを、複数の第一ガスボンベ９８内に、それぞれ別個に収容して、そのような第一ガスボンベ９８と同数の第一ガス導入パイプ９０を用いて、それらを１本ずつ、各第一ガスボンベ９８に接続しても良い。

また、第一及び第二ガスボンベ９８，１００内に収容されるガスの種類は、トップコート層１６を構成する化合物に応じて、適宜に変更可能である。従って、トップコート層１６を、例えば、ＳiＯＮやＳi₃Ｎ₄ 等の珪素化合物にて構成する場合には、第二ガスボンベ１００内には、成膜用ガスの反応ガスとして、酸素ガスに加えて、或いはそれに代えて、窒素ガスやアンモニアガス等が収容される。また、トップコート層１６を珪素化合物以外の化合物にて構成する場合には、第一ガスボンベ９８内に収容される、成膜用ガスの原料ガスとして、トップコート層１６を構成する化合物に応じたガスが、珪素化合物ガスに代えて、用いられる。

そして、図２に示されるように、２本の第一ガス導入パイプ９０，９０は、それぞれの第一ガスボンベ９８との接続側とは反対の端部側部分が、チャンバ本体２６の蓋体２８上に固設された取付筒部４４の上側底壁部４６を貫通し、更に、蓋体２８の円形挿通孔５４を挿通して、チャンバ本体２６における第一のカバー筒部６０と第二のカバー筒部６２との間の空間内に突入配置されている。これにより、各第一ガス導入パイプ９０の第一導入口９４が、第二のカバー筒部６２の内側に配置されている。また、かかる第一導入口９４は、第二のカバー筒部６２の内側において、第一のカバー筒部６０の下側開口部と略同一の高さに位置している。更に、そのような第一導入口９４をそれぞれ有する２本の第一ガス導入パイプ９０，９０は、第一のカバー筒部６０を間に挟んで、第一のカバー筒部６０の径方向の両側に配置されている。

一方、２本の第二ガス導入パイプ９２，９２は、それぞれの第二ガスボンベ１００との接続側とは反対の端部側部分が、チャンバ本体２６の蓋体２８上に固設された取付筒部４４の上側底壁部４６を貫通し、更に、蓋体２８の円形挿通孔５４を挿通して、チャンバ本体２６における第二のカバー筒部６２と第三のカバー筒部６４との間の空間内に突入配置されている。これにより、各第二ガス導入パイプ９２の第二導入口９６が、第三のカバー筒部６４の内側に配置されている。また、かかる第二導入口９６は、第三のカバー筒部６４の内側において、第一のカバー筒部６０と第二のカバー筒部６２の各下側開口部と略同一の高さに位置している。更に、そのような第二導入口９６をそれぞれ有する２本の第二ガス導入パイプ９２，９２は、第二のカバー筒部６２を間に挟んで、第二のカバー筒部６２の径方向の両側に配置されている。

かくして、ここでは、第二のカバー筒部６２と第三のカバー筒部６４とが、それぞれの下側限度位置に配置されているときに、２本の第一ガスボンベ９８，９８から２本の第一ガス導入パイプ９０，９０にて導かれたモノシランガスが、各第一導入口９４を通じて、第二のカバー筒部６２の内側に導入されるようになっている。また、２本の第二ガスボンベ１００，１００から２本の第二ガス導入パイプ９２，９２にて導かれた酸素ガスが、第三のカバー筒部６４の内側に導入されるようになっている。

そして、それにより、プラズマ発生装置２４の吹出口５２から吹き出されて、第一のカバー筒部６０の下側開口部から第二のカバー筒部６２の内側に導かれるアルゴンのプラズマガスに対して、モノシランガスが、第二のカバー筒部６２の内側で、また、酸素ガスが、第三のカバー筒部６４の内側で、それぞれ接触して、プラズマ化されるようになっている。これらのことから明らかなように、本実施形態では、第一及び第二ガス導入パイプ９０，９２と第一及び第二導入口９４，９６と第一及び第二ガスボンベ９８，１００とにて、ガス導入手段が構成されている。

また、本実施形態では、図２に矢印で示されるように、モノシランガスが、各第一ガス導入パイプ９０の第一導入口９４から第二のカバー筒部６２の内側に導入されたときに、第一導入口９４から第二のカバー筒部６２の径方向外方に向かって吹き出された一部のモノシランガスや、アルゴンプラズマガスとの接触によりプラズマ化したモノシランプラズマガスが、第二のカバー筒部６２の内周面に衝突する。これによって、それらモノシランガスとモノシランプラズマガスのチャンバ本体２６内への拡散が可及的に防止されるようになっている。

さらに、酸素ガスが、各第二ガス導入パイプ９２の第二導入口９６から第三のカバー筒部６４の内側に導入されたときには、第二導入口９６から第三のカバー筒部６４の径方向外方に向かって吹き出された一部の酸素ガスや、アルゴンプラズマガスとの接触によりプラズマ化した酸素プラズマガスが、第三のカバー筒部６４の内周面に衝突する。これによって、それら酸素ガスと酸素プラズマガスのチャンバ本体２６内への拡散が可及的に防止されるようになっている。

そして、ここでは、第二のカバー筒部６２と第三のカバー筒部６４とを、それぞれ、下側限度位置から上方に所定寸法だけ上昇させて、第一のカバー筒部６０の下側開口部から第二のカバー筒部６２の下側開口部までの距離や、第二のカバー筒部６２の下側開口部から第三のカバー筒部６４の下側開口部までの距離を短くすることによって、アルゴンプラズマガスとの接触によりプラズマ化された高温のモノシランプラズマガスの一部と高温の酸素プラズマガスの一部とを、チャンバ本体２６内に、意図的に拡散できるようになっている。そして、それにより、基板ホルダ３４上に支持される中間製品１８のアンダーコート層１４上に到達した際のモノシランガスのプラズマと酸素ガスのプラズマの温度を効果的に低下させることが可能となっている。

ところで、かくの如き構造を有するプラズマＣＶＤ装置２０を用いて、図１に示されるような構造の樹脂ガラス１０を製造する際には、以下の手順に従って、その操作が進められる。

すなわち、先ず、ポリカーボネート製の基板１２を射出成形等により成形して、準備する。この基板１２の成形方法は、射出成形に限定されるものではなく、公知の方法が適宜に採用可能である。

その後、準備された基板１２の表面に、アクリル樹脂やポリウレタン樹脂等の塗膜層を、公知のスプレー塗装やディッピング等により形成した後、かかる塗膜層を加熱したり、或いは紫外線に当てたりして硬化させる。これによって、基板１２の表面にアンダーコート層１４を積層形成して、中間製品１８（図２参照）を得る。

次いで、図２に示される如き構造を有するプラズマＣＶＤ装置２０を用いて、中間製品１８におけるアンダーコート層１４の表面上に、トップコート層１６を積層形成する。

具体的には、先ず、図２に示されるように、中間製品１８を、基板ホルダ３４の支持面３６上に支持させた状態で、基板ホルダ３４にて保持する。このとき、中間製品１８は、アンダーコート層１４の表面を上側に向けた状態で配置される。

次いで、上側開口部４２を蓋体２８にて覆蓋した後、図示しないロック機構にて、蓋体２８をチャンバ本体２６にロックする。これにより、真空チャンバ２２内を気密に密閉する。そして、その後、真空ポンプ４０を作動させて、真空チャンバ２２内を減圧する。この減圧操作によって、真空チャンバ２２内の圧力は、例えば１０^-5〜５０Ｐａ程度とされる。

また、そのような真空チャンバ２２内の減圧操作とは別に、前記したサーボ機構による作動制御の下で、第一及び第二移動ユニット６８，７０を作動させることにより、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の上下方向での移動位置を、それぞれ予め設定された位置とする。ここでは、第二及び第三のカバー筒部６２，６４が、下側限度位置にそれぞれ位置させられている。

なお、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の位置は、後述するようにして第二及び第三のカバー筒部６２，６４内でプラズマ化された高温のモノシランプラズマガスや高温の酸素プラズマガスが、中間製品１８表面上に到達したときの各プラズマガスの温度等を考慮した上で、適宜に決定される。即ち、例えば、中間製品１８の基板１２が耐熱性の低いものである場合には、モノシランプラズマガスや酸素プラズマガスの中間製品１８表面上に到達したときの温度が比較的に低くなるように、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の上下方向の移動位置を、それぞれ下側限度位置よりも所定寸法だけ高い位置とするのである。

しかしながら、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の上下方向の移動位置が上側限度位置に近い程、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の内側に導入されるモノシランガスや酸素ガスの真空チャンバ２２内への拡散量が増加する。このため、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の上下方向の移動位置の決定に際しては、モノシランプラズマガスや酸素プラズマガスの中間製品１８表面上への到達温度だけでなく、モノシランガスや酸素ガスの真空チャンバ２２内への拡散量をも考慮する必要がある。

そして、真空チャンバ２２内の圧力が所定の値となったら、真空ポンプ４０を作動させたままで、プラズマ発生装置２４内に、アルゴンガス等の不活性ガスを、不活性ガス導入パイプを通じて導入する。なお、プラズマ発生装置２４内に導入されるガスは、アルゴンガスに限定されるものではなく、真空チャンバ２２内で、トップコート層１６を形成するための成膜用ガスのプラズマと反応しないものであれば良い。従って、アルゴンの他に、例えば、ヘリウムやネオン、キセノン、クリプトン等の不活性ガスが、或いは不活性ガス以外のものであっても、プラズマ状態で、成膜用ガスのプラズマと反応しないガスが、適宜に用いられる。また、プラズマＣＶＤ層からなるトップコート層１６を構成する成膜用ガスに含まれるガス成分のうちの一種を、プラズマ発生装置２４内に導入されるガスとして使用することも可能である。

次に、プラズマ発生装置２４内に不活性ガスを導入する一方で、プラズマ発生装置２４に接続された高周波電源４８をＯＮ作動させる。これにより、プラズマ発生装置２４内で、アルゴンガスをプラズマ化して、アルゴンプラズマガスを発生させる。そして、図２に矢印で示されるように、かかるアルゴンプラズマガスを、プラズマ発生装置２４の吹出口５２から、真空チャンバ２２内における第一のカバー筒部６０の内側に吹き出させる。また、そのようなアルゴンプラズマガスを、第二のカバー筒部６２と第三のカバー筒部６４のそれぞれの内側に流通させて、第三のカバー筒部６４の下側開口部から、基板ホルダ３４に支持される中間製品１８のアンダーコート層１４の表面上に吹き出させる。このとき、第一、第二、及び第三のカバー筒部６０，６２，６４によって、アルゴンプラズマガスの真空チャンバ２２内への拡散が防止される。

そして、そのように、吹出口５２から吹き出されたアルゴンプラズマガスを第一、第二、及び第三のカバー筒部６０，６２，６４の内側に流通させる一方で、第一ガスボンベ９８と第二ガスボンベ１００の開閉バルブ１０２，１０２をそれぞれ開作動させる。これにより、第一ガスボンベ９８内のモノシランガスを、第一ガス導入パイプ９０の第一導入口９４から、真空チャンバ２２内における第二のカバー筒部６２の内側空間に導入する。また、それと共に、第二ガスボンベ１００内の酸素ガスを、第二ガス導入パイプ９２の第二導入口９６から、真空チャンバ２２内における第三のカバー筒部６４の内側空間に導入する。

このとき、モノシランガスと酸素ガスは、第二のカバー筒部６２と第三のカバー筒部６４とにて、真空チャンバ２２内における第二及び第三の筒部６２，６４の外側空間への拡散が可及的に防止される。それによって、第二及び第三の筒部６２，６４の内側に導入されたモノシランガスと酸素ガスの全部、或いはその殆どが、第二及び第三の筒部６２，６４の内側において、アルゴンプラズマガスと接触する。そうして、モノシランプラズマガスと酸素プラズマガスとを生成し、それらを、第三のカバー筒部６２の下側開口部から、中間製品１８のアンダーコート層１４の表面に向かって吹き出させる。

そして、モノシランプラズマガスと酸素プラズマガスのプラズマＣＶＤ法による反応を惹起させて、ＳiＯ₂を生成し、かかるＳiＯ₂を、中間製品１８のアンダーコート層１４上に積層させる。

なお、ここでは、第三のカバー筒部６４の下端部が、第二のカバー筒部６２の下側開口部を取り囲むように配置されているため、第三のカバー筒部６４の内側に導入された酸素ガスが、第二のカバー筒部６２の下側開口部よりも下側で、アルゴンプラズマガスと接触して、プラズマ化されるようになる。それ故、モノシランプラズマガスと酸素プラズマガスとが、中間製品１８のアンダーコート層１４の表面に、より近い第三のカバー筒部６４の内側空間内と、真空チャンバ２２内における中間製品１８のアンダーコート層１４の表面上に位置する空間内とにおいて、モノシランガスのプラズマと酸素ガスのプラズマとのプラズマＣＶＤ用による反応が局所的に進行する。それにより、かかる反応で生成されるＳiＯ₂の真空チャンバ２２内への拡散が有利に防止されて、生成されるＳiＯ₂の大部分が、アンダーコート層１４の表面上に堆積するようになる。

かくして、中間製品１８のアンダーコート層１４の表面上に、ＳiＯ₂のプラズマＣＶＤ層からなるトップコート層１６を積層形成する。これによって、図１に示される如き構造を備えた、目的とする樹脂ガラス１０を得るのである。

以上の説明から明らかなように、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置２０を用いれば、真空チャンバ２２内でのモノシランプラズマガスと酸素プラズマガスとの反応によって生成されるＳiＯ₂の大部分を、中間製品１８のアンダーコート層１４の表面上に堆積させることができる。このため、真空チャンバ２２の内面や基板ホルダ３４等のアンダーコート層１４の表面以外へのＳiＯ₂の付着を、効果的に抑制することができる。それ故、真空チャンバ２２内の不要な部位に付着したＳiＯ₂を除去するための余分な作業から有利に開放されるか、或いはそのような作業の実施回数を飛躍的に減少させることができる。その結果、トップコート層１６の形成工程、ひいては樹脂ガラス１０の製造工程の簡略化及び効率化を、極めて効果的に達成することが可能となる。

そして、本実施形態のプラズマＣＶＤ装置２０によれば、特に、ＳiＯ₂のプラズマＣＶＤ層からなるトップコート層１６を形成するための成膜用ガスに含まれるモノシランガスや酸素ガスが、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の内側に導入されることで、真空チャンバ２２内への拡散が防止されて、それらモノシランガスと酸素ガスの全部、或いはその殆どが、プラズマ化される。それ故、真空チャンバ２２内に導入されるモノシランガスと酸素ガスとが、プラズマ化される前に、そのまま、真空ポンプ４０の吸引によって真空チャンバ２２外に排出されることが、可及的に阻止され、以て、真空チャンバ２２内に導入されるモノシランガスと酸素ガスとが、トップコート層１６を形成するための成膜用ガスとして、無駄なく有効利用され得る。

従って、かくの如き本実施形態のプラズマＣＶＤ装置２０を用いれば、トップコート層１６を構成するＳiＯ₂の、基板１２のアンダーコート層１４上以外への付着を可及的に抑制しつつ、基板１２のアンダーコート層１４上に、ＳiＯ₂のプラズマＣＶＤ層からなるトップコート層１６を効率的に且つ経済的に有利に積層形成することができるのである。

また、本実施形態では、第一のカバー筒部６０が、吹出口５２の周りを囲んで配置されている一方、第二及び第三のカバー筒部６２，６４が、かかる第一のカバー筒部６０の下側開口部の周りを囲んで配置されており、更に、第二のカバー筒部６２の内側と第三のカバー筒部６４の内側のみに、第一導入口９４と第二導入口９６とが、それぞれ配置されている。このため、第一のカバー筒部６０が設けられない場合に比して、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の内側に、第一及び第二導入口９４，９６を通じて導入されるモノシランガスや酸素ガスを、吹出口５２から吹き出されるアルゴンプラズマガスに対して、吹出口５２から下方に離間した、中間製品１８のアンダーコート層１４の表面上に近い位置で接触させることができる。これによって、モノシランプラズマガスと酸素プラズマガスのプラズマＣＶＤ法による反応によって生成されるＳiＯ₂が、吹出口５２の周囲に付着することを有利に防止できる。

さらに、本実施形態では、トップコート層１６を形成するための成膜用ガスに含まれるモノシランガスと酸素ガスとが、第一導入口９４と第二導入口９６とを通じて、第二のカバー筒部６２の内側と第三のカバー筒部６４の内側とに、それぞれ別個に導入されるようになっている。これによって、モノシランガスと酸素ガスとが、アルゴンプラズマガスに対してそれぞれ別個に接触するようになり、以て、モノシランガスと酸素ガスが、それぞれ効率的にプラズマ化され得る。

以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。

例えば、第一ガス導入パイプ９０と第二ガス導入パイプ９２は、第一導入口９４と第二導入口９６とが、第二のカバー筒部６２の内側と第三のカバー筒部６４の内側にそれぞれ配置されておれば、それらの本数が、何等限定されるものではない。即ち、第二のカバー筒部６２の内側への第一ガス導入パイプ９０の配置本数と、第三のカバー筒部６４の内側への第二ガス導入パイプ９２の配置本数が、それぞれ、１本だけ、或いは３本以上とされていても、何等差し支えないのである。

また、第一及び第二ガス導入パイプ９０，９２の第一及び第二導入口９４，９６を通じて、第二及び第三のカバー筒部６２，６４の内側に導入されるガスの種類も、適宜に変更可能である。即ち、第一導入口９４を通じて、第二のカバー筒部６２の内側に、プラズマＣＶＤ層からなるトップコート層１６を形成するための成膜用ガスに含まれるガス成分のうちの少なくとも何れか一種類のガス成分を導入する一方、第二導入口９６を通じて、第三のカバー筒部６４の内側に、かかる成膜用ガスに含まれるガス成分のうちの少なくとも何れか一種類のガス成分を導入するように為せば良いのである。そして、第一導入口９４から導入されるガス成分と第二導入口９６から導入されるガス成分とが、互いに全てが同じ種類、或いは一部が同じ種類であっても、又は全てが異なる種類であっても、何等差し支えない。

さらに、前記実施形態では、吹出口５２から吹き出されるプラズマガスを案内するための第一のカバー筒部６０と、プラズマＣＶＤ層からなるトップコート層１６を形成するための成膜用ガスに含まれる一種のガス成分が内側に導入される第二のカバー筒部６２と、かかる成膜用ガスに含まれる別の種類のガス成分が内側に導入される第三のカバー筒部６４とが、設けられていた。しかしながら、カバー筒部は、吹出口５２の周りを囲んで、吹出口５２から吹き出されるプラズマの吹出方向に延出するように、反応室としての真空チャンバ２２内に配置されておれば、その配置数が、何等限定されるものではない。

例えば、図３に示されるように、第二及び第三のカバー筒部６２，６４を省略して、一つの第一のカバー筒部６０だけを、吹出口５２の周りを囲んで、吹出口５２から真空チャンバ２２内へのプラズマの吹出方向に延びるように設置しても良い。この場合には、プラズマＣＶＤ層からなるトップコート層１６を形成するための成膜用ガスに含まれる一種のガス成分を導入する第一のガス導入パイプ９０の第一導入口９４と、成膜用ガスの別の種類のガス成分を導入する第二のガス導入パイプ９２の第二導入口９６とが、第一のカバー筒部６０の内側に、それぞれ配置される。第一のカバー筒部６０の内側に配置されるべき導入口やガス導入パイプの数は、第一のカバー筒部６０の内側に導入されるべきガス成分の種類に応じて、適宜に決定される。

また、ここでは、変更手段たる第一移動ユニット６８が省略されて、第一のカバー筒部６０が、蓋体２８に対して移動不能に固定されている。なお、図３に示されるプラズマＣＶＤ装置２０、更には後述する図４に示されるプラズマＣＶＤ装置２０に関しては、前記実施形態に係るプラズマＣＶＤ装置２０と同様な構造とされた部材及び部位について、図１と同一の符号を付すことにより、それらの詳細な説明を省略する。

このような構造を有する本実施形態のプラズマＣＶＤ装置２０にあっても、第一のカバー筒部６０によって、吹出口５２から吹き出されるアルゴンプラズマガスと、第一のカバー筒部６０の内側に導入される成膜用ガスの真空チャンバ２２内への拡散が有利に防止される。それによって、前記第一の実施形態において奏される作用・効果と同様な作用・効果が、有効に享受され得る。

また、図４に示されるように、第一のカバー筒部６０を、吹出口５２の周りを囲んで、吹出口５２から真空チャンバ２２内へのプラズマの吹出方向に延びるように設置すると共に、第二のカバー筒部６２を、第一のカバー筒部６０の下側開口部の周りを囲んで、下方に延びるように設置しても良い。なお、ここでは、第二のカバー筒部６２が、第一の移動ユニット６８によって上下方向に移動可能とされている。また、第一のガス導入パイプ９０の第一導入口９４と第二のガス導入パイプ９２の第二導入口９６とが、第二のカバー筒部６２の内側に、それぞれ配置されている。

このような構造を有する本実施形態のプラズマＣＶＤ装置２０にあっても、前記第一の実施形態において奏される作用・効果と同様な作用・効果が、有効に享受され得る。

さらに、図示されてはいないものの、プラズマＣＶＤ層からなるトップコート層を形成するための成膜用ガスの種類数と同数のカバー筒部を、軸直角方向に互いに離間して、真空チャンバ内に配置すると共に、それら各カバー筒部の内側に、互いに異なる種類のガス成分を導入する導入口をそれぞれ設けるようにしても良い。その際には、好ましくは、軸直角方向において内側と外側に隣り合って位置する二つのカバー筒部のうちの外側に位置するカバー筒部が、内側に位置するカバー筒部の少なくとも下側開口部の周りを囲んで位置するように配置される。

また、成膜用ガスに含まれるガス成分をカバー筒部の内側に導入するガス導入手段は、カバー筒部の内側に位置する導入口を有しておれば、具体的な構造が、何等限定されるものではない。従って、例えば、先端開口部が導入口とされたガス導入パイプの先端部を、カバー筒部の下側開口部を通じて挿入したり、或いはカバー筒部を側方から貫通させたりして、導入口をカバー筒部の内側に配置するように為すことも可能である。

さらに、反応室としての真空チャンバ２２内に一つのカバー筒部が配置される場合、かかる一つのカバー筒部は、少なくとも吹出口５２の周りを取り囲む部分が筒形状を有しておれば良く、プラズマ発生装置２４の周りを囲む部分は、必ずしも筒形状を呈している必要はない。また、反応室としての真空チャンバ２２内に複数個のカバー筒部が配置される場合にあっては、最も内側に位置するカバー筒部において、少なくとも吹出口５２の周りを取り囲む部分が、筒形状を呈するように構成される一方、軸直角方向に隣り合う二つのカバー筒部のうちの外側に位置するカバー筒部において、少なくとも、内側に位置するカバー筒部の下側開口部の周りを囲む部分が、筒形状を呈するように構成されておれば良い。

更にまた、カバー筒部を軸方向に移動させて、吹出口からのカバー筒部の延出長さを変更する変更手段の構造も、公知の種々の構造が採用され得る。例えば、例示したねじ送り機構に代えて、ラックとピニオンからなるギヤ機構やシリンダ機構等を利用して、変更手段を構成することも可能である。

また、例えば、長尺な基板が巻き付けられたロールから巻き出された基板部分を巻き掛ける成膜用ローラが、真空チャンバ２２内に設けられて、かかる成膜用ローラに巻き掛けられた基板部分の表面に対して、プラズマＣＶＤ層を連続的に形成するようにした構造をもって、プラズマＣＶＤ装置を構成することも可能である。

加えて、前記実施形態では、本発明を、樹脂ガラスの表面に、プラズマＣＶＤ層からなるトップコート層を形成するのに用いられるプラズマＣＶＤ装置に適用したものの具体例を示したが、本発明は、基板の表面上にプラズマＣＶＤ層を形成するのに用いられるプラズマＣＶＤ装置の何れに対しても、有利に適用され得るものであることは、勿論である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。

１０樹脂ガラス１２基板
１４アンダーコート層１６トップコート層
１８中間製品２０プラズマＣＶＤ装置
２２真空チャンバ２４プラズマ発生装置
５２吹出口６０第一のカバー筒部
６２第二のカバー筒部６４第三のカバー筒部
６８第一の移動ユニット７０第二の移動ユニット
９０第一ガス導入パイプ９２第二ガス導入パイプ
９４第一導入口９６第二導入口
９８第一ガスボンベ１００第二ガスボンベ

Claims

基材を収容する反応室と、プラズマを発生させるプラズマ発生部と、該プラズマ発生部で発生したプラズマを該反応室内に吹き出させる吹出口とを備え、該吹出口を通じて、該プラズマ発生部から該反応室内に吹き出されるプラズマを利用して、前記基材の表面にプラズマＣＶＤ膜を形成するプラズマＣＶＤ装置であって、
前記吹出口の周りを囲んで、該吹出口から前記反応室内への前記プラズマの吹出方向に延びるように、該反応室内に配置されたカバー筒部と、
該カバー筒部の内側に位置する導入口を備え、該導入口を通じて、前記プラズマＣＶＤ膜を形成するための成膜用ガスに含まれるガス成分を前記カバー筒部の内側に導入することにより、前記吹出口から吹き出される前記プラズマに対して、該ガス成分を該カバー筒部の内側で接触させるガス導入手段と、
を含んで構成したことを特徴とするプラズマＣＶＤ装置。
前記カバー筒部を複数有し、それら複数のカバー筒部が、軸直角方向に相互に離間して配置されていると共に、軸直角方向において内側と外側に隣り合って位置する二つのカバー筒部のうちの外側に位置するカバー筒部が、内側に位置するカバー筒部の少なくとも延出方向先端側の開口部の周りを囲んで配置されており、更に、前記ガス導入手段が、該複数のカバー筒部のそれぞれの内側に位置する複数の導入口を有している請求項１に記載のプラズマＣＶＤ装置。
前記成膜用ガスに含まれる互いに異なる種類のガス成分が、前記複数のカバー筒部のそれぞれの内側に、前記複数の導入口を通じて、それぞれ別個に導入されるようになっている請求項２に記載のプラズマＣＶＤ装置。
前記複数のカバー筒部のうち、少なくとも最も内側に位置するカバー筒部が、前記吹出口の周りを囲んで、該吹出口から前記反応室内への前記プラズマの吹出方向に延びるように配置されていると共に、複数のカバー筒部のうち、該最も内側に位置するカバー筒部を除くカバー筒部の内側に、前記ガス導入手段の導入口がそれぞれ配置されている請求項２又は請求項３に記載のプラズマＣＶＤ装置。
前記カバー筒部を軸方向に変位させて、該吹出口からの該カバー筒部の延出長さを変更する変更手段が、更に設けられている請求項１乃至請求項４のうちの何れか１項に記載のプラズマＣＶＤ装置。