成膜装置
【課題】 基板を巻き掛けて搬送しつつ成膜を行なう電極ローラ対を用い、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤで成膜を行なう成膜装置であって、長時間に渡って安定したプラズマを生成することができ、これにより、長時間に渡って高品質な成膜を安定して行なうことを可能にする成膜装置を提供する。
【解決手段】 基板を巻き掛けて搬送しつつ成膜を行なう電極ローラ対を用いると共に、この電極ローラ対にプラズマ励起電力を供給する電源装置として、キャパシタンスおよびインダクタンスが可変であるＬＣ共振回路を用いることにより、前記課題を解決する。
【解決手段】 基板を巻き掛けて搬送しつつ成膜を行なう電極ローラ対を用いると共に、この電極ローラ対にプラズマ励起電力を供給する電源装置として、キャパシタンスおよびインダクタンスが可変であるＬＣ共振回路を用いることにより、前記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧での誘電体バリア放電を利用する成膜装置に関し、詳しくは、大気圧下でプラズマを安定して生成して、長時間に渡って安定した成膜が可能な成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気圧下（大気圧近傍）でプラズマを生成して成膜を行なう、大気圧プラズマＣＶＤによる成膜装置が知られている。また、大気圧プラズマによって、大きな面積の処理を可能にする方法として、プラズマを生成するための電極対（対向電極）の間に、誘電体（絶縁体）を存在させた状態で放電を行う誘電体バリア放電が知られている。
この大気圧プラズマＣＶＤによる成膜装置は、大気圧下であるので、真空チャンバ等の高価な真空容器が不要であり、装置コストを低減できるという利点がある。また、真空下での処理が困難な基板でも処理が可能であるという利点も有る。特に、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤは、大面積の処理を可能にできるという利点を有する。
そのため、大気圧プラズマＣＶＤによる成膜装置（プラズマ処理装置）が盛んに研究され、各種の装置が、提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、対向面に誘電体が設置された対向電極対と、この対向電極対の間に原料ガス（処理用ガス）を導入して、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤによって基板の表面に成膜を行なう成膜方法が記載されている。
この成膜方法では、対向電極対の間において、長尺な２枚の基板を、対峙する電極に密着した状態で長手方向に搬送すると共に、基板の間に原料ガスを導入することにより、２枚の基板に同時に成膜を行なう。この方法によれば、効率よく製品を製造できると共に、両電極が基板によって被覆されているため、プラズマ処理による堆積物が電極等に堆積することも、抑制できる。
【０００４】
また、特許文献２には、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤでの成膜装置において、対向電極として、所定距離離間する一対のローラ（電極ローラ対）を用いる装置が記載されている。
この装置では、電極ローラ間に原料ガスを導入すると共に、一方の電極ローラに巻き掛けて電極ローラ対間を搬送した基板を、折り返して、再度、電極ローラ対間に搬送して、他方の電極ローラに巻き掛けて搬送する。この成膜装置によれば、基板ロールからの基板の送り出しと、成膜済みの基板の巻き取りを、１回、行なうのみで、基板に２層の成膜を行なうことができ、生産性および生産効率を向上できる。また、特許文献１と同様に、両電極が基板に覆われているので、電極への堆積物も低減できる。
【０００５】
ところで、一般的な低圧力下でのプラズマ（容量結合型のプラズマ）では、１３．５６ＭＨｚの正弦波を発振する高周波電源（いわゆるＲＦ電源）を用いて、電極対すなわち容量性の負荷に対して電力を供給してプラズマを生成するのが一般的である。
この場合、電源と電極対との間には、電極対から電源に戻る電力の反射を減少させるために、電源と電極対とのインピーダンス整合を取る整合器（マッチングボックス）が配置される。
【０００６】
ここで、この低圧力でのプラズマに用いられる整合器は、電源と組み合わせるだけでは、大気圧にて放電を生成することはできない。
すなわち、大気圧プラズマは、ｐｄ積（圧力と、電極間の距離の積）が大きく、放電開始電圧が数ｋＶとなり、低圧力でのプラズマに比べて非常に高い。そのため、一般的な低圧力用の整合器を、大気圧でのプラズマ生成用に利用しても、放電が開始しないなどの問題が発生し、適正な放電を行うことができない。
大気圧で絶縁破壊を起こすには、二つの周波数を重畳するなどの方法がある。この方法だと、二つの電圧の合計が放電開始電圧に到達すればよいので、高い電圧を容易に印加することができ、低圧力で用いられているマッチングボックスをそのまま流用して放電を開始、持続することができる。
【０００７】
二周波重畳ではなく、単一周波数の正弦波を利用した大気圧プラズマでは、低圧プラズマに用いられるような整合器ではなく、逆ガンマ型と通常呼ばれる、電圧増幅作用を持つＬＣ共振回路が、用いられることがある。
逆ガンマ型のＬＣ共振回路とは、一例として、特許文献３に記載されるような、電極対と並列に設けられるコンデンサと、このコンデンサよりも電源側に、電極対と直列に設けられるコイルとを有するものである。このようなＬＣ共振回路を用いることにより、電源（正弦波発振回路）からの入力電圧を増幅し、電極間、すなわち容量性の負荷に大きな電圧を掛けることができ、大気圧で放電を行うことができる。
ただし、これだけでは安定した放電を維持できない。すなわち、ＬＣ共振回路を用いても、ストリーマと呼ばれる糸状の放電の部分的な不均一性が過渡的に生じ、放電が不安定になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２１２７５３号公報
【特許文献２】特許第４０００８３０号公報
【特許文献３】特表２００９−５０６４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤによる成膜（基板の処理）においては、適正な製品を作成するためには、成膜開始から終了まで、プラズマの状態が安定していることが重要である。
しかしながら、従来の大気圧プラズマＣＶＤを行なう成膜装置では、往々にして、成膜中にプラズマが不安定になってしまい、甚だしい場合には、放電が停止してしまう場合も有る。
【００１０】
特許文献１および特許文献２に示される装置のような、誘電体バリア放電を行なう大気圧プラズマＣＶＤによる成膜において、プラズマ生成中の電極間は、図６の点線内に記すような等価回路で示すことができる。
すなわち、Ｃvが、電極対の間隙（電極間のギャップ）によるキャパシタンスであり、Ｃd1が、一方の電極に当接する基板（および成膜された膜）によるキャパシタンスであり、Ｃd2が、他方の電極に当接する基板によるキャパシタンスである。なお、特許文献１に示されるように、電極の表面に誘電体が貼着されている場合には、Ｃd1およびＣd2には、この誘電体によるキャパシタンス分も加算する必要がある。
また、プラズマが生成（放電）されると、電極間には電流路が形成され、その電流路の抵抗がＲpとなる。
【００１１】
特許文献２に示されるように、一方の電極に当接して成膜した基板を、折り返して、再度、電極対間で成膜する場合には、基板搬送方向に対して下流側の電極（折り返し後に当接する電極）の電極に当接する基板は、成膜開始直後は、膜が形成されていない状態であり、その後、成膜された状態の基板が搬送される。
従って、この装置では、上流側の電極で成膜された基板が、下流側の電極に到達した時点で、下流側の電極のキャパシタンス、例えばＣd1が大きく変化する。
【００１２】
また、特許文献１および特許文献２にも記載されるように、成膜中には、電極への膜の堆積が生じてしまう。前述のように、特許文献１や特許文献２に記載される装置では、電極の表面を基板で覆っているものの、基板を安定して搬送するために、電極の、基板の幅方向(搬送方向と直交方向)両端部には、基板に覆われない領域が生じてしまう。そのため、電極の幅方向の両端部への膜の堆積を防ぐことは困難である。
そのため、連続的に成膜を行うと、両電極には、次第に膜が堆積され、この膜の堆積によってキャパシタンスＣd1およびＣd2が変動してしまう。
【００１３】
また、大規模なプラズマプロセスでは、電極や被処理基板等の温度上昇を伴う。そのため、長時間、連続的に処理を行うと、温度の上昇によって、電極に接するように設けられる絶縁体の厚みが変化して、処理中に、少なくとも一方の電極に対応するキャパシタンスＣd1および／またはＣd2が、変化してしまう。
加熱によって金属製の電極の厚さが変化する場合もあり、この際には、電極間のギャップが変化して、処理中にキャパシタンスＣvが、変化してしまう。例えば、放電開始時に対して、放電持続中にプラズマによる熱の付与によって５０℃の電極温度変化が生じると、金属電極の厚さが数十ｃｍの場合には、電極間距離の変化が１００μｍのオーダに達してしまう場合が有り、放電形態を変化させる原因となってしまう。
さらに、大気圧プラズマＣＶＤによって成膜を行うと、電極の、被成膜基板で覆われていない領域に膜が堆積してしまい、その結果、成膜中に、電極に対応するキャパシタンスＣd1および／またはＣd2が、変化してしまう。さらに、特許文献１に示されるような、２枚の基板を同時に搬送させる成膜では、厚さや材料が異なる基板に成膜を行なう場合にも、両電極に対応するキャパシタンスの合成値が一定ではなくなる。
【００１４】
加えて、連続的に成膜を行うと、電源装置も加熱してしまい、内部回路の温度変化によって、電源内部のインピーダンスが変化してしまう。
また、連続的に成膜を行うと、ＬＣ共振回路に用いられるコンデンサやコイルなども発熱し、キャパシタンスやインダクタンスが変動して、ＬＣ共振回路の共振条件がズレてしまう。この現象は、大電流を用いた処理では、特に顕著である。たとえばＬＣ共振回路中のコイルに、極僅かに存在する数オームの抵抗分でさえ、大電流の場合には無視できない熱量が発生し、インダクタンスの変化が生じる。
【００１５】
このような変化を生じると、反射波が大きくなって、入力電力の減少等を生じ、甚だしい場合には、放電に十分な電力を供給できず、放電の自動的な停止等が発生してしまう。
また、誘電体バリア放電による大気圧プラズマでは、電極間（すなわち放電部）において、不可避的に、ストリーマと呼ばれる電極間を糸状に結ぶ局所的プラズマが発生してしまう。このようなプラズマ生成領域周辺の環境変化は、ストリーマを増加させ、また、ストリーマの電流値を増加させてしまい、これによって、プラズマが、さらに不安定になり、加えて、アーク放電を生じて、基板や成膜した膜を損傷してしまう危険も有る。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、ロール電極対を利用して、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤで成膜を行なう成膜装置において、成膜の有無を含んだ基板の違い、電極への膜の堆積等による電極間の状態の変動等によらず、安定して適正な状態のプラズマで成膜を行なうことができ、これにより、適正な製品を安定して製造することができる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明の成膜装置は、大気圧プラズマによって基板に成膜を行なう成膜装置であって、前記大気圧プラズマを生成するための電極対として作用する、所定の間隔を有して配置され２つ円筒状のローラからなり、少なくとも一方のローラに前記基板を巻き掛けて搬送する電極ローラ対と、前記電極ローラ対の間に、原料ガスを供給するガス供給手段と、前記電極ローラ対にプラズマ励起電力を供給する、インダクタンスおよびキャパシタンスが可変であるＬＣ共振回路が組み込まれた電源装置と、電極ローラ対間のプラズマの状態に応じて、前記ＬＣ共振回路のインダクタンスおよびキャパシタンスを調整する制御手段とを有することを特徴とする成膜装置を提供する。
【００１８】
このような本発明の成膜装置において、前記電極ローラ対の両方のローラに、前記基板を巻き掛けて搬送する基板搬送手段を有するのが好ましく、この際において、前記基板搬送手段は、前記電極ローラ対の一方のローラに巻き掛けて搬送した基板を折り返して、前記電極ローラ対の他方のローラに巻き掛けて搬送する搬送経路で、前記基板を搬送するのが好ましく、さらに、前記基板搬送手段は、前記基板の折り返しの際に、前記基板を表裏反転するのが好ましい。
また、前記ＬＣ共振回路が、前記電極ローラ対と並列に接続される可変コンデンサと、この可変コンデンサと直列に接続される可変コイルとを有するのが好ましい。
また、前記電源装置が、前記電極ローラ対に直列に接続されるパルス制御素子を有するのが好ましく、この際において、前記パルス制御素子は、前記電極ローラ対間にプラズマ励起電力を供給した際に、その半周期中に少なくとも１つの電圧パルスを生成し、これによって、前記電極ローラ対の間に変位電流パルスを生じさせるものであるのが好ましく、また、前記パルス制御素子は、前記電源装置の動作周波数と等しい共振周波数を有する素子を含むのが好ましく、また、前記パルス制御素子が、前記電極ローラ対と直列に接続されるチョークコイルを有するのが好ましい。
また、前記電源装置の電源が、２０ｋＨｚ〜３ＭＨｚで単一周波数の正弦波の電力を前記電極ローラ対に供給するのが好ましく、また、２０〜１１０ｋＰａの圧力範囲で成膜を行なうのが好ましい。
さらに、前記折り返しの際の基板の反転は、基板の搬送方向に対して４５°の角度で配置される４本のローラによって行なうのが好ましく、もしくは、前記折り返しの際の基板の反転は、前記電極ローラ対の一方のローラに巻き掛けられた基板と共に、このローラを内包するように前記基板の搬送経路を折り返し、再度、基板の搬送経路を折り返して、前記一方のローラに搬入された基板と同方向に進行して、前記電極ローラ対の他方のローラに巻き掛けることによって行なうのが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
上記構成を有する本発明の成膜装置は、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤ装置において、ロール電極対にプラズマ励起電力を供給する電源装置が、キャパシタンスおよびインダクタンスが可変なＬＣ共振回路を有し、ロール電極対の間に生成するプラズマの状態に応じて、プラズマが所定の状態で安定するように、ＬＣ共振回路のキャパシタンスおよびインダクタンスを調整する。
そのため、本発明によれば、各ロール電極対に巻き掛かる基板の膜の有無、各ロール電極対に巻き掛かる基板の種類や厚さの違い、電極に堆積する膜の状態や量、経時による基板や電極の温度変動、電源装置内部のインピーダンスの変化など、成膜プロセス中におけるプラズマ生成領域周辺の環境変化が生じた場合にも、安定して適正なプラズマを生成することができる。
従って、本発明によれば、長時間、安定して適正な成膜を行なうことができ、大気圧プラズマＣＶＤによる成膜を利用する製品の製造、例えば、ガスバリアフィルム、各種の光学フィルム、磁気記録媒体用ベース、太陽電池用フィルム、電磁波遮蔽フィルム、導電性フィルム、帯電防止フィルムなどの製品の製造において、高品質な製品を安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の成膜装置の一例を概念的に示す図である。
【図２】図１に示す成膜装置の反転エリアの一例を概念的に示す図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の成膜装置に利用可能なＬＣ共振回路の一例を示す図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の成膜装置に利用可能なパルス制御素子の一例を示す図である。
【図５】本発明の成膜装置の別の例を概念的に示す図である。
【図６】誘電体バリア放電を行なう電極対の一例の等価回路である。
【図７】本発明の実施例で用いた電磁波検出用共振回路を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の成膜装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、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、長尺な基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤによって、基板Ｚの両面に成膜を行なう装置であって、基本的に、成膜部１２と、電源装置１４と、制御手段１６とを有する。
【００２２】
成膜部１２は、電極ローラ対１８（その電極ロール）に基板Ｚを巻き掛けて長手方向に搬送しつつ、前述のように、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤによって成膜を行なうもので、電極ローラ対１８と、ガス供給手段２０と、ガス吸引手段２４と、反転エリア２６と、供給軸２８と、巻取り軸３０と、ガイドローラ３４ａ〜３４ｆとを有して構成される。
【００２３】
図示例の成膜装置１０において、長尺な基板Ｚは、ロール状に巻回されて、基板ロール３２として供給軸２８に装填される。
基板Ｚは、基板ロール３２から送り出され、長手方向に搬送されつつ、電極ローラ対１８に搬送されて大気圧プラズマＣＶＤによって成膜され、次いで、反転エリア２６で反転され、再度、電極ローラ対１８に搬送されて大気圧プラズマＣＶＤによって成膜され、巻取り軸３０によって、ロール状に巻回されて、次の工程等に供給される。
すなわち、この成膜装置１０は、基板ロールから基板Ｚを送り出し、長手方向に搬送しつつ電極ローラ対１８（電極ローラ１８ａおよび１８ｂ）上の所定領域で成膜を行い、成膜済の基板Ｚをロール状に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll（以下、ＲｔｏＲともいう）)による成膜を行なう装置である。
【００２４】
なお、成膜装置１０は、基板Ｚの搬送ガイドや各種のセンサなど、図示した部材以外にも、ＲｔｏＲによって大気圧プラズマＣＶＤで成膜を行なう各種の成膜装置に配置される各種の部材を有してもよいのは、もちろんである。
【００２５】
本発明の成膜装置１０において、基板Ｚには、特に限定はなく、誘電体バリア放電を用いる大気圧プラズマＣＶＤによって、目的とする膜が成膜可能なものであれば、各種の基板Ｚが利用可能である。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどの有機物からなる高分子フィルム（プラスチックフィルム／樹脂フィルム）が、基板Ｚとして、好適に利用可能である。
また、本発明においては、このような高分子フィルム等を基材として、その上に、保護層、接着層、光反射層、遮光層、平坦化層、緩衝層、応力緩和層等の、各種の機能を得るための層（膜）が形成されているシート状物を基板Ｚとして用いてもよい。
【００２６】
前述のように、基板Ｚは、基板ロール３２として供給軸２８に装填される。
供給軸２８は、基板ロール３２を軸支して、回転することにより、基板Ｚを送り出すものである。また、ガイドローラ３４（３４ａ〜３４ｆ）は、ＲｔｏＲによる成膜装置に用いられる公知のガイドローラである。
【００２７】
基板ロール３２から送り出された基板Ｚは、ガイドローラ３４ａに案内されて、電極ローラ対１８に搬送される。
なお、基板Ｚが、表面に保護フィルムを貼着されている積層材である場合には、電極ローラ対１８の手前で、剥離ローラ等によって、保護フィルムを剥離する。剥離した保護フィルムは、公知の巻取り手段でロール状に巻回すればよい。この点に関しては、後述する第２面への成膜に関しても、同様である。
【００２８】
電極ローラ対１８は、所定の間隙を有して配置される第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂから構成されるものであり、大気圧での誘電体バリア放電における電極対を形成すると共に、成膜時に、基板Ｚを巻き掛けて、所定の成膜位置に位置しつつ長手方向に搬送する搬送手段も兼ねる。
図示例の成膜装置１０において、電極ローラ対１８に搬送された基板Ｚは、まず、第１電極ローラ１８ａに巻き掛けられて搬送され、第１電極ローラ１８ａに当接しない面（以下、便宜的に、この面を第１面とする）に、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤでの成膜を行なわれる。
【００２９】
第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂは、共に、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤを行なう装置に利用される、公知の電極ローラであり、例えば、金属製のローラ、あるいは、金属製のローラの表面に誘電体層（絶縁層）を形成してなるものである。
なお、両電極ローラは、成膜される基板Ｚの温度調節を行なうための温度調節手段を内蔵してもよい。温度調節手段には、特に限定はなく、温度調節用の媒体を循環させる方法、各種のヒータを用いる方法、ペルチェ素子等の冷却手段を用いる方法等、公知のローラの温度調節手段が、各種、利用可能である。両電極ローラの温度調節手段を有することにより、電極ローラ対１８（すなわち、誘電体バリア放電を行う電極対）および基板Ｚの温度を安定させ、これにより、後述するＬＣ共振回路４０におけるキャパシタンスおよびインダクタンスの調整幅を小さくできる。
【００３０】
図示例の成膜装置１０において、電気ローラ対１８には、プラズマ励起電力を供給する電源装置１４が、接続される。
この電源装置１４に関しては、後に詳述する。
【００３１】
ガス供給手段２０は、電極ローラ対１８を構成する第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂの間（以下、単に『電極間』とも言う）に、プラズマを生成し、かつ、基板Ｚに成膜を行なうための原料ガス（反応ガス（プロセスガス））を供給するものである。ガス供給手段２０は、プラズマＣＶＤ装置等の真空成膜装置に用いられる、公知のガス供給手段である。
また、ガス吸引手段２４は、成膜に供されなかった、余分な原料ガス等を吸引するものであり、公知の気体吸引手段である。
【００３２】
なお、本発明の成膜装置１０で基板Ｚに成膜する膜には、特に、限定はなく、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤで成膜可能な膜が、全て、利用可能である。
具体的な一例として、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等のガスバリア膜、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の絶縁膜、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、フッ素化合物等の光反射膜や反射防止膜、インジウムスズ酸化物、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、インジウム・カドミウム酸化物、カドミウム・スズ酸化物、酸化カドミウム、酸化ガリウム等の透明導電膜などが例示される。
すなわち、本発明の成膜装置の用途としては、ガスバリアフィルムの製造、各種の光学フィルムの製造、太陽電池用フィルムの製造、磁気記録媒体用ベースの製造、電磁波遮蔽フィルムの製造、導電性フィルムの製造、帯電防止フィルムの製造、各種の光学部品の製造等が例示される。
【００３３】
また、電極ローラ対１８における成膜圧力にも、特に限定はなく、いわゆる大気圧プラズマＣＶＤで利用される一般的な圧力であればよいが、好ましくは、成膜圧力は、２０〜１１０ｋＰａである。
【００３４】
第１電極ローラ１８ａによって成膜された基板Ｚは、ガイドローラ３４ｂおよび３４ｃによって所定の搬送経路を案内され、反転エリア２６に搬送される。
なお、成膜装置１０においては、成膜した膜を保護するために、成膜した膜に当接するガイドローラ３４ｂおよび３４ｃは、段付きローラやエアによって基板Ｚを浮上させつつ搬送するローラなど、基板Ｚの表面（特に、製品として機能する領域）に接触することなく、基板Ｚをガイドしつつ搬送するものであってもよい。この点に関しては、他の成膜した膜に当接するガイドローラに関しても、同様である。
また、成膜した膜を保護するために、成膜した膜に当接するガイドローラ３４ｂ、または、反転エリア２６の手前に、基板Ｚの第１面に保護フィルムを貼着するセパレータを有してもよい。セパレータは、例えば、保護フィルムを巻回する保護フィルムロールと、保護フィルムを第１面に貼着する貼り合わせローラ対、この保護フィルムロールから保護フィルムを引き出し、貼り合わせローラ対に供給する搬送手段等を有して構成すればよい。この点に関しては、第２面（第１面と逆面）に関しても、同様である。
さらに、電極ローラ対１８と反転エリア２６との間に、さらに、１以上の電極ローラ対を設け、基板ロール３２から反転エリア２６までの間で、２層以上の成膜を行なうようにしてもよい。
【００３５】
反転エリア２６は、基板Ｚを折り返して、再度、電極ローラ対１８に向かう搬送経路に送ると共に、この折り返しの際に、基板Ｚを表裏反転させて、第１面と逆面の第２面への成膜を可能とする部位である。
【００３６】
成膜装置１０（成膜部１２）においては、前述のように電極ローラ対１８の第１電極ローラ１８ａに基板Ｚを巻き掛けて搬送して、第１面に成膜を行い、その後、基板Ｚを折り返して、再度、電極ローラ対１８に搬送し、もう一方の第２電極ローラ１８ｂに巻き掛けて搬送しつつ、成膜を行ない、その後、巻取り軸３０で巻き取る。
ここで、特許文献２に記載される成膜装置のように、電極ローラ対１８から搬送された基板Ｚの搬送経路を、単純に折り返して、再度、電極ローラ対１８に搬送した場合には、基板ロール３２から反転エリア２６までの搬送時（以下、便宜的に『往路』ともいう）と同様、反転エリア２６から巻取り軸３０までの搬送時（同『復路』ともいう）も、第２電極ローラ１８ｂに当接するのは、往路で成膜された第１面とは逆面の第２面（往路での非成膜面）であり、したがって、復路も第１面に成膜を行なうこととなる。
【００３７】
これに対し、図示例の成膜装置１０においては、反転エリア２６において、基板Ｚの搬送を折り返すと共に、基板Ｚを表裏反転する。
これにより、復路において、電極ローラ対１８に搬送した基板Ｚの第１面を第２電極ローラ１８ｂに当接して、第２面に成膜することが可能になり、すなわち、基板ロール３２からの巻出し〜巻取り軸３０への１回の基板Ｚの搬送で、基板Ｚの両面に成膜を行なうことが可能になる。
【００３８】
図２に、反転エリア２６の一例を概念的に示す。
この反転エリア２６は、４本のローラ２６ａ〜２６ｄによって構成されるものである。反転エリア２６において、各ローラは、自身に搬送される基板Ｚの搬送方向に対して、４５°（略４５°）の角度で配置される。また、各ローラは、基板Ｚの搬送経路を、基板Ｚの表面に対して９０°（略９０°）折り曲げるように配置される。
これにより、基板Ｚは、図２（第１面に、搬送方向を示す矢印を付す）に示すように、４回、搬送経路を折り曲げられる間に、搬送経路を折り返されると共に、表裏反転され、第１面を第２電極ローラ１８ｂに向けた状態で、電極ローラ対１８に搬送される。
【００３９】
なお、本発明において、反転エリア２６は、図示例に限定はされず、長尺なシート状物の搬送経路を折り返し、かつ、表裏反転することができる、公知の各種の構成が利用可能である。
例えば、２本の搬送ローラ対間で基板Ｚのループを形成し、かつ、このループ内で、基板を合計で１８０°捻るように配置された、１本以上の搬送ローラ対を有する反転エリア等も利用可能である。
【００４０】
反転エリア２６で反転された基板Ｚは、ガイドローラ３４ｄおよび３４ｅに案内されて、再度、電極ローラ対１８に搬送され、今度は、第２電極ローラ１８ｂに巻き掛けられて搬送されつつ、成膜される。
前述のように、基板Ｚは、反転エリア２６において、表裏反転しつつ折り返されているので、復路では、第２電極ローラ１８ｂに第１面を当接して搬送されることになり、これにより、第２面に、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤによる成膜が行なわれ、基板Ｚの両面に成膜が行なわれる。
【００４１】
両面に成膜を行なわれた基板Ｚは、ガイドローラ３４ｆに案内されて、巻取り軸３０に搬送され、ロール状に巻回される。
【００４２】
前述のように、電極ローラ対１８には、電源装置１４が接続される。
電源装置１４は、電極ローラ対１８にプラズマ励起電力を供給するものであって、ＬＣ共振回路４０と、電源４２と、パルス制御素子４６とを有して構成される。
【００４３】
電源４２は、電極ローラ対１８に供給するプラズマ励起電力の電源（電力供給装置）である。
本発明において、電源４２には、特に限定はなく、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤに利用される電源が、各種、利用可能である。
ここで、誘電体バリア放電では、パルス方式の放電と、単一周波数の正弦波を発振する電源を用いて、単一周波数で処理を行なう放電（以下、正弦波方式とも言う）とが知られているが、本発明においては、正弦波方式、特に、２０ｋＨｚ〜３ＭＨｚでの正弦波方式が好ましく利用される。これに応じて、電源４２は、単一周波数の正弦波を発振する高周波電源が好適に利用され、特に、２０ｋＨｚ〜３ＭＨｚで単一周波数の正弦波を発振する高周波電源が、好適に利用される。
【００４４】
パルス方式の放電では、最終段にトランスを配置して、電極間の負荷を軽減することにより、容易に放電を発生できるという利点が有る。その反面、パルス方式の放電では、スイッチング周波数に限度がある。特に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）をスイッチング素子として用いた電源では、数１０ｋＨｚ程度の周波数が限界であり、それを大きく上回る周波数になると、素子内のキャリアの応答が悪くなり、十分なスイッチング能力を発揮できない場合が有る。
成膜速度の向上や膜の高密度化を図るためには、放電の周波数を高くして、活性種が成膜領域（すなわち、電極ローラ１８ａと１８ｂの間）に常に残存しやすい状態を維持すると共に、大きな電流を流して、活性種の密度自体を増加させるのが好ましい。一方で、１３．５６ＭＨｚのＲＦ波のように、周波数が高すぎると、放電形態が誘電体バリア放電から容量性結合性へと変化し、高周波の遮蔽などが必要になるほか、十分な発熱対策が必要になってくるなどの課題が残る。
【００４５】
これに対して、正弦波方式によれば、誘電体バリア放電によって十分に高い周波数（数ｋＨｚ〜数ＭＨｚ）で、高い成膜速度で高密度な膜の成膜が可能となる。
特に、電源４２として、２０ｋＨｚ〜３ＭＨｚで単一周波数の正弦波を発振する高周波電源を用いることにより、プラズマ電流パルスが０になってから、次のプラズマ電流パルスが生じるまでの間欠時間が短く、高密度な膜を高い成膜速度で成膜すると共に、大面積への成膜にも、十分に対応可能となる。
【００４６】
なお、電源４２の出力にも、特に限定は無く、用いる基板や成膜する膜等に応じて、電極ローラ対１８間で、十分に大気圧での誘電体バリア放電を生じることができるプラズマ励起電力を、適宜、設定すればよい。従って、電源４２は、用いる基板Ｚや成膜する膜等に応じて、電極ローラ対１８間で、大気圧での誘電体バリア放電に必要な励起電力を供給可能な製品、好ましくは前記正弦波方式の誘電体バリア放電が可能な製品を、適宜、選択すればよい。
【００４７】
電源４２と電極ロール対１８との間には、ＬＣ共振回路４０が配置される。なお、本発明は、電源４２とＬＣ共振回路４０との間に、または、ＬＣ共振回路４０と電極ロール対１８との間に、トランスを配置して、インピーダンス変換を行なうようにしてもよい。
図１に示すように、ＬＣ共振回路４０は、電極ローラ対１８と並列に接続される可変コンデンサ４８と、可変コンデンサ４８よりも電源４２側で、電極ローラ対１８に直列に接続される可変コイル５０とから構成される。なお、可変コイル５０は、固定コイルと可変コンデンサとの直列接続によって構成される可変インダクタンスであっても、同等の機能を果たすので、この構成であってもよい。
【００４８】
このようなＬＣ共振回路４０を有することにより、電源４２からの電圧を増幅して、電極ローラ対１８の第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとの間（すなわち、電極間のギャップ、２枚の基板Ｚ、および、１枚の基板Ｚに成膜された膜、からなる容量性の負荷）に、放電開始電圧を超える電圧を印加することが、可能となる。
【００４９】
ここで、本発明において、ＬＣ共振回路４０は、通常のコンデンサおよびコイルを用いるのではなく、可変コンデンサ４８および可変コイル５０を用いる。すなわち、本発明の成膜装置１０の電源装置１４に用いられるＬＣ共振回路４０は、キャパシタンスおよびインダクタンスが可変である（電気回路定数が可変である）。
本発明の成膜装置１０は、電極ロール対１８を用いる、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤでの成膜を行なう装置において、このようなＬＣ共振回路４０を用いることにより、用いる基板Ｚの種類、連続的な成膜による電極間ギャップの変動、連続的な成膜による第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂへの膜の堆積等に起因する、プラズマの変動を好適に防止し、適正かつ安定したプラズマで、連続的に適正な成膜を行なうことを可能にしたものである。
【００５０】
通常の誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤと同様、本発明の成膜装置１０においても、プラズマ生成中の電極ローラ対１８は、図６で点線内に記すような等価回路で示すことができる。
すなわち、Ｃvが、第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとの間隙（電極間ギャップ）によるキャパシタンスである。
また、Ｃd1が、第１電極ローラ１８ａに当接する基板Ｚによるキャパシタンスであり、Ｃd2が、他方の第２電極ローラ１８ｂに当接する基板Ｚ、および、第１面に成膜された膜によるキャパシタンスである。誘電体バリア放電では、これらの絶縁体が、キャパシタンスＣdのコンデンサとして作用し、『Ｃd＝Ｃd1×Ｃd2／（Ｃd1＋Ｃd2）』となる。
なお、特許文献１に示されるように、第１電極ローラ１８ａおよび／または第２電極１８ｂ電極が、表面に誘電体が貼着されているローラである場合には、Ｃd1およびＣd2は、この誘電体によるキャパシタンス分が加味される。
【００５１】
誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤでは、電極間の合計のインピーダンスが、電源４２側から見た際に、十分に整合が取れている必要が有る。このインピーダンスの整合が取れていない場合には、反射波の増大を招き、放電の開始や、放電の持続に必要な電圧を電極間に供給できず、また電源側のオーバーロードを招く危険がある。
そのため、この整合条件を満たすように、ＬＣ共振回路の共振条件を設定する必要がある。すなわち、この整合条件を満たすように、ＬＣ共振回路のキャパシタンスおよびインダクタンスが決定される。
【００５２】
ところが、前述のように、連続的に成膜を行なうと、第１電極ローラ１８ａや第２電極ローラ１８ｂ（特に、基板Ｚの幅方向（搬送方向と直交方向）の両端部）に膜が堆積してしまい、その結果、キャパシタンスＣd1およびＣd2が変動してしまう。
また、前述のように、成膜装置１０では、電極ローラ対１８（成膜領域）で成膜を行なった後、基板Ｚを折り返して、再度、電極ローラ対１８に搬送して成膜を行なう。従って、この成膜装置１０では、成膜開始直後は、復路でも、基板Ｚの第１面に成膜が行なわれていない状態で、成膜が行なわれることになる。そのため、往路で成膜を行なわれた基板Ｚが、復路で電極ローラ対１８に搬送された時点で、キャパシタンスＣd2が大きく変動する。
また、連続的な成膜での加熱によって、第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂも膨張し、これによって電極間の間隙が変化してキャパシタンスＣvが変動し、さらに、基板Ｚの膨張によってキャパシタンスＣd1およびＣd2が変動する。加えて、第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂの加熱や、プラズマの熱によって、基板Ｚも加熱されて膨張し、この基板Ｚの膨張によって、キャパシタンスＣd1および／またはＣd2が変化する。
さらに、連続的に放電を行うと、電源装置も加熱してしまい、内部回路の温度変化によって、電源装置内部のインピーダンスが変化してしまう。
【００５３】
単純に基板Ｚを折り返して同一面に２回の成膜を行なう成膜装置はもちろん、図示例の成膜装置１０のように、基板Ｚを折り返し、かつ、表裏反転して両面に成膜を行なう、折り返し前後で電極ローラに当接する材料が異なる成膜装置でも、このような安定性への影響は、顕著である。
【００５４】
すなわち、連続的な成膜を行なうと、次第に、電極ローラ対１８の電極間における各キャパシタンスおよび抵抗Ｒpが変化し、ＬＣ共振回路４０の共振条件に対して、ズレを生じてしまう。
このように、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマでは、成膜中に、プラズマ生成領域周辺の環境が変化していく。このような変化を生じると、反射波が大きくなって、入力電力の減少等を生じ、甚だしい場合には、放電に十分な電力を供給できず、放電の自動的な停止などが発生し、すなわち、プラズマの状態が不安定になってしまう。
また、誘電体バリア放電による大気圧プラズマでは、電極間（すなわち放電部）において、不可避的に、ストリーマと呼ばれる電極間を糸状に結ぶ局所的プラズマが発生してしまう。このようなプラズマ生成領域周辺の環境変化は、ストリーマを増加させ、また、ストリーマの電流値を増加させてしまい、これによって、プラズマが、さらに不安定になり、加えて、アーク放電を生じて、基板や成膜した膜を損傷してしまう危険も有る。
このような不安定な状態のプラズマで成膜を行なうと、成膜速度の変動（膜厚のバラツキ）、膜質の劣化、膜の欠陥の発生等を生じ、適正な成膜を安定して行なうことができないのは、前述のとおりである。
【００５５】
これに対し、本発明においては、ＬＣ共振回路４０として、キャパシタンスとインダクタンスとを可変にした回路を用い、プラズマの状態すなわち電極ローラ対１８の状態に応じて、可変コンデンサ４８および可変コイル５０を調整する。
【００５６】
これにより、前述のような電極ローラ対１８におけるキャパシタンス等の変動に好適等に対応して、ＬＣ共振回路４０における共振条件を、電極ローラ対１８の状態に対応した最適な条件とすることができ、電極ローラ対１８の状態に応じた最適なプラズマ励起電力を供給して、適正なプラズマを安定して生成することが可能になり、第１面および第２面共に、高品質な膜を、安定して成膜することができる。
また、本発明の成膜装置１０によれば、図示例のような、基板Ｚの折り返しを行なうのではなく、特許文献１に示されるような、２つの基板ロールおよび巻取り軸を利用して、２枚の長尺な基板を同時に搬送して、成膜を行なう装置において、厚さや材料が異なる基板を用いた場合でも、ＬＣ共振回路４０の共振条件を適正に調整して、安定したプラズマで、適正な成膜を、長時間に渡って安定して行なうことができる。
さらに、本発明によれば、成膜中における電極ローラ対１８からの電力の反射率の増加を抑制することができ、その結果、成膜速度も安定させることができる。
【００５７】
一例として、以下にＬＣ共振回路の調節機構の働きを示す。
まず、直列ＬＣ共振回路の共振条件は、よく知られる式
【数１】
で表される。ここで、本発明において、Ｌは電源から見たインダクタンスであり、Ｃは電源から見たキャパシタンス、ωは角周波数である。すなわち、インダクタンスＬを構成するのはＬＣ共振回路中の可変コイル５０と、パルス制御素子４６に内蔵されているコイルである。一方、キャパシタンスＣを構成するのは、ＬＣ共振回路中の可変コンデンサ４８、放電空間のキャパシタンスＣｖや誘電体のキャパシタンスＣｄである。この共振条件を固定の発振周波数において満たすためには、インダクタンスＬとキャパシタンスＣの積が一定である必要がある。よって、キャパシタンスＣを増加させたらインダクタンスＬを減少させる行為によって、常に発振周波数を一定に保つ制御を行う。
また、図１に示す電極ローラ対１８において、プラズマ＋電極ローラ対１８の等価回路で示される合成インピーダンスＺは、
Ｚ＝Ｒp＋Ｘｊ＝（Ｒp//１／ｊωＣv）＋１／ｊωＣd
で示される。
ここで、基板の厚さの変化、膜厚の変化等によってキャパシタンスＣｄが減少すると、電極対１８と、誘電体（誘電体層や基板等）とによって形成されたインピーダンスＲ＋Ｘｊのうち、リアクタンスＸが減少し（リアクタンスＸは負であり、それが増長される）、｜Ｚ｜は大きくなる。この際に、電極対に対して並列に配置されるコンデンサが固定の物である場合には、このＺとＬＣ共振回路中のコンデンサとの合成インピーダンスＺ2中にて、抵抗分Ｒが小さく、また、リアクタンスも小さく（Ｃ性）なっているため、このままだと電源から見たインピーダンスが低レジスタンスで、かつ、Ｃ性の負荷となってしまい、最適な共振条件を満たすことができない。
これに対し、本発明においては、可変コンデンサ４８のキャパシタンスを減少させることによって、抵抗分ＲをＲ0（Ｒ0は、電源４２によって決定される規格抵抗）に戻すことができる。また、同時に、可変コイル５０のインダクタンスを増加させることにより、リアクタンスをゼロに戻すことができ、理想的には、反射波をゼロにすることができる。
【００５８】
図示例の成膜装置１０においては、制御手段１６が、電極ローラ対１８の状態すなわちプラズマの状態を検出して、この検出結果に応じて、可変コンデンサ４８および可変コイル５０を調整する。つまり、負帰還のフィードバックをかけることにより、目標値（電圧と電流の位相差ゼロ）に自動的に近づける調整を行う。こうすることで、微小な相差のズレも検知して補正することができ、手動の調節よりも好ましい安定化機構を構築することができる。
この点に関しては、後に詳述する。
また、本発明の成膜装置１０においては、可変コンデンサ４８および可変コイル５０の調整に加えて、必要に応じて、プラズマ励起周波数を調整することにより、さらにプラズマを安定化してもよい。
【００５９】
本発明の成膜装置において、ＬＣ共振回路は、図示例のＬＣ共振回路４０に限定はされない。
一例として、図３（Ａ）に示すように、ＬＣ共振回路４０において、可変コイル５０よりも電源４２側に、電極ローラ対１８と並列な可変コンデンサ５２を設けたＬＣ共振回路が例示される。
また、図３（Ｂ）に示すように、ＬＣ共振回路４０において、可変コイル５０よりも電極ローラ対１８側に、電極ローラ対１８と直列な可変コイル５４を設けたＬＣ共振回路も、利用可能である。
さらに、成膜装置１０においては、ＬＣ共振回路４０の温度調節手段を有してもよい。ＬＣ共振回路４０の温度調節手段を有することにより、ＬＣ共振回路４０を構成する可変コイル５０等の温度を安定させて、キャパシタンスおよびインダクタンスの調整幅を小さくできる。なお、ＬＣ共振回路４０の温度調節手段は、電気回路等における公知の手段が、全て、利用可能である。
【００６０】
ここで、本発明においては、ＬＣ共振回路４０のキャパシタンスおよびインダクタンスの両者が可変であることが、重要である。
ＬＣ共振回路４０のキャパシタンスおよびインダクタンスの一方でも、固定である場合には、発振周波数が変化してしまい、プラズマ励起電源の周波数と一致せず、所望の共振条件が得られない。従って、プラズマ励起電源の周波数を一定に保ちながらＬＣ共振回路の調整を行うには、キャパシタンスとインダクタンスとの両方を可変にして、調整する必要が有る。
【００６１】
なお、本発明においては、プラズマの生成中は、常時、キャパシタンスとインダクタとの両方を調整してもよく、あるいは、キャパシタンスとインダクタの一方を先に調整して、先に調整した方は、基本的に、この状態を維持するようにしてもよい。
例えば、後述するように、インピーダンスおよび位相を検出して、抵抗が規定値となるようにキャパシタンスを調整し、かつ、リアクタンスをゼロに戻すようにインダクタンスを調整する方法のように、常時、キャパシタンスとインダクタとの両方を、適宜、調整することにより、適正なプラズマを維持するようにしてもよい。
【００６２】
あるいは、先に、可変コンデンサ４８のキャパシタンスを調整して固定値として、この状態を維持し、このキャパシタンスに対応するように、可変コイル５０のインダクタンスを、適宜、調整することにより、適正なプラズマを維持するようにしてもよい。この場合、先に示したＬＣ共振回路の共振条件を満たすように、インダクタンスＬと角周波数ωとを変化させる。また、この際には、プラズマの生成中、可変コンデンサ４８のキャパシタンスは、基本的に、最初の設定値を維持するが、電極間におけるインピーダンスの変動等に応じて、可変コンデンサ４８のキャパシタンスを、再調整してもよい。
【００６３】
また、先に、可変コイル５０のインダクタンスを調整して固定値とし、この状態を維持し、このインダクタンスに対応するように、可変コンデンサ４８のキャパシタンスを、適宜、調整することにより、適正なプラズマを維持するようにしてもよい。この場合、先に示したＬＣ共振回路の共振条件を満たすように、キャパシタンスＣと角周波数ωとを変化させる。また、この際には、プラズマの生成中、可変コイル５０のインダクタンスは、基本的に、最初の設定値を維持するが、電極間におけるインピーダンスの変動等に応じて、可変コイル５０のインダクタンスを、再調整してもよい。
【００６４】
なお、何れの場合であっても、キャパシタンスおよび／またはインダクタンスが適正である状態では、余分な調整は不要である。
【００６５】
図示例の成膜装置１０の電源装置１４は、好ましい態様として、電極ローラ対１８に直列に接続されたパルス制御素子４６を有する。
パルス制御素子４６を有することにより、成膜中におけるストリーマの発生を抑制して、より、安定したプラズマでの成膜が可能となる。
【００６６】
前述のように、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤでは、電極間（すなわち放電部）において、不可避的に、ストリーマと呼ばれる微弱局所電流が発生してしまう。成膜中に、ストリーマが発生すると、プラズマが不均一になって成膜が不均一かつ不安定になるばかりか、電流の一極集中を招き易く、アーク放電に至る危険性も高い。
【００６７】
パルス制御素子４６は、このストリーマの発生を抑制するものである。
具体的には、パルス制御素子４６は、電極両端にかかる電圧の時間的制御を行うことにより、ストリーマの発生を抑制するものである。より具体的には、パルス制御素子４６は、前記電極ローラ対１８にプラズマ励起電力を供給した際に、その半周期中に少なくとも１つの電圧パルスを生成し、これによって、電極間（第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとの間）に変位電流パルスを生じさせることにより、ストリーマの発生を抑制するものである。
好ましくは、電源４２の動作周波数と等しい共振周波数を有するパルス制御素子４６を用いることにより、より好適にストリーマの発生を抑制できる。
【００６８】
前述のように、ＬＣ共振回路４０のキャパシタンスおよびインダクタンスを可変することで、処理プロセス中におけるプラズマ生成領域周辺の環境変化に起因するストリーマの増加を、好適に抑制できる。
これに加え、図示例においては、より安定したプラズマでの処理が可能な、好ましい態様として、電源装置１４において、パルス制御素子４６も用いている。これにより、ストリーマの発生を、さらに抑制して、処理プロセス中におけるプラズマ生成領域周辺の環境変化に起因する放電の防止すなわちプラズマの安定化、ストリーマ発生防止によるプラズマの安定化、ストリーマ抑制によるアーク放電の防止等の効果を、より好適に発揮することができる。
【００６９】
また、本発明では、キャパシタンスおよびインダクタンスが可変なＬＣ共振回路４０を用いているので、これらが非可変な通常のＬＣ共振回路を用いる場合に比して、パルス制御素子４６の作用効果も、高くなる。
すなわち、前述のＬＣ共振回路４０の調整により、反射波を減少させ、一定に保つことによって、電流値も一定に保つことができるようになる。この結果、パルス制御素子４６中のフェライトなどコア中の磁束が飽和する時刻と、誘電体バリア放電による間欠的な電流の立ち上がり時刻の同期も容易になる。このことによって、ストリーマ抑制に効果的な急峻な電流の立ち上がり、立ち下がりが、効果的に行える。
さらに、ＬＣ共振回路４０の調整により、共振条件のズレに起因するパルス制御素子４６中のフェライトの飽和条件の変化も防止できる。そのため、パルス制御素子４６中の磁束の飽和によるインピーダンスの急変と、プラズマ点火による放電空間のインピーダンスの急変とを好適に同期させて、パルス制御素子４６による変位電流の時間的制御を確実に行うことを可能にし、反射波の増大、グロー状放電からフィラメント放電への移行などを好適に防止できる。
【００７０】
そのため、本発明の成膜装置においては、キャパシタンスおよびインダクタンスが可変なＬＣ共振回路４０に、さらにパルス制御素子４６を用いることにより、アーク放電を防止して、ストリーマが目で観測されない均一なグロー放電を長時間に渡って続けることができ、より安定した適正なプラズマによって、長時間に渡って、高品質な膜の成膜（高品位なプラズマ処理）を行うことが、可能となる。
【００７１】
パルス制御素子４６としては、図４（Ａ）に概念的に示すように、電極ローラ対１８に直列に接続されるチョークコイル４６ａが好適に例示される。
特に、電源４２が電極ローラ対１８に印加したプラズマ励起電力によって放電を開始する際に、電流パルスの立ち上がりの時にチョークコイル内の磁束が非飽和から飽和に遷移し、電流パルスの絶対値が減少する際には、逆に、飽和から非飽和に遷移するように調節されたチョークコイルが、好適に例示される。
【００７２】
チョークコイル４６ａは、非線形応答をするので、或る電流において、電極ローラ対１８の電極間の電圧を急激に変化させる。これによって、電極間の変位電流を変化させて、ストリーマの発生を抑制することができる。
特に、電源４２が電極ローラ対１８に印加したプラズマ励起電力によって放電を開始する際に、電流パルスの立ち上がりの時にチョークコイル内の磁束が非飽和から飽和に遷移し、電流パルスの絶対値が減少する際には、逆に、飽和から非飽和に遷移するように調節されたチョークコイル４６ａを用いることにより、迅速にプラズマのカットオフを誘起して残存ストリーマを排除できる、等の点で、好ましい結果を得ることができる。
【００７３】
本発明において、パルス制御素子４６は、図示例のようなチョークコイル４６ａに限定はされず、上記作用を有する、各種のパルス制御素子（パルス制御回路）が利用可能である。
【００７４】
一例として、図４（Ｂ）に示すように、電極ローラ対１８と直列に接続されたチョークコイル４６ａに加え、このチョークコイル４６ａに並列に接続された（パルス）コンデンサ４６ｂとからなるパルス制御素子４６が、好適に、例示される。
また、図４（Ｃ）に示すように、電極ローラ対１８と直列に接続されたチョークコイル４６ａに加え、このチョークコイル４６ａに直列で接続された（共振器）コンデンサ４６ｃと、このチョークコイル４６ａおよびコンデンサ４６ｃの直列回路に並列に接続された（パルス）コンデンサ４６ｂとからなるパルス制御素子４６も、好適に、例示される。
このようなパルス制御素子に関しては、特表２００７−５２０８７８号および同２００９−５０６４９６号の各公報に詳述されている。
【００７５】
前述のように、ＬＣ共振回路４０の可変コンデンサ４８および可変コイル５０（ＬＣ共振回路４０のキャパシタンスおよびインダクタンス）は、制御手段１６によって調整される。制御手段１６は、ＲＦセンサ５６と、サーボアンプ・モータ５８と、ゼロバランス回路６０とを有して構成される。
【００７６】
ＲＦセンサ５６は、電圧、電流を計測するもので、（電圧の振幅）÷（電流の振幅）をインピーダンスとして出力し、また、電圧と電流の位相差を計測して出力する。成膜装置１０において、ＲＦセンサ５６は、公知のものを使用すればよい。
成膜装置１０においては、ＲＦセンサ５６が、電極ローラ対１８の電極間のインピーダンス、および、電源４２から供給される電圧と電流との位相差とインピーダンスとを検出し、ゼロバランス回路６０に供給する。
【００７７】
ゼロバランス回路６０は、ＲＦセンサ５６から供給された前記インピーダンスおよび位相差を用いて、一例として、前述のように、電極間のインピーダンスＲp＋Ｘｊの抵抗分が規格抵抗Ｒ0となる可変コンデンサ４８のキャパシタンスの調整方向を検出して調整量を算出し、また、リアクタンスをゼロに戻すことができる可変コイル５０のインダクタンスの調整方向を検出して調整量を算出する。
さらに、ゼロバランス回路６０は、算出したキャパシタンスおよびインダクタンスの調整方向および調整量に応じた制御信号を、サーボアンプ・モータ５８に供給する。
【００７８】
サーボアンプ・モータ５８は、制御信号を増幅して、モータの駆動信号とし、この駆動信号に応じて、可変コンデンサ４８の調整モータ、および、可変コイル５０の調整モータを駆動して、ＬＣ共振回路４０のキャパシタンスおよびインダクタンスを調整する。
【００７９】
以下、成膜装置１０の作用を説明する。
基板ロール３２が供給軸２８に装填されたら、基板Ｚを引き出し、電極ローラ対１８に搬送されて第１電極ローラ１８ａに巻き掛かり、反転エリア２６で折り返しおよび表裏反転され、再度、電極ローラ対１８に搬送されて第２電極ローラ１８ｂに巻き掛かり、巻取り軸３０に至る所定の経路で挿通する。
【００８０】
基板Ｚを所定経路で挿通したら、ガス供給手段２０からの原料ガスの供給、および、ガス吸引手段２４の駆動を開始し、次いで、基板Ｚの搬送を開始する。
ガス供給手段２０からの原料ガスの供給、および、基板Ｚの搬送が安定したら、電源４２を駆動して、電極ロール対１８にプラズマ励起電力を供給し、基板Ｚへの成膜を開始する。なお、成膜開始当初は、可変コンデンサ４８および可変コイル５０は、共に、予め設定された規定のキャパシタンスおよびインダクタンスに設定されている。
【００８１】
基板Ｚは、電極ローラ対１８に搬送され、まず、第１電極ローラ１８ａに巻き掛けて搬送されつつ、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤによって第１面に成膜され、次いで、反転エリア２６において、搬送経路を折り返され、かつ、表裏反転される。
表裏反転された基板Ｚは、再度、電極ローラ対１８に搬送されて、第２電極ローラ１８ｂに巻き掛けて搬送されつつ、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤによって第１面とは逆面の第２面に成膜され、巻取り軸３０によってロール状に巻回される。
【００８２】
この誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤでの成膜中、電極ローラ対１８の第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとの間のインピーダンス、および、電源４２から供給される電圧と電流との位相差とインピーダンスとが、ＲＦセンサ５６によって検出され、ゼロバランス回路６０に供給される。
ゼロバランス回路６０は、供給されたインピーダンスおよび位相から、前述のように、電極間の合成インピーダンスにおける抵抗Ｒが規格抵抗Ｒ0となる可変コンデンサ４８の調整方向を検出して調整量を算出し、また、リアクタンスをゼロに戻すことができる可変コイル５０の調整方向を検出して調整量を算出し、その制御信号をサーボアンプ・モータ５８に送る。サーボアンプ・モータ５８は、送られた制御信号に応じて、調整用モータを駆動して、可変コンデンサ４８のキャパシタンスおよび可変コイル５０のインダクタンスを調整して、ＬＣ共振回路４０の共振条件を、電極ローラ対１８の状態すなわちプラズマの状態に応じたものとする。
また、成膜中は、パルス制御素子４６が、電圧パルスを生成して、電極間（第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとの間）に変位電流パルスを生じさせることにより、ストリーマの発生を抑制している。
【００８３】
従って、成膜装置１０によれば、安定し、かつ、ストリーマの生成を十分に抑制した適正なプラズマによって、適正な成膜を、安定して、かつ、長時間に渡って続けることができる。
【００８４】
図１に示す成膜装置１０は、電極ローラ対１８を通過して、再度、電極ローラ対１８に搬送される基板Ｚの搬送経路に、反転エリア２６を設けることにより、基板Ｚの搬送経路を折り返し、また、基板の表裏反転を行なったが、本発明は、これに限定はされず、各種の構成によって、電極ローラ対１８から、再度、電極ローラ対１８に搬送される基板の搬送経路の折り返し、および、表裏反転を行なうことが可能である。
【００８５】
図５に、その一例を示す。
なお、図５に示す成膜装置７０は、基板Ｚの搬送経路が異なる以外は、前述の成膜装置１０と同じ部材を用いているので、同じ部材に同じ符号を付し、以下の説明は、異なる部位を主に行なう。
【００８６】
図５に示す成膜装置７０において、成膜部７２では、基板ロール３２から引き出した基板Ｚを、ガイドローラ３４ｈ〜３４ｊによって電極ローラ対１８に送る。電極ローラ対１８に搬送された基板Ｚは、先と同様、第１電極ローラ１８ａに巻き掛けられて搬送され、第１面に成膜される。
第１電極ローラ１８ａに巻き掛けられて、第１面に成膜された基板Ｚは、ガイドローラ３４ｋ〜３４ｏに案内されて、第１電極ローラ１８ａの上方（第２電極ローラ１８ｂと逆方向）に搬送するようにして折り返し、再度、基板Ｚの電極ローラ対１８に向けて折り返す搬送経路で搬送されて表裏反転され、ガイドローラ３４ｐによって、再度、電極ローラ対１８に搬送され、第２電極ローラ１８ｂに巻き掛け、第２面に成膜を行なわれる。両面に成膜された基板Ｚは、先と同様、巻取り軸３０によってロール状に巻回される。
【００８７】
すなわち、成膜のために巻き掛けられた第１電極ローラ１８ａを内包するような搬送経路で、基板Ｚを２回折り返して、再度、電極ローラ対１８に供給することにより、基板Ｚの搬送経路を電極ローラ対１８に向けて折り返すと共に、基板Ｚを表裏反転して、第２電極ローラ１８ｂに搬送する。
従って、前述の成膜装置１０においては、往路と復路で電極ローラ対１８における基板Ｚの搬送方向が逆方向となるが、この成膜装置７０では、電極ローラ対１８における基板Ｚの搬送方向は、第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとで、同方向となる。
【００８８】
図１および図５に示す成膜装置は、共に、電極ローラ対１８に搬送して成膜した基板Ｚを、表裏反転して、再度、電極ローラ対１８に搬送するものであるが、本発明は、これに限定はされず、電極ローラ対を用い、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤで成膜を行なう各種の装置に、利用可能である。
例えば、特許文献２に示されるような、基板の表裏反転をせず、電極ローラ対１８で成膜を行なった基板Ｚの折り返しのみを行なって、再度、電極ローラ対１８に搬送することにより、基板Ｚの同一面に２層の成膜を行なう装置であってもよい。
また、特許文献１に示されるような、基板ロールと巻取り軸との組み合わせを２つ有し、２枚の基板に、同時に成膜を行なう装置であってもよい。この際において、基板の種類（材料等）や厚さが異なっても、本発明によれば、長期に渡って安定して適正な成膜を行なうことができるのは、前述のとおりである。
【００８９】
しかしながら、前述のように、電極ローラに巻き掛かる基板Ｚのキャパシタンスが異なっても、長期に渡って適正な成膜が可能である等、本発明の効果が、より好適に発現できる等の点で、特許文献２に示されるような、基板Ｚを、表裏反転することなく折り返して、同一面に２回の成膜を行なう成膜装置や、図１や図５に示すような、電極ローラ対１８で成膜した基板Ｚを、折り返し、かつ、表裏反転して、再度、電極ローラ対１８に搬送して、両面に成膜を行なう成膜装置は、より好適に利用される。
【００９０】
また、本発明は、成膜装置ではあるが、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤを利用して、表面改質、粗面化処理、平滑化処理、活性化処理等の、基板Ｚの表面処理装置や、プラズマ表面反応装置としても利用可能であるのは、もちろんである。
【００９１】
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、上記実施例に限定はされず、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、もちろんである。
【実施例】
【００９２】
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。
【００９３】
［実施例１］
図１に示す成膜装置１０を用いて、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
基板Ｚは、厚さ１００μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用いた。
可変コンデンサ４８のキャパシタンスは、８００ｐＦを標準にした。また、可変コイル５０のインダクタンスは、１ｍＨを標準にした。さらに、パルス制御素子４６として、インダクタンスが０．５ｍＨのチョークコイルを用いた。
基板Ｚを挿通した状態における電極間のキャパシタンスは、１２０ｐＦであった。
また、電極ローラ対１８の第１電極ローラ１８ａおよび電極ローラ対１８ｂは、内蔵する温度調節手段によって、温度を６０℃±２℃に調整した。また、ＬＣ共振回路４０も、空冷装置によって、温度を３０℃±１℃に調整した。
【００９４】
原料ガスとして、窒素ガス（流量１０Ｌ／ｍｉｎ）、酸素ガス（流量０．３Ｌ／ｍｉｎ）、およびＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）ガスを用いた。なお、ＴＥＯＳは、２ｇ／ｈｒの速度で気化させてガス供給手段２０に送り、窒素ガス等と共に原料ガスとして供給した。
電源４２から供給するプラズマ励起電力は、４ｋＶ、８００Ｗの、４５０ｋＨｚの単一正弦波のものとした。
【００９５】
以上の条件の下、基板Ｚを０．３ｍ／ｍｉｎの速度で搬送して、基板Ｚの両面に厚さ１００ｎｍの酸化ケイ素膜を成膜した。
なお、本例においては、まず最初に、基板Ｚの搬送を開始し、次いで、電源４２からのプラズマ励起電力の供給を開始し、電極間の放電が安定した時点で原料ガスの供給を開始して、基板Ｚへの成膜を開始した。
【００９６】
［実施例２］
反転エリア２６での基板Ｚの表裏反転を行わない以外は（すなわち、基板Ｚの折り返しのみを行った以外は）、実施例１と同様にして、基板Ｚに酸化ケイ素膜を成膜した。
すなわち、本例では、基板Ｚの１面に、往路および復路での２回の成膜を行った。
【００９７】
［実施例３］
反転エリア２６での基板Ｚの折り返し搬送を行わない以外は、実施例１と同様にして、基板Ｚに酸化ケイ素膜を成膜した。
すなわち、本例では、基板Ｚの搬送を往路の１方向のみとして、基板Ｚの１面のみに、１回の成膜を行った。
【００９８】
［実施例４］
電源装置１４がパルス制御素子４６を有さない以外は、実施例１と同様にして、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
【００９９】
［実施例５］
ＬＣ共振回路として、図３（Ａ）に示されるものを用いた以外は、実施例１と同様にして、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
なお、追加した可変コンデンサ５２のキャパシタンスは、８００ｐＦを標準にした。
【０１００】
［比較例１］
可変コンデンサ４８を８００ｐＦの固定キャパシタンスのコンデンサに変更した以外は、実施例１と同様に、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
【０１０１】
［比較例２］
可変コイル５０を１ｍＨの固定インダクタンスのコイルに変更した以外は、実施例１と同様にして、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
【０１０２】
［比較例３］
可変コンデンサ４８を８００ｐＦの固定キャパシタンスのコンデンサに、可変コイルを５０を１ｍＨの固定インダクタンスのコイルに、それぞれ変更した以外は、実施例１と同様にして、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
【０１０３】
［評価］
以下の項目を評価することにより、各実施例および各比較例での成膜を評価した。
ここで、本発明の実施例は、全て、キャパシタンスおよびインダクタンスの調節幅に大きな違いは無く、２〜５ｐＦ／ｍｉｎおよび８〜２０ｕＨ／ｍｉｎであった。
なお、電極ローラ対１８およびＬＣ共振回路４０の温度調節を行わない場合には、両者の調節幅は大きく、５〜２０ｐＦ／ｍｉｎおよび２０〜６０ｕＨ／ｍｉｎ程度になると考えられる。しかしながら、キャパシタンスおよびインダクタンスの調節幅が大きくなることにより、可変コンデンサ４８および可変コイル５０、ならびに、制御手段１６の負担は大きくなるものの、本発明によれば、電極ローラ対１８およびＬＣ共振回路４０の温度調節を行わなくても、実施例１〜５等と、ほぼ同様の結果を得ることができる。
【０１０４】
［反射率変化度］
成膜中に、電源４２から出力して電極ローラ対１８（成膜部）に向かう入射波の電力と、電極ローラ対１８から戻ってくる反射波の電力との比を取って反射率ｒ（０＜ｒ＜１）を定義した。この反射率ｒを、前記成膜開始直後から１００分経過までの、合計１００分間、発振回路付属の計器によってモニターし、それを下記式
【数２】
によって時間積分して、時間平均を取ったものをＦ（反射率変化度積分平均値）とした。Ｔ＝１００分とした。また、Ｒは、モニタ開始時間の反射率である。
【０１０５】
［ストリーマ発生数および表面粗さ］
コンデンサとコイルとの並列回路のみからなる簡単な電磁波検出用共振回路を作成し、共振周波数を５ＭＨｚとした。
図７に概念的に示すように、この電磁波検出用共振回路のコイル（Ｌ）に通る磁束の向きが、図中方向ｚで示すように電極間ギャップに発生する線状プラズマの電流が流れる向きと一致するように（すなわち、ガス供給手段２０およびガス吸引手段２４によるガス流方向ｘと直交するように）、コイルを配置した。コイルとプラズマ発生部との距離は１ｍであった。
なお、成膜は、電源４２を駆動して放電が安定した後、気化させた液体材料をガス供給手段２０に注入することで開始したが、気化させた液体材料の注入開始直後からの１００分間、前記電磁波検出用共振回路に発生する電圧を、モニタした。
その電圧ピーク値が０．５Ｖを超えたものを、極大ストリーマが発生したとして、カウントした。
また、前記１００分間成膜した直後の酸化ケイ素膜の表面粗さＲａ（算術平均表面粗さＲａ［ｎｍ］）を測定した。なお、表面粗さＲａは、ＪＩＳ ０６０１−１９７６の表面粗さ評価方法に基づいて、セイコーインスツル社製の『Nano-Navi JS-1683』を用いて測定した。
【０１０６】
［密度］
前記成膜開始直後から１００分間成膜した直後の酸化ケイ素膜の密度［ｇ／ｃｍ3］を理学電気社製の『ATX-G』を用いて、Ｘ線反射率測定法（ＧＩＸＲ）によって測定した。
【０１０７】
［総合評価］
反射率変化度が０．００５未満を３点； 同０．００５以上０．０１未満を２点； 同０．０１以上０．０５未満を１点； 同０．０５以上を３点； とし、
ストリーマ発生数が３００回未満を３点； 同３００回以上１０００回未満を２点； 同１０００回以上３０００回未満を１点； 同３０００回以上を０点； とし、
表面粗さ０．５ｎｍ未満を３点； 同０．５ｎｍ以上２ｎｍ未満を２点； 同２ｎｍ以上５ｎｍ未満を１点； 同５ｎｍ以上を０点； とし、
密度が２．１ｇ／ｃｍ3以上を３点； 同２．０ｇ／ｃｍ3以上２．１ｇ／ｃｍ3未満を２点； １．９ｇ／ｃｍ3以上２．０ｇ／ｃｍ3未満を１点； １．９ｇ／ｃｍ3未満を０点； として、
合計点が９点以上を◎； ７点以上９点未満を○； ５点以上７点未満を△； ５点未満を×； と評価した。
以上の結果を、表１に示す。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
上記表１に示されるように、インダクタンスとキャパシタンスとが可変なＬＣ共振回路を用いる本発明によれば、通常の成膜方法に比して、反射率の増大を大幅に抑制できることが確認された。反射率の増大を抑制することにより、成膜速度を安定させることができるのは、前述のとおりである。
また、安定した放電によって成膜を行うことができる本発明によれば、高密度で高品質な膜を、安定して成膜することができる。
【０１１０】
また、パルス制御素子４６を有することにより、ストリーマの発生を抑制できるのは、前述のとおりである。
ＬＣ共振回路のキャパシタンスおよびインダクタンスを固定した状態で、パルス制御素子４６のみを有する電源装置でも、短時間の成膜であれば、パルス制御素子４６の効果によって、ストリーマの発生を抑制して、安定化の効果を得ることができる。しかしながら、この構成では、１００分などの長時間、連続的に成膜を行うと、前述のようなＣd1やＣd2などが刻々と変化していくので、コンデンサ４８とコイル５０とが実現していた共振状態が変化し、反射波の増大を招く。反射波の増大は、電流の減少を招き、パルス制御素子４６を構成するチョークコイル等が飽和するタイミングが、一周期の中で変化してしまう結果となる。これにより、急峻な電流の立ち上がり、立ち下がりを生み出せなくなり、ストリーマの発生数が増加する結果となる。
【０１１１】
さらに、上述のような原因でＬＣ共振回路の共振条件がズレてしまうと、このパルス制御素子４６中のフェライトの飽和条件が変化する。そのため、放電開始時（プラズマ点火時）に合わせて磁束が飽和するように調節されていたパルス制御素子４６の適正な働きが、連続処理による共振条件のズレによって阻害される。
パルス制御素子４６中の磁束の飽和によるインピーダンスの急変と、プラズマ点火による放電空間のインピーダンスの急変とが同期しないと、パルス制御素子４６の主要な働きである変位電流の時間的制御が困難になり、その結果、反射波の増大、グロー状放電からフィラメント放電への移行などの悪影響を生じてしまう。
【０１１２】
これに対し、ＬＣ共振回路のキャパシタンスおよびインダクタンスを可変にした本発明の成膜装置によれば、Ｃd1やＣd2などの変化にも対応して、長時間に渡って適正なプラズマ励起電力を供給できるので、パルス制御素子４６を有する効果を最大限に発揮して、長時間に渡って、ストリーマの発生を好適に抑制することができる。
また、成膜中におけるストリーマの発生は、基板表面や成膜した膜を荒らしてしまい、膜の表面平滑性を低下させてしまうが、ストリーマの発生を好適に抑制できる本発明によれば、上記実施例および比較例のＲａにも示されるように、表面平滑性に優れた膜を、安定して成膜することができる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、高品質なガスバリアフィルム、各種の光学フィルム、磁気記録媒体用ベース、太陽電池用フィルム、電磁波遮蔽フィルム、導電性フィルム、帯電防止フィルム、各種の光学部品等の製造に、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０，７０ 成膜装置
１２，７２ 成膜部
１４ 電源装置
１６ 制御手段
１８ 電極ローラ対
１８ａ 第１電極ローラ
１８ｂ 第２電極ローラ
２０ ガス供給手段
２４ ガス吸引手段
２６ 反転エリア
２８ 供給軸
３０ 巻取り軸
３２ 基板ロール
３４ａ〜３４ｐ ガイドローラ
４０ ＬＣ共振回路
４２ 電源
４６ パルス制御素子
４８，５２ 可変コンデンサ
５０，５４ 可変コイル
５６ ＲＦセンサ
５８ サーボアンプ・モータ
６０ ゼロバランス回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧での誘電体バリア放電を利用する成膜装置に関し、詳しくは、大気圧下でプラズマを安定して生成して、長時間に渡って安定した成膜が可能な成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気圧下（大気圧近傍）でプラズマを生成して成膜を行なう、大気圧プラズマＣＶＤによる成膜装置が知られている。また、大気圧プラズマによって、大きな面積の処理を可能にする方法として、プラズマを生成するための電極対（対向電極）の間に、誘電体（絶縁体）を存在させた状態で放電を行う誘電体バリア放電が知られている。
この大気圧プラズマＣＶＤによる成膜装置は、大気圧下であるので、真空チャンバ等の高価な真空容器が不要であり、装置コストを低減できるという利点がある。また、真空下での処理が困難な基板でも処理が可能であるという利点も有る。特に、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤは、大面積の処理を可能にできるという利点を有する。
そのため、大気圧プラズマＣＶＤによる成膜装置（プラズマ処理装置）が盛んに研究され、各種の装置が、提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、対向面に誘電体が設置された対向電極対と、この対向電極対の間に原料ガス（処理用ガス）を導入して、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤによって基板の表面に成膜を行なう成膜方法が記載されている。
この成膜方法では、対向電極対の間において、長尺な２枚の基板を、対峙する電極に密着した状態で長手方向に搬送すると共に、基板の間に原料ガスを導入することにより、２枚の基板に同時に成膜を行なう。この方法によれば、効率よく製品を製造できると共に、両電極が基板によって被覆されているため、プラズマ処理による堆積物が電極等に堆積することも、抑制できる。
【０００４】
また、特許文献２には、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤでの成膜装置において、対向電極として、所定距離離間する一対のローラ（電極ローラ対）を用いる装置が記載されている。
この装置では、電極ローラ間に原料ガスを導入すると共に、一方の電極ローラに巻き掛けて電極ローラ対間を搬送した基板を、折り返して、再度、電極ローラ対間に搬送して、他方の電極ローラに巻き掛けて搬送する。この成膜装置によれば、基板ロールからの基板の送り出しと、成膜済みの基板の巻き取りを、１回、行なうのみで、基板に２層の成膜を行なうことができ、生産性および生産効率を向上できる。また、特許文献１と同様に、両電極が基板に覆われているので、電極への堆積物も低減できる。
【０００５】
ところで、一般的な低圧力下でのプラズマ（容量結合型のプラズマ）では、１３．５６ＭＨｚの正弦波を発振する高周波電源（いわゆるＲＦ電源）を用いて、電極対すなわち容量性の負荷に対して電力を供給してプラズマを生成するのが一般的である。
この場合、電源と電極対との間には、電極対から電源に戻る電力の反射を減少させるために、電源と電極対とのインピーダンス整合を取る整合器（マッチングボックス）が配置される。
【０００６】
ここで、この低圧力でのプラズマに用いられる整合器は、電源と組み合わせるだけでは、大気圧にて放電を生成することはできない。
すなわち、大気圧プラズマは、ｐｄ積（圧力と、電極間の距離の積）が大きく、放電開始電圧が数ｋＶとなり、低圧力でのプラズマに比べて非常に高い。そのため、一般的な低圧力用の整合器を、大気圧でのプラズマ生成用に利用しても、放電が開始しないなどの問題が発生し、適正な放電を行うことができない。
大気圧で絶縁破壊を起こすには、二つの周波数を重畳するなどの方法がある。この方法だと、二つの電圧の合計が放電開始電圧に到達すればよいので、高い電圧を容易に印加することができ、低圧力で用いられているマッチングボックスをそのまま流用して放電を開始、持続することができる。
【０００７】
二周波重畳ではなく、単一周波数の正弦波を利用した大気圧プラズマでは、低圧プラズマに用いられるような整合器ではなく、逆ガンマ型と通常呼ばれる、電圧増幅作用を持つＬＣ共振回路が、用いられることがある。
逆ガンマ型のＬＣ共振回路とは、一例として、特許文献３に記載されるような、電極対と並列に設けられるコンデンサと、このコンデンサよりも電源側に、電極対と直列に設けられるコイルとを有するものである。このようなＬＣ共振回路を用いることにより、電源（正弦波発振回路）からの入力電圧を増幅し、電極間、すなわち容量性の負荷に大きな電圧を掛けることができ、大気圧で放電を行うことができる。
ただし、これだけでは安定した放電を維持できない。すなわち、ＬＣ共振回路を用いても、ストリーマと呼ばれる糸状の放電の部分的な不均一性が過渡的に生じ、放電が不安定になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２１２７５３号公報
【特許文献２】特許第４０００８３０号公報
【特許文献３】特表２００９−５０６４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤによる成膜（基板の処理）においては、適正な製品を作成するためには、成膜開始から終了まで、プラズマの状態が安定していることが重要である。
しかしながら、従来の大気圧プラズマＣＶＤを行なう成膜装置では、往々にして、成膜中にプラズマが不安定になってしまい、甚だしい場合には、放電が停止してしまう場合も有る。
【００１０】
特許文献１および特許文献２に示される装置のような、誘電体バリア放電を行なう大気圧プラズマＣＶＤによる成膜において、プラズマ生成中の電極間は、図６の点線内に記すような等価回路で示すことができる。
すなわち、Ｃvが、電極対の間隙（電極間のギャップ）によるキャパシタンスであり、Ｃd1が、一方の電極に当接する基板（および成膜された膜）によるキャパシタンスであり、Ｃd2が、他方の電極に当接する基板によるキャパシタンスである。なお、特許文献１に示されるように、電極の表面に誘電体が貼着されている場合には、Ｃd1およびＣd2には、この誘電体によるキャパシタンス分も加算する必要がある。
また、プラズマが生成（放電）されると、電極間には電流路が形成され、その電流路の抵抗がＲpとなる。
【００１１】
特許文献２に示されるように、一方の電極に当接して成膜した基板を、折り返して、再度、電極対間で成膜する場合には、基板搬送方向に対して下流側の電極（折り返し後に当接する電極）の電極に当接する基板は、成膜開始直後は、膜が形成されていない状態であり、その後、成膜された状態の基板が搬送される。
従って、この装置では、上流側の電極で成膜された基板が、下流側の電極に到達した時点で、下流側の電極のキャパシタンス、例えばＣd1が大きく変化する。
【００１２】
また、特許文献１および特許文献２にも記載されるように、成膜中には、電極への膜の堆積が生じてしまう。前述のように、特許文献１や特許文献２に記載される装置では、電極の表面を基板で覆っているものの、基板を安定して搬送するために、電極の、基板の幅方向(搬送方向と直交方向)両端部には、基板に覆われない領域が生じてしまう。そのため、電極の幅方向の両端部への膜の堆積を防ぐことは困難である。
そのため、連続的に成膜を行うと、両電極には、次第に膜が堆積され、この膜の堆積によってキャパシタンスＣd1およびＣd2が変動してしまう。
【００１３】
また、大規模なプラズマプロセスでは、電極や被処理基板等の温度上昇を伴う。そのため、長時間、連続的に処理を行うと、温度の上昇によって、電極に接するように設けられる絶縁体の厚みが変化して、処理中に、少なくとも一方の電極に対応するキャパシタンスＣd1および／またはＣd2が、変化してしまう。
加熱によって金属製の電極の厚さが変化する場合もあり、この際には、電極間のギャップが変化して、処理中にキャパシタンスＣvが、変化してしまう。例えば、放電開始時に対して、放電持続中にプラズマによる熱の付与によって５０℃の電極温度変化が生じると、金属電極の厚さが数十ｃｍの場合には、電極間距離の変化が１００μｍのオーダに達してしまう場合が有り、放電形態を変化させる原因となってしまう。
さらに、大気圧プラズマＣＶＤによって成膜を行うと、電極の、被成膜基板で覆われていない領域に膜が堆積してしまい、その結果、成膜中に、電極に対応するキャパシタンスＣd1および／またはＣd2が、変化してしまう。さらに、特許文献１に示されるような、２枚の基板を同時に搬送させる成膜では、厚さや材料が異なる基板に成膜を行なう場合にも、両電極に対応するキャパシタンスの合成値が一定ではなくなる。
【００１４】
加えて、連続的に成膜を行うと、電源装置も加熱してしまい、内部回路の温度変化によって、電源内部のインピーダンスが変化してしまう。
また、連続的に成膜を行うと、ＬＣ共振回路に用いられるコンデンサやコイルなども発熱し、キャパシタンスやインダクタンスが変動して、ＬＣ共振回路の共振条件がズレてしまう。この現象は、大電流を用いた処理では、特に顕著である。たとえばＬＣ共振回路中のコイルに、極僅かに存在する数オームの抵抗分でさえ、大電流の場合には無視できない熱量が発生し、インダクタンスの変化が生じる。
【００１５】
このような変化を生じると、反射波が大きくなって、入力電力の減少等を生じ、甚だしい場合には、放電に十分な電力を供給できず、放電の自動的な停止等が発生してしまう。
また、誘電体バリア放電による大気圧プラズマでは、電極間（すなわち放電部）において、不可避的に、ストリーマと呼ばれる電極間を糸状に結ぶ局所的プラズマが発生してしまう。このようなプラズマ生成領域周辺の環境変化は、ストリーマを増加させ、また、ストリーマの電流値を増加させてしまい、これによって、プラズマが、さらに不安定になり、加えて、アーク放電を生じて、基板や成膜した膜を損傷してしまう危険も有る。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、ロール電極対を利用して、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤで成膜を行なう成膜装置において、成膜の有無を含んだ基板の違い、電極への膜の堆積等による電極間の状態の変動等によらず、安定して適正な状態のプラズマで成膜を行なうことができ、これにより、適正な製品を安定して製造することができる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明の成膜装置は、大気圧プラズマによって基板に成膜を行なう成膜装置であって、前記大気圧プラズマを生成するための電極対として作用する、所定の間隔を有して配置され２つ円筒状のローラからなり、少なくとも一方のローラに前記基板を巻き掛けて搬送する電極ローラ対と、前記電極ローラ対の間に、原料ガスを供給するガス供給手段と、前記電極ローラ対にプラズマ励起電力を供給する、インダクタンスおよびキャパシタンスが可変であるＬＣ共振回路が組み込まれた電源装置と、電極ローラ対間のプラズマの状態に応じて、前記ＬＣ共振回路のインダクタンスおよびキャパシタンスを調整する制御手段とを有することを特徴とする成膜装置を提供する。
【００１８】
このような本発明の成膜装置において、前記電極ローラ対の両方のローラに、前記基板を巻き掛けて搬送する基板搬送手段を有するのが好ましく、この際において、前記基板搬送手段は、前記電極ローラ対の一方のローラに巻き掛けて搬送した基板を折り返して、前記電極ローラ対の他方のローラに巻き掛けて搬送する搬送経路で、前記基板を搬送するのが好ましく、さらに、前記基板搬送手段は、前記基板の折り返しの際に、前記基板を表裏反転するのが好ましい。
また、前記ＬＣ共振回路が、前記電極ローラ対と並列に接続される可変コンデンサと、この可変コンデンサと直列に接続される可変コイルとを有するのが好ましい。
また、前記電源装置が、前記電極ローラ対に直列に接続されるパルス制御素子を有するのが好ましく、この際において、前記パルス制御素子は、前記電極ローラ対間にプラズマ励起電力を供給した際に、その半周期中に少なくとも１つの電圧パルスを生成し、これによって、前記電極ローラ対の間に変位電流パルスを生じさせるものであるのが好ましく、また、前記パルス制御素子は、前記電源装置の動作周波数と等しい共振周波数を有する素子を含むのが好ましく、また、前記パルス制御素子が、前記電極ローラ対と直列に接続されるチョークコイルを有するのが好ましい。
また、前記電源装置の電源が、２０ｋＨｚ〜３ＭＨｚで単一周波数の正弦波の電力を前記電極ローラ対に供給するのが好ましく、また、２０〜１１０ｋＰａの圧力範囲で成膜を行なうのが好ましい。
さらに、前記折り返しの際の基板の反転は、基板の搬送方向に対して４５°の角度で配置される４本のローラによって行なうのが好ましく、もしくは、前記折り返しの際の基板の反転は、前記電極ローラ対の一方のローラに巻き掛けられた基板と共に、このローラを内包するように前記基板の搬送経路を折り返し、再度、基板の搬送経路を折り返して、前記一方のローラに搬入された基板と同方向に進行して、前記電極ローラ対の他方のローラに巻き掛けることによって行なうのが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
上記構成を有する本発明の成膜装置は、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤ装置において、ロール電極対にプラズマ励起電力を供給する電源装置が、キャパシタンスおよびインダクタンスが可変なＬＣ共振回路を有し、ロール電極対の間に生成するプラズマの状態に応じて、プラズマが所定の状態で安定するように、ＬＣ共振回路のキャパシタンスおよびインダクタンスを調整する。
そのため、本発明によれば、各ロール電極対に巻き掛かる基板の膜の有無、各ロール電極対に巻き掛かる基板の種類や厚さの違い、電極に堆積する膜の状態や量、経時による基板や電極の温度変動、電源装置内部のインピーダンスの変化など、成膜プロセス中におけるプラズマ生成領域周辺の環境変化が生じた場合にも、安定して適正なプラズマを生成することができる。
従って、本発明によれば、長時間、安定して適正な成膜を行なうことができ、大気圧プラズマＣＶＤによる成膜を利用する製品の製造、例えば、ガスバリアフィルム、各種の光学フィルム、磁気記録媒体用ベース、太陽電池用フィルム、電磁波遮蔽フィルム、導電性フィルム、帯電防止フィルムなどの製品の製造において、高品質な製品を安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の成膜装置の一例を概念的に示す図である。
【図２】図１に示す成膜装置の反転エリアの一例を概念的に示す図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の成膜装置に利用可能なＬＣ共振回路の一例を示す図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の成膜装置に利用可能なパルス制御素子の一例を示す図である。
【図５】本発明の成膜装置の別の例を概念的に示す図である。
【図６】誘電体バリア放電を行なう電極対の一例の等価回路である。
【図７】本発明の実施例で用いた電磁波検出用共振回路を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の成膜装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、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、長尺な基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤによって、基板Ｚの両面に成膜を行なう装置であって、基本的に、成膜部１２と、電源装置１４と、制御手段１６とを有する。
【００２２】
成膜部１２は、電極ローラ対１８（その電極ロール）に基板Ｚを巻き掛けて長手方向に搬送しつつ、前述のように、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤによって成膜を行なうもので、電極ローラ対１８と、ガス供給手段２０と、ガス吸引手段２４と、反転エリア２６と、供給軸２８と、巻取り軸３０と、ガイドローラ３４ａ〜３４ｆとを有して構成される。
【００２３】
図示例の成膜装置１０において、長尺な基板Ｚは、ロール状に巻回されて、基板ロール３２として供給軸２８に装填される。
基板Ｚは、基板ロール３２から送り出され、長手方向に搬送されつつ、電極ローラ対１８に搬送されて大気圧プラズマＣＶＤによって成膜され、次いで、反転エリア２６で反転され、再度、電極ローラ対１８に搬送されて大気圧プラズマＣＶＤによって成膜され、巻取り軸３０によって、ロール状に巻回されて、次の工程等に供給される。
すなわち、この成膜装置１０は、基板ロールから基板Ｚを送り出し、長手方向に搬送しつつ電極ローラ対１８（電極ローラ１８ａおよび１８ｂ）上の所定領域で成膜を行い、成膜済の基板Ｚをロール状に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll（以下、ＲｔｏＲともいう）)による成膜を行なう装置である。
【００２４】
なお、成膜装置１０は、基板Ｚの搬送ガイドや各種のセンサなど、図示した部材以外にも、ＲｔｏＲによって大気圧プラズマＣＶＤで成膜を行なう各種の成膜装置に配置される各種の部材を有してもよいのは、もちろんである。
【００２５】
本発明の成膜装置１０において、基板Ｚには、特に限定はなく、誘電体バリア放電を用いる大気圧プラズマＣＶＤによって、目的とする膜が成膜可能なものであれば、各種の基板Ｚが利用可能である。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどの有機物からなる高分子フィルム（プラスチックフィルム／樹脂フィルム）が、基板Ｚとして、好適に利用可能である。
また、本発明においては、このような高分子フィルム等を基材として、その上に、保護層、接着層、光反射層、遮光層、平坦化層、緩衝層、応力緩和層等の、各種の機能を得るための層（膜）が形成されているシート状物を基板Ｚとして用いてもよい。
【００２６】
前述のように、基板Ｚは、基板ロール３２として供給軸２８に装填される。
供給軸２８は、基板ロール３２を軸支して、回転することにより、基板Ｚを送り出すものである。また、ガイドローラ３４（３４ａ〜３４ｆ）は、ＲｔｏＲによる成膜装置に用いられる公知のガイドローラである。
【００２７】
基板ロール３２から送り出された基板Ｚは、ガイドローラ３４ａに案内されて、電極ローラ対１８に搬送される。
なお、基板Ｚが、表面に保護フィルムを貼着されている積層材である場合には、電極ローラ対１８の手前で、剥離ローラ等によって、保護フィルムを剥離する。剥離した保護フィルムは、公知の巻取り手段でロール状に巻回すればよい。この点に関しては、後述する第２面への成膜に関しても、同様である。
【００２８】
電極ローラ対１８は、所定の間隙を有して配置される第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂから構成されるものであり、大気圧での誘電体バリア放電における電極対を形成すると共に、成膜時に、基板Ｚを巻き掛けて、所定の成膜位置に位置しつつ長手方向に搬送する搬送手段も兼ねる。
図示例の成膜装置１０において、電極ローラ対１８に搬送された基板Ｚは、まず、第１電極ローラ１８ａに巻き掛けられて搬送され、第１電極ローラ１８ａに当接しない面（以下、便宜的に、この面を第１面とする）に、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤでの成膜を行なわれる。
【００２９】
第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂは、共に、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤを行なう装置に利用される、公知の電極ローラであり、例えば、金属製のローラ、あるいは、金属製のローラの表面に誘電体層（絶縁層）を形成してなるものである。
なお、両電極ローラは、成膜される基板Ｚの温度調節を行なうための温度調節手段を内蔵してもよい。温度調節手段には、特に限定はなく、温度調節用の媒体を循環させる方法、各種のヒータを用いる方法、ペルチェ素子等の冷却手段を用いる方法等、公知のローラの温度調節手段が、各種、利用可能である。両電極ローラの温度調節手段を有することにより、電極ローラ対１８（すなわち、誘電体バリア放電を行う電極対）および基板Ｚの温度を安定させ、これにより、後述するＬＣ共振回路４０におけるキャパシタンスおよびインダクタンスの調整幅を小さくできる。
【００３０】
図示例の成膜装置１０において、電気ローラ対１８には、プラズマ励起電力を供給する電源装置１４が、接続される。
この電源装置１４に関しては、後に詳述する。
【００３１】
ガス供給手段２０は、電極ローラ対１８を構成する第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂの間（以下、単に『電極間』とも言う）に、プラズマを生成し、かつ、基板Ｚに成膜を行なうための原料ガス（反応ガス（プロセスガス））を供給するものである。ガス供給手段２０は、プラズマＣＶＤ装置等の真空成膜装置に用いられる、公知のガス供給手段である。
また、ガス吸引手段２４は、成膜に供されなかった、余分な原料ガス等を吸引するものであり、公知の気体吸引手段である。
【００３２】
なお、本発明の成膜装置１０で基板Ｚに成膜する膜には、特に、限定はなく、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤで成膜可能な膜が、全て、利用可能である。
具体的な一例として、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等のガスバリア膜、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の絶縁膜、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、フッ素化合物等の光反射膜や反射防止膜、インジウムスズ酸化物、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、インジウム・カドミウム酸化物、カドミウム・スズ酸化物、酸化カドミウム、酸化ガリウム等の透明導電膜などが例示される。
すなわち、本発明の成膜装置の用途としては、ガスバリアフィルムの製造、各種の光学フィルムの製造、太陽電池用フィルムの製造、磁気記録媒体用ベースの製造、電磁波遮蔽フィルムの製造、導電性フィルムの製造、帯電防止フィルムの製造、各種の光学部品の製造等が例示される。
【００３３】
また、電極ローラ対１８における成膜圧力にも、特に限定はなく、いわゆる大気圧プラズマＣＶＤで利用される一般的な圧力であればよいが、好ましくは、成膜圧力は、２０〜１１０ｋＰａである。
【００３４】
第１電極ローラ１８ａによって成膜された基板Ｚは、ガイドローラ３４ｂおよび３４ｃによって所定の搬送経路を案内され、反転エリア２６に搬送される。
なお、成膜装置１０においては、成膜した膜を保護するために、成膜した膜に当接するガイドローラ３４ｂおよび３４ｃは、段付きローラやエアによって基板Ｚを浮上させつつ搬送するローラなど、基板Ｚの表面（特に、製品として機能する領域）に接触することなく、基板Ｚをガイドしつつ搬送するものであってもよい。この点に関しては、他の成膜した膜に当接するガイドローラに関しても、同様である。
また、成膜した膜を保護するために、成膜した膜に当接するガイドローラ３４ｂ、または、反転エリア２６の手前に、基板Ｚの第１面に保護フィルムを貼着するセパレータを有してもよい。セパレータは、例えば、保護フィルムを巻回する保護フィルムロールと、保護フィルムを第１面に貼着する貼り合わせローラ対、この保護フィルムロールから保護フィルムを引き出し、貼り合わせローラ対に供給する搬送手段等を有して構成すればよい。この点に関しては、第２面（第１面と逆面）に関しても、同様である。
さらに、電極ローラ対１８と反転エリア２６との間に、さらに、１以上の電極ローラ対を設け、基板ロール３２から反転エリア２６までの間で、２層以上の成膜を行なうようにしてもよい。
【００３５】
反転エリア２６は、基板Ｚを折り返して、再度、電極ローラ対１８に向かう搬送経路に送ると共に、この折り返しの際に、基板Ｚを表裏反転させて、第１面と逆面の第２面への成膜を可能とする部位である。
【００３６】
成膜装置１０（成膜部１２）においては、前述のように電極ローラ対１８の第１電極ローラ１８ａに基板Ｚを巻き掛けて搬送して、第１面に成膜を行い、その後、基板Ｚを折り返して、再度、電極ローラ対１８に搬送し、もう一方の第２電極ローラ１８ｂに巻き掛けて搬送しつつ、成膜を行ない、その後、巻取り軸３０で巻き取る。
ここで、特許文献２に記載される成膜装置のように、電極ローラ対１８から搬送された基板Ｚの搬送経路を、単純に折り返して、再度、電極ローラ対１８に搬送した場合には、基板ロール３２から反転エリア２６までの搬送時（以下、便宜的に『往路』ともいう）と同様、反転エリア２６から巻取り軸３０までの搬送時（同『復路』ともいう）も、第２電極ローラ１８ｂに当接するのは、往路で成膜された第１面とは逆面の第２面（往路での非成膜面）であり、したがって、復路も第１面に成膜を行なうこととなる。
【００３７】
これに対し、図示例の成膜装置１０においては、反転エリア２６において、基板Ｚの搬送を折り返すと共に、基板Ｚを表裏反転する。
これにより、復路において、電極ローラ対１８に搬送した基板Ｚの第１面を第２電極ローラ１８ｂに当接して、第２面に成膜することが可能になり、すなわち、基板ロール３２からの巻出し〜巻取り軸３０への１回の基板Ｚの搬送で、基板Ｚの両面に成膜を行なうことが可能になる。
【００３８】
図２に、反転エリア２６の一例を概念的に示す。
この反転エリア２６は、４本のローラ２６ａ〜２６ｄによって構成されるものである。反転エリア２６において、各ローラは、自身に搬送される基板Ｚの搬送方向に対して、４５°（略４５°）の角度で配置される。また、各ローラは、基板Ｚの搬送経路を、基板Ｚの表面に対して９０°（略９０°）折り曲げるように配置される。
これにより、基板Ｚは、図２（第１面に、搬送方向を示す矢印を付す）に示すように、４回、搬送経路を折り曲げられる間に、搬送経路を折り返されると共に、表裏反転され、第１面を第２電極ローラ１８ｂに向けた状態で、電極ローラ対１８に搬送される。
【００３９】
なお、本発明において、反転エリア２６は、図示例に限定はされず、長尺なシート状物の搬送経路を折り返し、かつ、表裏反転することができる、公知の各種の構成が利用可能である。
例えば、２本の搬送ローラ対間で基板Ｚのループを形成し、かつ、このループ内で、基板を合計で１８０°捻るように配置された、１本以上の搬送ローラ対を有する反転エリア等も利用可能である。
【００４０】
反転エリア２６で反転された基板Ｚは、ガイドローラ３４ｄおよび３４ｅに案内されて、再度、電極ローラ対１８に搬送され、今度は、第２電極ローラ１８ｂに巻き掛けられて搬送されつつ、成膜される。
前述のように、基板Ｚは、反転エリア２６において、表裏反転しつつ折り返されているので、復路では、第２電極ローラ１８ｂに第１面を当接して搬送されることになり、これにより、第２面に、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤによる成膜が行なわれ、基板Ｚの両面に成膜が行なわれる。
【００４１】
両面に成膜を行なわれた基板Ｚは、ガイドローラ３４ｆに案内されて、巻取り軸３０に搬送され、ロール状に巻回される。
【００４２】
前述のように、電極ローラ対１８には、電源装置１４が接続される。
電源装置１４は、電極ローラ対１８にプラズマ励起電力を供給するものであって、ＬＣ共振回路４０と、電源４２と、パルス制御素子４６とを有して構成される。
【００４３】
電源４２は、電極ローラ対１８に供給するプラズマ励起電力の電源（電力供給装置）である。
本発明において、電源４２には、特に限定はなく、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤに利用される電源が、各種、利用可能である。
ここで、誘電体バリア放電では、パルス方式の放電と、単一周波数の正弦波を発振する電源を用いて、単一周波数で処理を行なう放電（以下、正弦波方式とも言う）とが知られているが、本発明においては、正弦波方式、特に、２０ｋＨｚ〜３ＭＨｚでの正弦波方式が好ましく利用される。これに応じて、電源４２は、単一周波数の正弦波を発振する高周波電源が好適に利用され、特に、２０ｋＨｚ〜３ＭＨｚで単一周波数の正弦波を発振する高周波電源が、好適に利用される。
【００４４】
パルス方式の放電では、最終段にトランスを配置して、電極間の負荷を軽減することにより、容易に放電を発生できるという利点が有る。その反面、パルス方式の放電では、スイッチング周波数に限度がある。特に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）をスイッチング素子として用いた電源では、数１０ｋＨｚ程度の周波数が限界であり、それを大きく上回る周波数になると、素子内のキャリアの応答が悪くなり、十分なスイッチング能力を発揮できない場合が有る。
成膜速度の向上や膜の高密度化を図るためには、放電の周波数を高くして、活性種が成膜領域（すなわち、電極ローラ１８ａと１８ｂの間）に常に残存しやすい状態を維持すると共に、大きな電流を流して、活性種の密度自体を増加させるのが好ましい。一方で、１３．５６ＭＨｚのＲＦ波のように、周波数が高すぎると、放電形態が誘電体バリア放電から容量性結合性へと変化し、高周波の遮蔽などが必要になるほか、十分な発熱対策が必要になってくるなどの課題が残る。
【００４５】
これに対して、正弦波方式によれば、誘電体バリア放電によって十分に高い周波数（数ｋＨｚ〜数ＭＨｚ）で、高い成膜速度で高密度な膜の成膜が可能となる。
特に、電源４２として、２０ｋＨｚ〜３ＭＨｚで単一周波数の正弦波を発振する高周波電源を用いることにより、プラズマ電流パルスが０になってから、次のプラズマ電流パルスが生じるまでの間欠時間が短く、高密度な膜を高い成膜速度で成膜すると共に、大面積への成膜にも、十分に対応可能となる。
【００４６】
なお、電源４２の出力にも、特に限定は無く、用いる基板や成膜する膜等に応じて、電極ローラ対１８間で、十分に大気圧での誘電体バリア放電を生じることができるプラズマ励起電力を、適宜、設定すればよい。従って、電源４２は、用いる基板Ｚや成膜する膜等に応じて、電極ローラ対１８間で、大気圧での誘電体バリア放電に必要な励起電力を供給可能な製品、好ましくは前記正弦波方式の誘電体バリア放電が可能な製品を、適宜、選択すればよい。
【００４７】
電源４２と電極ロール対１８との間には、ＬＣ共振回路４０が配置される。なお、本発明は、電源４２とＬＣ共振回路４０との間に、または、ＬＣ共振回路４０と電極ロール対１８との間に、トランスを配置して、インピーダンス変換を行なうようにしてもよい。
図１に示すように、ＬＣ共振回路４０は、電極ローラ対１８と並列に接続される可変コンデンサ４８と、可変コンデンサ４８よりも電源４２側で、電極ローラ対１８に直列に接続される可変コイル５０とから構成される。なお、可変コイル５０は、固定コイルと可変コンデンサとの直列接続によって構成される可変インダクタンスであっても、同等の機能を果たすので、この構成であってもよい。
【００４８】
このようなＬＣ共振回路４０を有することにより、電源４２からの電圧を増幅して、電極ローラ対１８の第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとの間（すなわち、電極間のギャップ、２枚の基板Ｚ、および、１枚の基板Ｚに成膜された膜、からなる容量性の負荷）に、放電開始電圧を超える電圧を印加することが、可能となる。
【００４９】
ここで、本発明において、ＬＣ共振回路４０は、通常のコンデンサおよびコイルを用いるのではなく、可変コンデンサ４８および可変コイル５０を用いる。すなわち、本発明の成膜装置１０の電源装置１４に用いられるＬＣ共振回路４０は、キャパシタンスおよびインダクタンスが可変である（電気回路定数が可変である）。
本発明の成膜装置１０は、電極ロール対１８を用いる、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤでの成膜を行なう装置において、このようなＬＣ共振回路４０を用いることにより、用いる基板Ｚの種類、連続的な成膜による電極間ギャップの変動、連続的な成膜による第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂへの膜の堆積等に起因する、プラズマの変動を好適に防止し、適正かつ安定したプラズマで、連続的に適正な成膜を行なうことを可能にしたものである。
【００５０】
通常の誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤと同様、本発明の成膜装置１０においても、プラズマ生成中の電極ローラ対１８は、図６で点線内に記すような等価回路で示すことができる。
すなわち、Ｃvが、第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとの間隙（電極間ギャップ）によるキャパシタンスである。
また、Ｃd1が、第１電極ローラ１８ａに当接する基板Ｚによるキャパシタンスであり、Ｃd2が、他方の第２電極ローラ１８ｂに当接する基板Ｚ、および、第１面に成膜された膜によるキャパシタンスである。誘電体バリア放電では、これらの絶縁体が、キャパシタンスＣdのコンデンサとして作用し、『Ｃd＝Ｃd1×Ｃd2／（Ｃd1＋Ｃd2）』となる。
なお、特許文献１に示されるように、第１電極ローラ１８ａおよび／または第２電極１８ｂ電極が、表面に誘電体が貼着されているローラである場合には、Ｃd1およびＣd2は、この誘電体によるキャパシタンス分が加味される。
【００５１】
誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマＣＶＤでは、電極間の合計のインピーダンスが、電源４２側から見た際に、十分に整合が取れている必要が有る。このインピーダンスの整合が取れていない場合には、反射波の増大を招き、放電の開始や、放電の持続に必要な電圧を電極間に供給できず、また電源側のオーバーロードを招く危険がある。
そのため、この整合条件を満たすように、ＬＣ共振回路の共振条件を設定する必要がある。すなわち、この整合条件を満たすように、ＬＣ共振回路のキャパシタンスおよびインダクタンスが決定される。
【００５２】
ところが、前述のように、連続的に成膜を行なうと、第１電極ローラ１８ａや第２電極ローラ１８ｂ（特に、基板Ｚの幅方向（搬送方向と直交方向）の両端部）に膜が堆積してしまい、その結果、キャパシタンスＣd1およびＣd2が変動してしまう。
また、前述のように、成膜装置１０では、電極ローラ対１８（成膜領域）で成膜を行なった後、基板Ｚを折り返して、再度、電極ローラ対１８に搬送して成膜を行なう。従って、この成膜装置１０では、成膜開始直後は、復路でも、基板Ｚの第１面に成膜が行なわれていない状態で、成膜が行なわれることになる。そのため、往路で成膜を行なわれた基板Ｚが、復路で電極ローラ対１８に搬送された時点で、キャパシタンスＣd2が大きく変動する。
また、連続的な成膜での加熱によって、第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂも膨張し、これによって電極間の間隙が変化してキャパシタンスＣvが変動し、さらに、基板Ｚの膨張によってキャパシタンスＣd1およびＣd2が変動する。加えて、第１電極ローラ１８ａおよび第２電極ローラ１８ｂの加熱や、プラズマの熱によって、基板Ｚも加熱されて膨張し、この基板Ｚの膨張によって、キャパシタンスＣd1および／またはＣd2が変化する。
さらに、連続的に放電を行うと、電源装置も加熱してしまい、内部回路の温度変化によって、電源装置内部のインピーダンスが変化してしまう。
【００５３】
単純に基板Ｚを折り返して同一面に２回の成膜を行なう成膜装置はもちろん、図示例の成膜装置１０のように、基板Ｚを折り返し、かつ、表裏反転して両面に成膜を行なう、折り返し前後で電極ローラに当接する材料が異なる成膜装置でも、このような安定性への影響は、顕著である。
【００５４】
すなわち、連続的な成膜を行なうと、次第に、電極ローラ対１８の電極間における各キャパシタンスおよび抵抗Ｒpが変化し、ＬＣ共振回路４０の共振条件に対して、ズレを生じてしまう。
このように、誘電体バリア放電を利用する大気圧プラズマでは、成膜中に、プラズマ生成領域周辺の環境が変化していく。このような変化を生じると、反射波が大きくなって、入力電力の減少等を生じ、甚だしい場合には、放電に十分な電力を供給できず、放電の自動的な停止などが発生し、すなわち、プラズマの状態が不安定になってしまう。
また、誘電体バリア放電による大気圧プラズマでは、電極間（すなわち放電部）において、不可避的に、ストリーマと呼ばれる電極間を糸状に結ぶ局所的プラズマが発生してしまう。このようなプラズマ生成領域周辺の環境変化は、ストリーマを増加させ、また、ストリーマの電流値を増加させてしまい、これによって、プラズマが、さらに不安定になり、加えて、アーク放電を生じて、基板や成膜した膜を損傷してしまう危険も有る。
このような不安定な状態のプラズマで成膜を行なうと、成膜速度の変動（膜厚のバラツキ）、膜質の劣化、膜の欠陥の発生等を生じ、適正な成膜を安定して行なうことができないのは、前述のとおりである。
【００５５】
これに対し、本発明においては、ＬＣ共振回路４０として、キャパシタンスとインダクタンスとを可変にした回路を用い、プラズマの状態すなわち電極ローラ対１８の状態に応じて、可変コンデンサ４８および可変コイル５０を調整する。
【００５６】
これにより、前述のような電極ローラ対１８におけるキャパシタンス等の変動に好適等に対応して、ＬＣ共振回路４０における共振条件を、電極ローラ対１８の状態に対応した最適な条件とすることができ、電極ローラ対１８の状態に応じた最適なプラズマ励起電力を供給して、適正なプラズマを安定して生成することが可能になり、第１面および第２面共に、高品質な膜を、安定して成膜することができる。
また、本発明の成膜装置１０によれば、図示例のような、基板Ｚの折り返しを行なうのではなく、特許文献１に示されるような、２つの基板ロールおよび巻取り軸を利用して、２枚の長尺な基板を同時に搬送して、成膜を行なう装置において、厚さや材料が異なる基板を用いた場合でも、ＬＣ共振回路４０の共振条件を適正に調整して、安定したプラズマで、適正な成膜を、長時間に渡って安定して行なうことができる。
さらに、本発明によれば、成膜中における電極ローラ対１８からの電力の反射率の増加を抑制することができ、その結果、成膜速度も安定させることができる。
【００５７】
一例として、以下にＬＣ共振回路の調節機構の働きを示す。
まず、直列ＬＣ共振回路の共振条件は、よく知られる式
【数１】
で表される。ここで、本発明において、Ｌは電源から見たインダクタンスであり、Ｃは電源から見たキャパシタンス、ωは角周波数である。すなわち、インダクタンスＬを構成するのはＬＣ共振回路中の可変コイル５０と、パルス制御素子４６に内蔵されているコイルである。一方、キャパシタンスＣを構成するのは、ＬＣ共振回路中の可変コンデンサ４８、放電空間のキャパシタンスＣｖや誘電体のキャパシタンスＣｄである。この共振条件を固定の発振周波数において満たすためには、インダクタンスＬとキャパシタンスＣの積が一定である必要がある。よって、キャパシタンスＣを増加させたらインダクタンスＬを減少させる行為によって、常に発振周波数を一定に保つ制御を行う。
また、図１に示す電極ローラ対１８において、プラズマ＋電極ローラ対１８の等価回路で示される合成インピーダンスＺは、
Ｚ＝Ｒp＋Ｘｊ＝（Ｒp//１／ｊωＣv）＋１／ｊωＣd
で示される。
ここで、基板の厚さの変化、膜厚の変化等によってキャパシタンスＣｄが減少すると、電極対１８と、誘電体（誘電体層や基板等）とによって形成されたインピーダンスＲ＋Ｘｊのうち、リアクタンスＸが減少し（リアクタンスＸは負であり、それが増長される）、｜Ｚ｜は大きくなる。この際に、電極対に対して並列に配置されるコンデンサが固定の物である場合には、このＺとＬＣ共振回路中のコンデンサとの合成インピーダンスＺ2中にて、抵抗分Ｒが小さく、また、リアクタンスも小さく（Ｃ性）なっているため、このままだと電源から見たインピーダンスが低レジスタンスで、かつ、Ｃ性の負荷となってしまい、最適な共振条件を満たすことができない。
これに対し、本発明においては、可変コンデンサ４８のキャパシタンスを減少させることによって、抵抗分ＲをＲ0（Ｒ0は、電源４２によって決定される規格抵抗）に戻すことができる。また、同時に、可変コイル５０のインダクタンスを増加させることにより、リアクタンスをゼロに戻すことができ、理想的には、反射波をゼロにすることができる。
【００５８】
図示例の成膜装置１０においては、制御手段１６が、電極ローラ対１８の状態すなわちプラズマの状態を検出して、この検出結果に応じて、可変コンデンサ４８および可変コイル５０を調整する。つまり、負帰還のフィードバックをかけることにより、目標値（電圧と電流の位相差ゼロ）に自動的に近づける調整を行う。こうすることで、微小な相差のズレも検知して補正することができ、手動の調節よりも好ましい安定化機構を構築することができる。
この点に関しては、後に詳述する。
また、本発明の成膜装置１０においては、可変コンデンサ４８および可変コイル５０の調整に加えて、必要に応じて、プラズマ励起周波数を調整することにより、さらにプラズマを安定化してもよい。
【００５９】
本発明の成膜装置において、ＬＣ共振回路は、図示例のＬＣ共振回路４０に限定はされない。
一例として、図３（Ａ）に示すように、ＬＣ共振回路４０において、可変コイル５０よりも電源４２側に、電極ローラ対１８と並列な可変コンデンサ５２を設けたＬＣ共振回路が例示される。
また、図３（Ｂ）に示すように、ＬＣ共振回路４０において、可変コイル５０よりも電極ローラ対１８側に、電極ローラ対１８と直列な可変コイル５４を設けたＬＣ共振回路も、利用可能である。
さらに、成膜装置１０においては、ＬＣ共振回路４０の温度調節手段を有してもよい。ＬＣ共振回路４０の温度調節手段を有することにより、ＬＣ共振回路４０を構成する可変コイル５０等の温度を安定させて、キャパシタンスおよびインダクタンスの調整幅を小さくできる。なお、ＬＣ共振回路４０の温度調節手段は、電気回路等における公知の手段が、全て、利用可能である。
【００６０】
ここで、本発明においては、ＬＣ共振回路４０のキャパシタンスおよびインダクタンスの両者が可変であることが、重要である。
ＬＣ共振回路４０のキャパシタンスおよびインダクタンスの一方でも、固定である場合には、発振周波数が変化してしまい、プラズマ励起電源の周波数と一致せず、所望の共振条件が得られない。従って、プラズマ励起電源の周波数を一定に保ちながらＬＣ共振回路の調整を行うには、キャパシタンスとインダクタンスとの両方を可変にして、調整する必要が有る。
【００６１】
なお、本発明においては、プラズマの生成中は、常時、キャパシタンスとインダクタとの両方を調整してもよく、あるいは、キャパシタンスとインダクタの一方を先に調整して、先に調整した方は、基本的に、この状態を維持するようにしてもよい。
例えば、後述するように、インピーダンスおよび位相を検出して、抵抗が規定値となるようにキャパシタンスを調整し、かつ、リアクタンスをゼロに戻すようにインダクタンスを調整する方法のように、常時、キャパシタンスとインダクタとの両方を、適宜、調整することにより、適正なプラズマを維持するようにしてもよい。
【００６２】
あるいは、先に、可変コンデンサ４８のキャパシタンスを調整して固定値として、この状態を維持し、このキャパシタンスに対応するように、可変コイル５０のインダクタンスを、適宜、調整することにより、適正なプラズマを維持するようにしてもよい。この場合、先に示したＬＣ共振回路の共振条件を満たすように、インダクタンスＬと角周波数ωとを変化させる。また、この際には、プラズマの生成中、可変コンデンサ４８のキャパシタンスは、基本的に、最初の設定値を維持するが、電極間におけるインピーダンスの変動等に応じて、可変コンデンサ４８のキャパシタンスを、再調整してもよい。
【００６３】
また、先に、可変コイル５０のインダクタンスを調整して固定値とし、この状態を維持し、このインダクタンスに対応するように、可変コンデンサ４８のキャパシタンスを、適宜、調整することにより、適正なプラズマを維持するようにしてもよい。この場合、先に示したＬＣ共振回路の共振条件を満たすように、キャパシタンスＣと角周波数ωとを変化させる。また、この際には、プラズマの生成中、可変コイル５０のインダクタンスは、基本的に、最初の設定値を維持するが、電極間におけるインピーダンスの変動等に応じて、可変コイル５０のインダクタンスを、再調整してもよい。
【００６４】
なお、何れの場合であっても、キャパシタンスおよび／またはインダクタンスが適正である状態では、余分な調整は不要である。
【００６５】
図示例の成膜装置１０の電源装置１４は、好ましい態様として、電極ローラ対１８に直列に接続されたパルス制御素子４６を有する。
パルス制御素子４６を有することにより、成膜中におけるストリーマの発生を抑制して、より、安定したプラズマでの成膜が可能となる。
【００６６】
前述のように、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤでは、電極間（すなわち放電部）において、不可避的に、ストリーマと呼ばれる微弱局所電流が発生してしまう。成膜中に、ストリーマが発生すると、プラズマが不均一になって成膜が不均一かつ不安定になるばかりか、電流の一極集中を招き易く、アーク放電に至る危険性も高い。
【００６７】
パルス制御素子４６は、このストリーマの発生を抑制するものである。
具体的には、パルス制御素子４６は、電極両端にかかる電圧の時間的制御を行うことにより、ストリーマの発生を抑制するものである。より具体的には、パルス制御素子４６は、前記電極ローラ対１８にプラズマ励起電力を供給した際に、その半周期中に少なくとも１つの電圧パルスを生成し、これによって、電極間（第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとの間）に変位電流パルスを生じさせることにより、ストリーマの発生を抑制するものである。
好ましくは、電源４２の動作周波数と等しい共振周波数を有するパルス制御素子４６を用いることにより、より好適にストリーマの発生を抑制できる。
【００６８】
前述のように、ＬＣ共振回路４０のキャパシタンスおよびインダクタンスを可変することで、処理プロセス中におけるプラズマ生成領域周辺の環境変化に起因するストリーマの増加を、好適に抑制できる。
これに加え、図示例においては、より安定したプラズマでの処理が可能な、好ましい態様として、電源装置１４において、パルス制御素子４６も用いている。これにより、ストリーマの発生を、さらに抑制して、処理プロセス中におけるプラズマ生成領域周辺の環境変化に起因する放電の防止すなわちプラズマの安定化、ストリーマ発生防止によるプラズマの安定化、ストリーマ抑制によるアーク放電の防止等の効果を、より好適に発揮することができる。
【００６９】
また、本発明では、キャパシタンスおよびインダクタンスが可変なＬＣ共振回路４０を用いているので、これらが非可変な通常のＬＣ共振回路を用いる場合に比して、パルス制御素子４６の作用効果も、高くなる。
すなわち、前述のＬＣ共振回路４０の調整により、反射波を減少させ、一定に保つことによって、電流値も一定に保つことができるようになる。この結果、パルス制御素子４６中のフェライトなどコア中の磁束が飽和する時刻と、誘電体バリア放電による間欠的な電流の立ち上がり時刻の同期も容易になる。このことによって、ストリーマ抑制に効果的な急峻な電流の立ち上がり、立ち下がりが、効果的に行える。
さらに、ＬＣ共振回路４０の調整により、共振条件のズレに起因するパルス制御素子４６中のフェライトの飽和条件の変化も防止できる。そのため、パルス制御素子４６中の磁束の飽和によるインピーダンスの急変と、プラズマ点火による放電空間のインピーダンスの急変とを好適に同期させて、パルス制御素子４６による変位電流の時間的制御を確実に行うことを可能にし、反射波の増大、グロー状放電からフィラメント放電への移行などを好適に防止できる。
【００７０】
そのため、本発明の成膜装置においては、キャパシタンスおよびインダクタンスが可変なＬＣ共振回路４０に、さらにパルス制御素子４６を用いることにより、アーク放電を防止して、ストリーマが目で観測されない均一なグロー放電を長時間に渡って続けることができ、より安定した適正なプラズマによって、長時間に渡って、高品質な膜の成膜（高品位なプラズマ処理）を行うことが、可能となる。
【００７１】
パルス制御素子４６としては、図４（Ａ）に概念的に示すように、電極ローラ対１８に直列に接続されるチョークコイル４６ａが好適に例示される。
特に、電源４２が電極ローラ対１８に印加したプラズマ励起電力によって放電を開始する際に、電流パルスの立ち上がりの時にチョークコイル内の磁束が非飽和から飽和に遷移し、電流パルスの絶対値が減少する際には、逆に、飽和から非飽和に遷移するように調節されたチョークコイルが、好適に例示される。
【００７２】
チョークコイル４６ａは、非線形応答をするので、或る電流において、電極ローラ対１８の電極間の電圧を急激に変化させる。これによって、電極間の変位電流を変化させて、ストリーマの発生を抑制することができる。
特に、電源４２が電極ローラ対１８に印加したプラズマ励起電力によって放電を開始する際に、電流パルスの立ち上がりの時にチョークコイル内の磁束が非飽和から飽和に遷移し、電流パルスの絶対値が減少する際には、逆に、飽和から非飽和に遷移するように調節されたチョークコイル４６ａを用いることにより、迅速にプラズマのカットオフを誘起して残存ストリーマを排除できる、等の点で、好ましい結果を得ることができる。
【００７３】
本発明において、パルス制御素子４６は、図示例のようなチョークコイル４６ａに限定はされず、上記作用を有する、各種のパルス制御素子（パルス制御回路）が利用可能である。
【００７４】
一例として、図４（Ｂ）に示すように、電極ローラ対１８と直列に接続されたチョークコイル４６ａに加え、このチョークコイル４６ａに並列に接続された（パルス）コンデンサ４６ｂとからなるパルス制御素子４６が、好適に、例示される。
また、図４（Ｃ）に示すように、電極ローラ対１８と直列に接続されたチョークコイル４６ａに加え、このチョークコイル４６ａに直列で接続された（共振器）コンデンサ４６ｃと、このチョークコイル４６ａおよびコンデンサ４６ｃの直列回路に並列に接続された（パルス）コンデンサ４６ｂとからなるパルス制御素子４６も、好適に、例示される。
このようなパルス制御素子に関しては、特表２００７−５２０８７８号および同２００９−５０６４９６号の各公報に詳述されている。
【００７５】
前述のように、ＬＣ共振回路４０の可変コンデンサ４８および可変コイル５０（ＬＣ共振回路４０のキャパシタンスおよびインダクタンス）は、制御手段１６によって調整される。制御手段１６は、ＲＦセンサ５６と、サーボアンプ・モータ５８と、ゼロバランス回路６０とを有して構成される。
【００７６】
ＲＦセンサ５６は、電圧、電流を計測するもので、（電圧の振幅）÷（電流の振幅）をインピーダンスとして出力し、また、電圧と電流の位相差を計測して出力する。成膜装置１０において、ＲＦセンサ５６は、公知のものを使用すればよい。
成膜装置１０においては、ＲＦセンサ５６が、電極ローラ対１８の電極間のインピーダンス、および、電源４２から供給される電圧と電流との位相差とインピーダンスとを検出し、ゼロバランス回路６０に供給する。
【００７７】
ゼロバランス回路６０は、ＲＦセンサ５６から供給された前記インピーダンスおよび位相差を用いて、一例として、前述のように、電極間のインピーダンスＲp＋Ｘｊの抵抗分が規格抵抗Ｒ0となる可変コンデンサ４８のキャパシタンスの調整方向を検出して調整量を算出し、また、リアクタンスをゼロに戻すことができる可変コイル５０のインダクタンスの調整方向を検出して調整量を算出する。
さらに、ゼロバランス回路６０は、算出したキャパシタンスおよびインダクタンスの調整方向および調整量に応じた制御信号を、サーボアンプ・モータ５８に供給する。
【００７８】
サーボアンプ・モータ５８は、制御信号を増幅して、モータの駆動信号とし、この駆動信号に応じて、可変コンデンサ４８の調整モータ、および、可変コイル５０の調整モータを駆動して、ＬＣ共振回路４０のキャパシタンスおよびインダクタンスを調整する。
【００７９】
以下、成膜装置１０の作用を説明する。
基板ロール３２が供給軸２８に装填されたら、基板Ｚを引き出し、電極ローラ対１８に搬送されて第１電極ローラ１８ａに巻き掛かり、反転エリア２６で折り返しおよび表裏反転され、再度、電極ローラ対１８に搬送されて第２電極ローラ１８ｂに巻き掛かり、巻取り軸３０に至る所定の経路で挿通する。
【００８０】
基板Ｚを所定経路で挿通したら、ガス供給手段２０からの原料ガスの供給、および、ガス吸引手段２４の駆動を開始し、次いで、基板Ｚの搬送を開始する。
ガス供給手段２０からの原料ガスの供給、および、基板Ｚの搬送が安定したら、電源４２を駆動して、電極ロール対１８にプラズマ励起電力を供給し、基板Ｚへの成膜を開始する。なお、成膜開始当初は、可変コンデンサ４８および可変コイル５０は、共に、予め設定された規定のキャパシタンスおよびインダクタンスに設定されている。
【００８１】
基板Ｚは、電極ローラ対１８に搬送され、まず、第１電極ローラ１８ａに巻き掛けて搬送されつつ、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤによって第１面に成膜され、次いで、反転エリア２６において、搬送経路を折り返され、かつ、表裏反転される。
表裏反転された基板Ｚは、再度、電極ローラ対１８に搬送されて、第２電極ローラ１８ｂに巻き掛けて搬送されつつ、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤによって第１面とは逆面の第２面に成膜され、巻取り軸３０によってロール状に巻回される。
【００８２】
この誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤでの成膜中、電極ローラ対１８の第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとの間のインピーダンス、および、電源４２から供給される電圧と電流との位相差とインピーダンスとが、ＲＦセンサ５６によって検出され、ゼロバランス回路６０に供給される。
ゼロバランス回路６０は、供給されたインピーダンスおよび位相から、前述のように、電極間の合成インピーダンスにおける抵抗Ｒが規格抵抗Ｒ0となる可変コンデンサ４８の調整方向を検出して調整量を算出し、また、リアクタンスをゼロに戻すことができる可変コイル５０の調整方向を検出して調整量を算出し、その制御信号をサーボアンプ・モータ５８に送る。サーボアンプ・モータ５８は、送られた制御信号に応じて、調整用モータを駆動して、可変コンデンサ４８のキャパシタンスおよび可変コイル５０のインダクタンスを調整して、ＬＣ共振回路４０の共振条件を、電極ローラ対１８の状態すなわちプラズマの状態に応じたものとする。
また、成膜中は、パルス制御素子４６が、電圧パルスを生成して、電極間（第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとの間）に変位電流パルスを生じさせることにより、ストリーマの発生を抑制している。
【００８３】
従って、成膜装置１０によれば、安定し、かつ、ストリーマの生成を十分に抑制した適正なプラズマによって、適正な成膜を、安定して、かつ、長時間に渡って続けることができる。
【００８４】
図１に示す成膜装置１０は、電極ローラ対１８を通過して、再度、電極ローラ対１８に搬送される基板Ｚの搬送経路に、反転エリア２６を設けることにより、基板Ｚの搬送経路を折り返し、また、基板の表裏反転を行なったが、本発明は、これに限定はされず、各種の構成によって、電極ローラ対１８から、再度、電極ローラ対１８に搬送される基板の搬送経路の折り返し、および、表裏反転を行なうことが可能である。
【００８５】
図５に、その一例を示す。
なお、図５に示す成膜装置７０は、基板Ｚの搬送経路が異なる以外は、前述の成膜装置１０と同じ部材を用いているので、同じ部材に同じ符号を付し、以下の説明は、異なる部位を主に行なう。
【００８６】
図５に示す成膜装置７０において、成膜部７２では、基板ロール３２から引き出した基板Ｚを、ガイドローラ３４ｈ〜３４ｊによって電極ローラ対１８に送る。電極ローラ対１８に搬送された基板Ｚは、先と同様、第１電極ローラ１８ａに巻き掛けられて搬送され、第１面に成膜される。
第１電極ローラ１８ａに巻き掛けられて、第１面に成膜された基板Ｚは、ガイドローラ３４ｋ〜３４ｏに案内されて、第１電極ローラ１８ａの上方（第２電極ローラ１８ｂと逆方向）に搬送するようにして折り返し、再度、基板Ｚの電極ローラ対１８に向けて折り返す搬送経路で搬送されて表裏反転され、ガイドローラ３４ｐによって、再度、電極ローラ対１８に搬送され、第２電極ローラ１８ｂに巻き掛け、第２面に成膜を行なわれる。両面に成膜された基板Ｚは、先と同様、巻取り軸３０によってロール状に巻回される。
【００８７】
すなわち、成膜のために巻き掛けられた第１電極ローラ１８ａを内包するような搬送経路で、基板Ｚを２回折り返して、再度、電極ローラ対１８に供給することにより、基板Ｚの搬送経路を電極ローラ対１８に向けて折り返すと共に、基板Ｚを表裏反転して、第２電極ローラ１８ｂに搬送する。
従って、前述の成膜装置１０においては、往路と復路で電極ローラ対１８における基板Ｚの搬送方向が逆方向となるが、この成膜装置７０では、電極ローラ対１８における基板Ｚの搬送方向は、第１電極ローラ１８ａと第２電極ローラ１８ｂとで、同方向となる。
【００８８】
図１および図５に示す成膜装置は、共に、電極ローラ対１８に搬送して成膜した基板Ｚを、表裏反転して、再度、電極ローラ対１８に搬送するものであるが、本発明は、これに限定はされず、電極ローラ対を用い、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤで成膜を行なう各種の装置に、利用可能である。
例えば、特許文献２に示されるような、基板の表裏反転をせず、電極ローラ対１８で成膜を行なった基板Ｚの折り返しのみを行なって、再度、電極ローラ対１８に搬送することにより、基板Ｚの同一面に２層の成膜を行なう装置であってもよい。
また、特許文献１に示されるような、基板ロールと巻取り軸との組み合わせを２つ有し、２枚の基板に、同時に成膜を行なう装置であってもよい。この際において、基板の種類（材料等）や厚さが異なっても、本発明によれば、長期に渡って安定して適正な成膜を行なうことができるのは、前述のとおりである。
【００８９】
しかしながら、前述のように、電極ローラに巻き掛かる基板Ｚのキャパシタンスが異なっても、長期に渡って適正な成膜が可能である等、本発明の効果が、より好適に発現できる等の点で、特許文献２に示されるような、基板Ｚを、表裏反転することなく折り返して、同一面に２回の成膜を行なう成膜装置や、図１や図５に示すような、電極ローラ対１８で成膜した基板Ｚを、折り返し、かつ、表裏反転して、再度、電極ローラ対１８に搬送して、両面に成膜を行なう成膜装置は、より好適に利用される。
【００９０】
また、本発明は、成膜装置ではあるが、誘電体バリア放電による大気圧プラズマＣＶＤを利用して、表面改質、粗面化処理、平滑化処理、活性化処理等の、基板Ｚの表面処理装置や、プラズマ表面反応装置としても利用可能であるのは、もちろんである。
【００９１】
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、上記実施例に限定はされず、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、もちろんである。
【実施例】
【００９２】
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。
【００９３】
［実施例１］
図１に示す成膜装置１０を用いて、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
基板Ｚは、厚さ１００μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用いた。
可変コンデンサ４８のキャパシタンスは、８００ｐＦを標準にした。また、可変コイル５０のインダクタンスは、１ｍＨを標準にした。さらに、パルス制御素子４６として、インダクタンスが０．５ｍＨのチョークコイルを用いた。
基板Ｚを挿通した状態における電極間のキャパシタンスは、１２０ｐＦであった。
また、電極ローラ対１８の第１電極ローラ１８ａおよび電極ローラ対１８ｂは、内蔵する温度調節手段によって、温度を６０℃±２℃に調整した。また、ＬＣ共振回路４０も、空冷装置によって、温度を３０℃±１℃に調整した。
【００９４】
原料ガスとして、窒素ガス（流量１０Ｌ／ｍｉｎ）、酸素ガス（流量０．３Ｌ／ｍｉｎ）、およびＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）ガスを用いた。なお、ＴＥＯＳは、２ｇ／ｈｒの速度で気化させてガス供給手段２０に送り、窒素ガス等と共に原料ガスとして供給した。
電源４２から供給するプラズマ励起電力は、４ｋＶ、８００Ｗの、４５０ｋＨｚの単一正弦波のものとした。
【００９５】
以上の条件の下、基板Ｚを０．３ｍ／ｍｉｎの速度で搬送して、基板Ｚの両面に厚さ１００ｎｍの酸化ケイ素膜を成膜した。
なお、本例においては、まず最初に、基板Ｚの搬送を開始し、次いで、電源４２からのプラズマ励起電力の供給を開始し、電極間の放電が安定した時点で原料ガスの供給を開始して、基板Ｚへの成膜を開始した。
【００９６】
［実施例２］
反転エリア２６での基板Ｚの表裏反転を行わない以外は（すなわち、基板Ｚの折り返しのみを行った以外は）、実施例１と同様にして、基板Ｚに酸化ケイ素膜を成膜した。
すなわち、本例では、基板Ｚの１面に、往路および復路での２回の成膜を行った。
【００９７】
［実施例３］
反転エリア２６での基板Ｚの折り返し搬送を行わない以外は、実施例１と同様にして、基板Ｚに酸化ケイ素膜を成膜した。
すなわち、本例では、基板Ｚの搬送を往路の１方向のみとして、基板Ｚの１面のみに、１回の成膜を行った。
【００９８】
［実施例４］
電源装置１４がパルス制御素子４６を有さない以外は、実施例１と同様にして、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
【００９９】
［実施例５］
ＬＣ共振回路として、図３（Ａ）に示されるものを用いた以外は、実施例１と同様にして、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
なお、追加した可変コンデンサ５２のキャパシタンスは、８００ｐＦを標準にした。
【０１００】
［比較例１］
可変コンデンサ４８を８００ｐＦの固定キャパシタンスのコンデンサに変更した以外は、実施例１と同様に、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
【０１０１】
［比較例２］
可変コイル５０を１ｍＨの固定インダクタンスのコイルに変更した以外は、実施例１と同様にして、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
【０１０２】
［比較例３］
可変コンデンサ４８を８００ｐＦの固定キャパシタンスのコンデンサに、可変コイルを５０を１ｍＨの固定インダクタンスのコイルに、それぞれ変更した以外は、実施例１と同様にして、基板Ｚの両面に酸化ケイ素膜を成膜した。
【０１０３】
［評価］
以下の項目を評価することにより、各実施例および各比較例での成膜を評価した。
ここで、本発明の実施例は、全て、キャパシタンスおよびインダクタンスの調節幅に大きな違いは無く、２〜５ｐＦ／ｍｉｎおよび８〜２０ｕＨ／ｍｉｎであった。
なお、電極ローラ対１８およびＬＣ共振回路４０の温度調節を行わない場合には、両者の調節幅は大きく、５〜２０ｐＦ／ｍｉｎおよび２０〜６０ｕＨ／ｍｉｎ程度になると考えられる。しかしながら、キャパシタンスおよびインダクタンスの調節幅が大きくなることにより、可変コンデンサ４８および可変コイル５０、ならびに、制御手段１６の負担は大きくなるものの、本発明によれば、電極ローラ対１８およびＬＣ共振回路４０の温度調節を行わなくても、実施例１〜５等と、ほぼ同様の結果を得ることができる。
【０１０４】
［反射率変化度］
成膜中に、電源４２から出力して電極ローラ対１８（成膜部）に向かう入射波の電力と、電極ローラ対１８から戻ってくる反射波の電力との比を取って反射率ｒ（０＜ｒ＜１）を定義した。この反射率ｒを、前記成膜開始直後から１００分経過までの、合計１００分間、発振回路付属の計器によってモニターし、それを下記式
【数２】
によって時間積分して、時間平均を取ったものをＦ（反射率変化度積分平均値）とした。Ｔ＝１００分とした。また、Ｒは、モニタ開始時間の反射率である。
【０１０５】
［ストリーマ発生数および表面粗さ］
コンデンサとコイルとの並列回路のみからなる簡単な電磁波検出用共振回路を作成し、共振周波数を５ＭＨｚとした。
図７に概念的に示すように、この電磁波検出用共振回路のコイル（Ｌ）に通る磁束の向きが、図中方向ｚで示すように電極間ギャップに発生する線状プラズマの電流が流れる向きと一致するように（すなわち、ガス供給手段２０およびガス吸引手段２４によるガス流方向ｘと直交するように）、コイルを配置した。コイルとプラズマ発生部との距離は１ｍであった。
なお、成膜は、電源４２を駆動して放電が安定した後、気化させた液体材料をガス供給手段２０に注入することで開始したが、気化させた液体材料の注入開始直後からの１００分間、前記電磁波検出用共振回路に発生する電圧を、モニタした。
その電圧ピーク値が０．５Ｖを超えたものを、極大ストリーマが発生したとして、カウントした。
また、前記１００分間成膜した直後の酸化ケイ素膜の表面粗さＲａ（算術平均表面粗さＲａ［ｎｍ］）を測定した。なお、表面粗さＲａは、ＪＩＳ ０６０１−１９７６の表面粗さ評価方法に基づいて、セイコーインスツル社製の『Nano-Navi JS-1683』を用いて測定した。
【０１０６】
［密度］
前記成膜開始直後から１００分間成膜した直後の酸化ケイ素膜の密度［ｇ／ｃｍ3］を理学電気社製の『ATX-G』を用いて、Ｘ線反射率測定法（ＧＩＸＲ）によって測定した。
【０１０７】
［総合評価］
反射率変化度が０．００５未満を３点； 同０．００５以上０．０１未満を２点； 同０．０１以上０．０５未満を１点； 同０．０５以上を３点； とし、
ストリーマ発生数が３００回未満を３点； 同３００回以上１０００回未満を２点； 同１０００回以上３０００回未満を１点； 同３０００回以上を０点； とし、
表面粗さ０．５ｎｍ未満を３点； 同０．５ｎｍ以上２ｎｍ未満を２点； 同２ｎｍ以上５ｎｍ未満を１点； 同５ｎｍ以上を０点； とし、
密度が２．１ｇ／ｃｍ3以上を３点； 同２．０ｇ／ｃｍ3以上２．１ｇ／ｃｍ3未満を２点； １．９ｇ／ｃｍ3以上２．０ｇ／ｃｍ3未満を１点； １．９ｇ／ｃｍ3未満を０点； として、
合計点が９点以上を◎； ７点以上９点未満を○； ５点以上７点未満を△； ５点未満を×； と評価した。
以上の結果を、表１に示す。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
上記表１に示されるように、インダクタンスとキャパシタンスとが可変なＬＣ共振回路を用いる本発明によれば、通常の成膜方法に比して、反射率の増大を大幅に抑制できることが確認された。反射率の増大を抑制することにより、成膜速度を安定させることができるのは、前述のとおりである。
また、安定した放電によって成膜を行うことができる本発明によれば、高密度で高品質な膜を、安定して成膜することができる。
【０１１０】
また、パルス制御素子４６を有することにより、ストリーマの発生を抑制できるのは、前述のとおりである。
ＬＣ共振回路のキャパシタンスおよびインダクタンスを固定した状態で、パルス制御素子４６のみを有する電源装置でも、短時間の成膜であれば、パルス制御素子４６の効果によって、ストリーマの発生を抑制して、安定化の効果を得ることができる。しかしながら、この構成では、１００分などの長時間、連続的に成膜を行うと、前述のようなＣd1やＣd2などが刻々と変化していくので、コンデンサ４８とコイル５０とが実現していた共振状態が変化し、反射波の増大を招く。反射波の増大は、電流の減少を招き、パルス制御素子４６を構成するチョークコイル等が飽和するタイミングが、一周期の中で変化してしまう結果となる。これにより、急峻な電流の立ち上がり、立ち下がりを生み出せなくなり、ストリーマの発生数が増加する結果となる。
【０１１１】
さらに、上述のような原因でＬＣ共振回路の共振条件がズレてしまうと、このパルス制御素子４６中のフェライトの飽和条件が変化する。そのため、放電開始時（プラズマ点火時）に合わせて磁束が飽和するように調節されていたパルス制御素子４６の適正な働きが、連続処理による共振条件のズレによって阻害される。
パルス制御素子４６中の磁束の飽和によるインピーダンスの急変と、プラズマ点火による放電空間のインピーダンスの急変とが同期しないと、パルス制御素子４６の主要な働きである変位電流の時間的制御が困難になり、その結果、反射波の増大、グロー状放電からフィラメント放電への移行などの悪影響を生じてしまう。
【０１１２】
これに対し、ＬＣ共振回路のキャパシタンスおよびインダクタンスを可変にした本発明の成膜装置によれば、Ｃd1やＣd2などの変化にも対応して、長時間に渡って適正なプラズマ励起電力を供給できるので、パルス制御素子４６を有する効果を最大限に発揮して、長時間に渡って、ストリーマの発生を好適に抑制することができる。
また、成膜中におけるストリーマの発生は、基板表面や成膜した膜を荒らしてしまい、膜の表面平滑性を低下させてしまうが、ストリーマの発生を好適に抑制できる本発明によれば、上記実施例および比較例のＲａにも示されるように、表面平滑性に優れた膜を、安定して成膜することができる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、高品質なガスバリアフィルム、各種の光学フィルム、磁気記録媒体用ベース、太陽電池用フィルム、電磁波遮蔽フィルム、導電性フィルム、帯電防止フィルム、各種の光学部品等の製造に、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０，７０ 成膜装置
１２，７２ 成膜部
１４ 電源装置
１６ 制御手段
１８ 電極ローラ対
１８ａ 第１電極ローラ
１８ｂ 第２電極ローラ
２０ ガス供給手段
２４ ガス吸引手段
２６ 反転エリア
２８ 供給軸
３０ 巻取り軸
３２ 基板ロール
３４ａ〜３４ｐ ガイドローラ
４０ ＬＣ共振回路
４２ 電源
４６ パルス制御素子
４８，５２ 可変コンデンサ
５０，５４ 可変コイル
５６ ＲＦセンサ
５８ サーボアンプ・モータ
６０ ゼロバランス回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧プラズマによって基板に成膜を行なう成膜装置であって、
前記大気圧プラズマを生成するための電極対として作用する、所定の間隔を有して配置される２つ円筒状のローラからなり、少なくとも一方のローラに前記基板を巻き掛けて搬送する電極ローラ対と、
前記電極ローラ対の間に、原料ガスを供給するガス供給手段と、
前記電極ローラ対にプラズマ励起電力を供給する、インダクタンスおよびキャパシタンスが可変であるＬＣ共振回路が組み込まれた電源装置と、
電極ローラ対間のプラズマの状態に応じて、前記ＬＣ共振回路のインダクタンスおよびキャパシタンスを調整する制御手段とを有することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記電極ローラ対の両方のローラに、前記基板を巻き掛けて搬送する基板搬送手段を有する請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記基板搬送手段は、前記電極ローラ対の一方のローラに巻き掛けて搬送した基板を折り返して、前記電極ローラ対の他方のローラに巻き掛けて搬送する搬送経路で、前記基板を搬送する請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記基板搬送手段は、前記基板の折り返しの際に、前記基板を表裏反転する請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記ＬＣ共振回路が、前記電極ローラ対と並列に接続される可変コンデンサと、この可変コンデンサと直列に接続される可変コイルとを有する請求項１〜４のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項６】
前記電源装置が、前記電極ローラ対に直列に接続されるパルス制御素子を有する請求項１〜５のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項７】
前記パルス制御素子は、前記電極ローラ対間にプラズマ励起電力を供給した際に、その半周期中に少なくとも１つの電圧パルスを生成し、これによって、前記電極ローラ対の間に変位電流パルスを生じさせるものである請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記パルス制御素子は、前記電源装置の動作周波数と等しい共振周波数を有する素子を含む請求項６または７に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記パルス制御素子が、前記電極ローラ対と直列に接続されるチョークコイルを有する請求項６〜８のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記電源装置の電源が、２０ｋＨｚ〜３ＭＨｚで単一周波数の正弦波の電力を前記電極ローラ対に供給する請求項１〜９のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１１】
２０〜１１０ｋＰａの圧力範囲で成膜を行なう請求項１〜１０のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記折り返しの際の基板の反転は、基板の搬送方向に対して４５°の角度で配置される４本のローラによって行なう請求項４〜１１のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記折り返しの際の基板の反転は、前記電極ローラ対の一方のローラに巻き掛けられた基板と共に、このローラを内包するように前記基板の搬送経路を折り返し、再度、基板の搬送経路を折り返して、前記一方のローラに搬入された基板と同方向に進行して、前記電極ローラ対の他方のローラに巻き掛けることによって行なう請求項４〜１１のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１】
大気圧プラズマによって基板に成膜を行なう成膜装置であって、
前記大気圧プラズマを生成するための電極対として作用する、所定の間隔を有して配置される２つ円筒状のローラからなり、少なくとも一方のローラに前記基板を巻き掛けて搬送する電極ローラ対と、
前記電極ローラ対の間に、原料ガスを供給するガス供給手段と、
前記電極ローラ対にプラズマ励起電力を供給する、インダクタンスおよびキャパシタンスが可変であるＬＣ共振回路が組み込まれた電源装置と、
電極ローラ対間のプラズマの状態に応じて、前記ＬＣ共振回路のインダクタンスおよびキャパシタンスを調整する制御手段とを有することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記電極ローラ対の両方のローラに、前記基板を巻き掛けて搬送する基板搬送手段を有する請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記基板搬送手段は、前記電極ローラ対の一方のローラに巻き掛けて搬送した基板を折り返して、前記電極ローラ対の他方のローラに巻き掛けて搬送する搬送経路で、前記基板を搬送する請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記基板搬送手段は、前記基板の折り返しの際に、前記基板を表裏反転する請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記ＬＣ共振回路が、前記電極ローラ対と並列に接続される可変コンデンサと、この可変コンデンサと直列に接続される可変コイルとを有する請求項１〜４のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項６】
前記電源装置が、前記電極ローラ対に直列に接続されるパルス制御素子を有する請求項１〜５のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項７】
前記パルス制御素子は、前記電極ローラ対間にプラズマ励起電力を供給した際に、その半周期中に少なくとも１つの電圧パルスを生成し、これによって、前記電極ローラ対の間に変位電流パルスを生じさせるものである請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記パルス制御素子は、前記電源装置の動作周波数と等しい共振周波数を有する素子を含む請求項６または７に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記パルス制御素子が、前記電極ローラ対と直列に接続されるチョークコイルを有する請求項６〜８のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記電源装置の電源が、２０ｋＨｚ〜３ＭＨｚで単一周波数の正弦波の電力を前記電極ローラ対に供給する請求項１〜９のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１１】
２０〜１１０ｋＰａの圧力範囲で成膜を行なう請求項１〜１０のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記折り返しの際の基板の反転は、基板の搬送方向に対して４５°の角度で配置される４本のローラによって行なう請求項４〜１１のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記折り返しの際の基板の反転は、前記電極ローラ対の一方のローラに巻き掛けられた基板と共に、このローラを内包するように前記基板の搬送経路を折り返し、再度、基板の搬送経路を折り返して、前記一方のローラに搬入された基板と同方向に進行して、前記電極ローラ対の他方のローラに巻き掛けることによって行なう請求項４〜１１のいずれかに記載の成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１０２３７７（Ｐ２０１２−１０２３７７Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５２８２９（Ｐ２０１０−２５２８２９）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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