JP5042343B2 - 成膜方法及び成膜装置 - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
本実施形態の成膜方法は、以下の成膜装置を用いて、プラズマCVD法(より具体的には直流プラズマCVD法)によって導電性基材6の基材表面に膜を形成する成膜方法である。まず、本実施形態の成膜装置を説明する。図1は本実施形態の一例である成膜装置の概略説明図である。
(第2実施形態)
本実施形態の成膜方法は、第1実施形態の成膜方法及び成膜装置に対して、以下の点が相違する。図2は、第2実施形態の一例である成膜装置の概略説明図である。
(第3実施形態)
本実施形態の成膜方法は、第2実施形態の成膜方法及び成膜装置に対して、以下の点が相違する。図5は、第3実施形態の一例である成膜装置の概略説明図である。
本発明の成膜装置は、プラズマCVD法によって導電性基材の表面に膜を形成する成膜装置である。本発明の成膜装置を構成する各構成要素は[成膜方法]の欄で詳説した各構成要素と同様であるので、先の説明をもって本発明の成膜装置の説明に代える。
本実施例は、図1に示す成膜装置を用いて成膜した。導電性基材6には、厚さ150μm、基材幅100mmのステンレス鋼を用い、原料ガスには、炭化水素系ガスとしてのピリジンと希釈ガスとしての窒素を用いた。
実施例2は、図2に示す成膜装置を用いて成膜した。成膜中の成膜炉1内の室内圧力を5Pa、陰極である送り出し基材部61と陽極である近接陽極7との最大電極間隔及び陰極である巻取り基材部62と陽極である近接陽極7との最大電極間隔を10mmとした。また、送り出し基材部61及び巻取り基材部62が近接陽極7で覆われていないと仮定した場合の送り出し基材部61及び巻取り基材部62におけるプラズマシース幅は40mmである。その他の成膜条件及び成膜手順は、実施例1と同様にした。
実施例3は、図2に示す成膜装置を用いて成膜した。成膜中の成膜炉1内の室内圧力を8Pa、陰極である送り出し基材部61と陽極である近接陽極7との最大電極間隔及び陰極である巻取り基材部62と陽極である近接陽極7との最大電極間隔を10mmとした。また、送り出し基材部61及び巻取り基材部62が近接陽極7で覆われていないと仮定した場合の送り出し基材部61及び巻取り基材部62におけるプラズマシース幅は30mmである。その他の成膜条件及び成膜手順は、実施例1と同様にした。
実施例4は、図2に示す成膜装置を用いて成膜した。成膜中の成膜炉1内の室内圧力を3Pa、陰極である送り出し基材部61と陽極である近接陽極7との最大電極間隔及び陰極である巻取り基材部62と陽極である近接陽極7との最大電極間隔を30mmとした。また、送り出し基材部61及び巻取り基材部62が近接陽極7で覆われていないと仮定した場合の送り出し基材部61及び巻取り基材部62におけるプラズマシース幅は50mmである。その他の成膜条件及び成膜手順は、実施例1と同様にした。
実施例5は、図2に示す成膜装置を用いて成膜した。成膜中の成膜炉1内の室内圧力を5Pa、陰極である送り出し基材部61と陽極である近接陽極7との最大電極間隔及び陰極である巻取り基材部62と陽極である近接陽極7との最大電極間隔を30mmとした。また、送り出し基材部61及び巻取り基材部62が近接陽極7で覆われていないと仮定した場合の送り出し基材部61及び巻取り基材部62におけるプラズマシース幅は40mmである。その他の成膜条件及び成膜手順は、実施例1と同様にした。
比較例1は、図2に示す成膜装置を用いて成膜した。成膜中の成膜炉1内の室内圧力を8Pa、陰極である送り出し基材部61と陽極である近接陽極7との最大電極間隔及び陰極である巻取り基材部62と陽極である近接陽極7との最大電極間隔を30mmとした。また、送り出し基材部61及び巻取り基材部62が近接陽極7で覆われていないと仮定した場合の送り出し基材部61及び巻取り基材部62におけるプラズマシース幅は30mmである。その他の成膜条件及び成膜手順は、実施例1と同様にした。
実施例6は、図5に示す成膜装置を用いて成膜した。成膜中の成膜室13内の室内圧力を5Pa、送り出し側回転電極室11及び巻取り側回転電極室12の室内圧力を1Paとした。室内圧力の調整は、各室11〜13に設けられた排気装置5によって行った。また、送り出し側電極間隔の最大値は30mm、巻取り側電極間隔の最大値は60mmである。送り出し側及び巻取り側とも、送り出し基材部61及び巻取り基材部62が近接陽極7で覆われていないと仮定した場合の送り出し基材部61及び巻取り基材部62におけるプラズマシース幅は70mm以上である。成膜室13に供給する原料ガスは、実施例1と同様に炭化水素系ガスとしてのピリジンと希釈ガスとしての窒素を用いた。送り出し側回転電極室11及び巻取り側回転電極室12には、希釈ガスとして窒素を供給した。その他の成膜条件及び成膜手順は、実施例1と同様にした。
比較例2は、図5に示す成膜装置を用いて成膜した。成膜中の成膜室13内の室内圧力を5Pa、送り出し側回転電極室11及び巻取り側回転電極室12の室内圧力を3Paとした。室内圧力の調整は、各室11〜13に設けられた排気装置5によって行った。また、送り出し側電極間隔の最大値は30mm、巻取り側電極間隔の最大値は60mmである。送り出し側及び巻取り側とも、送り出し基材部61及び巻取り基材部62が近接陽極7で覆われていないと仮定した場合の送り出し基材部61及び巻取り基材部62におけるプラズマシース幅は50mmである。その他の成膜条件及び成膜手順は、実施例6と同様にした。
11:送り出し側回転電極室 12:巻取り側回転電極室 13:成膜室 F:隔壁
2:回転電極リール
21:送り出しリール 22:巻取りリール
3:プラズマ電源
31:陽極 32:陰極
4:原料ガス供給手段
5:排気手段
6:導電性基材
61:送り出し基材部 62:巻取り基材部 63:リール間基材部
7:近接陽極
Claims (9)
- 成膜炉と、
該成膜炉内に配置され送り出しリールと巻取りリールとからなる一対の回転電極リールと、
該成膜炉を陽極とし該回転電極リールを陰極として電圧を印加可能なプラズマ電源と、
膜の成分となる原料ガスを該成膜炉内に供給する原料ガス供給手段と、
該成膜炉内を真空排気する排気手段と、
を備える成膜装置を用いて、
該排気手段により該成膜炉内を真空排気するとともに該原料ガス供給手段により該原料ガスを該成膜炉内に供給して、プラズマCVD法によって長尺状の導電性基材の基材表面に該膜を形成する成膜方法であって、
該送り出しリールに巻かれた状態にある円筒形状を呈する導電性基材を送り出し基材部とし、該巻取りリールに巻取られた状態にある円筒形状を呈する導電性基材を巻取り基材部とし、該送り出しリール及び該巻取りリール間に位置する導電性基材をリール間基材部としたとき、
該リール間基材部の全面が該原料ガスに接するように該導電性基材を該送り出しリールから送り出し該巻取りリールで巻取りながら、該プラズマ電源から該回転電極リールに負電圧を印加して該リール間基材部の該基材表面に沿ってプラズマシースを形成するとともに、該原料ガスを該プラズマシースで活性化して該基材表面に接触させることにより該基材表面に該膜を形成することを特徴とする成膜方法。 - 前記成膜装置は、該成膜炉内に配置され前記プラズマ電源の陽極と結線された近接陽極をさらに備え、
前記導電性基材の前記送り出しリールからの送り出し及び/又は前記巻取りリールへの巻取りが可能となるように、前記送り出し基材部の両端面及び外周面並びに前記巻取り基材部の両端面及び外周面のうちの少なくとも一つの面を該近接陽極で覆い、該近接陽極で覆われた該面と該近接陽極との電極間隔をプラズマシース幅より小さくする請求項1に記載の成膜方法。 - 前記成膜炉は、前記導電性基材が通過する隙間が設けられた隔壁によって、前記送り出しリールを収納する送り出し側回転電極室と、前記巻取りリールを収納する巻取り側回転電極室と、前記リール間基材部を収納する成膜室と、に分離されており、
前記送り出し基材部と前記陽極としての該成膜炉又は前記近接陽極との送り出し側電極間隔及び前記巻取り基材部と前記陽極としての該成膜炉又は該近接陽極との巻取り側電極間隔のうちの少なくとも一方の電極間隔がプラズマシース幅より小さくなるように、該送り出し側回転電極室の室内圧力及び該巻取り側回転電極室の室内圧力のうちの少なくとも一方を前記排気手段又はガス流量によって制御する請求項1又は2に記載の成膜方法。 - 前記送り出し側電極間隔及び前記巻取り側電極間隔の増減に従わせて、前記送り出し側回転電極室の前記室内圧力及び前記巻取り側回転電極室の前記室内圧力のうちの少なくとも一方を制御する請求項3に記載の成膜方法。
- 前記膜が非晶質炭素膜である請求項1〜4のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 前記導電性基材は、ステンレス鋼、アルミニウム、銅又はチタンのいずれかからなる金属箔である請求項1〜5のいずれか1項に記載の成膜方法。
- 成膜炉と、
該成膜炉内に配置され送り出しリールと巻取りリールとからなる一対の回転電極リールと、
該成膜炉を陽極とし該回転電極リールを陰極として電圧を印加可能なプラズマ電源と、
膜の成分となる原料ガスを該成膜炉内に供給する原料ガス供給手段と、
該成膜炉内を真空排気する排気手段と、
を備え、該排気手段により真空排気されるとともに該原料ガス供給手段により該原料ガスが供給された該成膜炉内で、プラズマCVD法によって長尺状の導電性基材の基材表面に該膜を形成する成膜装置であって、
該送り出しリールに巻かれた状態にある円筒形状を呈する導電性基材を送り出し基材部とし、該巻取りリールに巻取られた状態にある円筒形状を呈する導電性基材を巻取り基材部とし、該送り出しリール及び該巻取りリール間に位置する導電性基材をリール間基材部としたとき、該リール間基材部の全面が該原料ガスに接するように該導電性基材を該送り出しリールから送り出し該巻取りリールで巻取りながら、該プラズマ電源から該回転電極リールに負電圧を印加した時に、該リール間基材部の該基材表面と該陽極としての該成膜炉との電極間隔が該基材表面に沿って形成されるプラズマシース幅より大きく設定されていることを特徴とする成膜装置。 - 前記成膜炉内に配置され前記プラズマ電源の陽極と結線された近接陽極をさらに備え、
該近接陽極は、前記導電性基材の前記送り出しリールからの送り出し及び/又は前記巻取りリールへの巻取りが可能となるように、前記送り出し基材部の両端面及び外周面並びに前記巻取り基材部の両端面及び外周面のうちの少なくとも一つの面を覆い、該近接陽極で覆われた該面と該近接陽極との電極間隔がプラズマシース幅より小さく設定されている請求項7に記載の成膜装置。 - 前記成膜炉は、前記導電性基材が通過する隙間が設けられた隔壁によって、前記送り出しリールを収納する送り出し側回転電極室と、前記巻取りリールを収納する巻取り側回転電極室と、前記リール間基材部を収納する成膜室と、に分離されており、
前記排気手段は、前記送り出し基材部と前記陽極としての該成膜炉又は前記近接陽極との送り出し側電極間隔及び前記巻取り基材部と前記陽極としての該成膜炉又は該近接陽極との巻取り側電極間隔のうちの少なくとも一方の電極間隔がプラズマシース幅より小さくなるように、該送り出し側回転電極室の室内圧力及び該巻取り側回転電極室の室内圧力のうちの少なくとも一方を制御する請求項7又は8に記載の成膜装置。
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