薄膜形成装置及び薄膜形成方法
【課題】 活性化前の原料が基材に付着することを防止して、良質な薄膜形成を可能とする。
【解決手段】この薄膜形成装置には、互いの放電面が対向されて放電空間を形成するように配置され、放電空間内に高周波電界を発生させる一対の電極と、放電空間内で少なくとも一方の電極に沿うように、基材を電極に密着させて保持する保持機構とが設けられている。また、薄膜形成装置には、薄膜形成ガスを含有するガスが高周波電界によって活性化されるように放電空間にガスを供給し、活性化されたガスで基材を晒すことで、基材の表面上に薄膜を形成するためのガス供給部が設けられている。ガス供給部は、活性化以前のガスが基材に接しないように、ガスを放電空間まで案内する案内手段を有している。
【解決手段】この薄膜形成装置には、互いの放電面が対向されて放電空間を形成するように配置され、放電空間内に高周波電界を発生させる一対の電極と、放電空間内で少なくとも一方の電極に沿うように、基材を電極に密着させて保持する保持機構とが設けられている。また、薄膜形成装置には、薄膜形成ガスを含有するガスが高周波電界によって活性化されるように放電空間にガスを供給し、活性化されたガスで基材を晒すことで、基材の表面上に薄膜を形成するためのガス供給部が設けられている。ガス供給部は、活性化以前のガスが基材に接しないように、ガスを放電空間まで案内する案内手段を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜形成装置及び薄膜形成方法に係り、特に、大気圧プラズマ放電処理を用いて薄膜を基材上に形成する薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＳＩ、半導体、表示デバイス、磁気記録デバイス、光電変換デバイス、太陽電池、ジョセフソンデバイス、光熱変換デバイス等の各種製品には、基材上に高性能性の薄膜を設けた材料が用いられている。薄膜を基材上に形成する手法には、塗布に代表される湿式製膜方法や、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に代表される乾式製膜方法、あるいは大気圧プラズマ放電処理を利用した大気圧プラズマ製膜方法等が挙げられるが、近年では、高い生産性を維持しつつ高品質な薄膜を形成できる大気圧プラズマ製膜方法の使用が特に望まれている。
【０００３】
大気圧プラズマ製膜方法は、対向する電極間に基材を配置させた状態で、薄膜形成ガスを供給し、両電極に電界を印加する。これにより、放電プラズマが発生し、基材を放電プラズマに晒すことで薄膜が形成される。大気圧プラズマ製膜方法を実現する薄膜形成装置として、例えば、特許文献１に記載される薄膜形成装置が挙げられる。この薄膜形成装置には、対向する２つの電極と、これらの電極に電界を印加する電源と、２つの電極の放電面に対して、それぞれ基材を密着するように搬送するフィルム用搬送装置と、電極間に薄膜形成ガスを供給する薄膜形成ガス供給部とが備わっている。そして、この薄膜形成装置は、電極間に薄膜形成ガスを供給してから、電界を印加することにより放電プラズマを発生させて、２つの電極に密着した基材に薄膜を形成するようになっている。
【特許文献１】特開２０００−２１２７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、薄膜形成ガス供給部と電極間とには、少なからず隙間があるために、薄膜形成ガス供給部から噴出された薄膜形成ガスは、その全てが電極間に進入して放電プラズマに晒されるのではなく、前述の隙間から漏れ出て放電プラズマに晒される以前に基材に触れてしまうものもある。薄膜形成ガスには薄膜用の原料が含まれているが、この薄膜形成ガス内の原料が活性化されて基材に付着するのであれば、基材上に薄膜が形成されることになるが、活性化以前に基材に付着してしまうと、その後に活性化された原料が基材に付着したとしても、良質な膜が形成され難かった。
【０００５】
本発明の課題は、活性化前の原料が基材に付着することを防止して、良質な薄膜の形成を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明における薄膜形成装置は、
互いの放電面が対向されて放電空間を形成するように配置され、前記放電空間内に高周波電界を発生させる一対の電極と、
前記放電空間内で基材を保持する保持機構と、
薄膜形成ガスを含有するガスが高周波電界によって活性化されるように前記放電空間に前記ガスを供給し、活性化された前記ガスで前記基材を晒すことで、前記基材の表面上に薄膜を形成するためのガス供給部とを備え、
前記ガス供給部は、活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスを前記放電空間まで案内する案内手段を有していることを特徴としている。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、薄膜形成ガスを含有するガスが案内手段により放電空間に導かれる際、活性化以前の前記ガスが基材に接しないように、案内手段が前記ガスを案内しているので、活性化後の前記ガスが基材に触れる前に、活性化以前のガスが基材に接してしまうことを防止できる。これにより、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材に付着することを防止でき、結果良質な薄膜の形成が可能となる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材を前記電極に密着させて保持することを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、放電空間内で一対の電極のそれぞれに沿うように基材を保持機構が電極に密着させて保持するので、１つの放電空間中で２層分の薄膜を形成することが可能となり、より効率的に薄膜を形成できる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記基材を搬送する搬送装置であることを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、保持機構が基材を搬送する搬送装置であるので、広範囲にわたって薄膜を形成することが可能となる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、前記ガスを噴出する第１ガス噴出口と、前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを噴出する一対の第２ガス噴出口とを有し、
前記一対の第２ガス噴出口は、前記第１ガス噴出口を挟むように、前記一対の電極の軸方向に沿って配置されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、一対の第２ガス噴出口が、一対の電極の軸方向に沿って第１ガス噴出口を挟むように配置されているので、薄膜形成ガスを含有するガスを無原料ガスによって挟んだ状態でガス供給部から放電空間まで案内できる。このように、前記ガスが無原料ガスで挟まれていれば、無原料ガスによって遮られて、無原料ガスの外側へ流出することを防止できる。特に、一対の第２ガス噴出口の間隔が放電空間の間隔よりも狭められていれば、前記ガスが放電空間外に流出しにくくなり、確実に放電空間内に案内されることになる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、
前記無原料ガスを噴出する一対の第３ガス噴出口を有し、
前記一対の第３ガス噴出口は、前記軸方向における前記第１ガス噴出口の両端部よりも外側にそれぞれ配置されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、一対の第３ガス噴出口のそれぞれが、第１ガス噴出口の両端部よりも外側に配置されているので、軸方向に対しても薄膜形成ガスを含有するガスを無原料ガスが挟んだ状態でガス供給部から放電空間まで案内できる。したがって、第１ガス噴出口の両端部から放電空間外へ流出するガスを低減することができる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の薄膜形成装置において、
前記一対の第２ガス噴出口及び前記一対の第３ガス噴出口は、前記第１ガス噴出口を囲うように連続していることを特徴としている。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、一対の第２ガス噴出口及び一対の第３ガス噴出口とが第１ガス噴出口を囲うように連続しているので、第１ガス噴出口から噴出されたガスを無原料ガスにより囲んだ状態で放電空間まで案内できる。したがって、薄膜形成ガスを含んだガスを放電空間外へ漏らさずに放電空間まで案内することができる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴としている。
【００１９】
請求項７記載の発明によれば、前記ガス及び無原料ガスの噴出方向が、互いに平行であるので、薄膜形成ガスを含有するガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れることを抑制し、前記ガスが無原料ガスの外側へ流出することをより確実に防止できる。
また、放電空間は、一対の電極の軸方向に沿って延在しているために、上述したように薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスの噴出方向が軸方向に対して直交する方向であれば、薄膜形成ガスを含有するガスを放電空間の全長にわたって確実に案内することができる。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項４〜７のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴としている。
【００２１】
請求項８記載の発明によれば、薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であるので、薄膜形成ガスを含有するガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れることを抑制できる。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項４〜８のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴としている。
【００２３】
ここで、例えば、薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスの流路が上下方向に対して傾いていれば、前記ガス及び無原料ガスの流れは放電空間に到達する以前に重力の影響によって乱れてしまう。しかしながら、請求項９記載の発明のように、薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスが上下方向に沿いながら放電空間まで案内されれば、重力の影響を低減でき、前記ガス及び無原料ガスの流れが乱れを抑制することができる。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されて、前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部を備え、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴としている。
【００２５】
請求項１０記載の発明によれば、吸引部が、放電空間を通過したガスを吸引するので、放電空間を通過したガスによって装置内部が汚れることを防止できる。特に、吸引部の吸引量が、ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていれば、放電空間を通過したガスを常に吸引でき、放電空間外へとガスが流出することを確実に防止することができる。
【００２６】
請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴としている。
【００２７】
請求項１１記載の発明によれば、一対の電極の間隔よりもガス供給部と一対の電極との間隔の方が狭いので、ガス供給部から放電空間までの距離を短くすることができ、ガス供給部から噴出されたガスの流れが、例え乱れたとしてもその影響が大きくなる前にガスを放電空間内に収めることができる。
【００２８】
請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、少なくとも表面が絶縁性を有していることを特徴としている。
【００２９】
ここで、一対の電極により放電空間内に高周波電界が発生すると、放電プラズマが放電空間外にはみ出るように発生する。案内手段の位置によっては放電プラズマの発生領域内に侵入してしまう場合もあるが、案内手段が導体であるとアースの役目を果たしてしまい、放電プラズマを安定させにくい。このため、請求項１２記載の発明のように少なくとも案内手段の表面が絶縁性を有していれば、放電プラズマが案内手段に導通することなく、放電プラズマを安定させることが可能になる。
【００３０】
請求項１３記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第１高周波電界及び他方の電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴としている。
【００３１】
請求項１３記載の発明によれば、高周波電界が、第１高周波電界及び第２高周波電界を重畳したものであり、第１高周波電界の周波数ω１より第２高周波電界の周波数ω２が高く、第１高周波電界の電界強度Ｖ１、第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たしているので、窒素等の安価なガスを用いた場合においても、薄膜形成可能な放電を起こし、高品位な薄膜形成に必要な高密度プラズマを発生することができる。
【００３２】
請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス中には窒素が５０％以上含まれていることを特徴としている。
【００３３】
請求項１４記載の発明によれば、薄膜形成ガスを含有するガス中に窒素が５０％以上含まれているので、他のガスを使用した場合よりも比較的安価にすることができる。
【００３４】
請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴としている。
【００３５】
請求項１５記載の発明によれば、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で製膜を行うことができるので、真空で製膜を行う場合に比べて、高速製膜が可能となるとともに連続生産が可能となる。そして、真空にするための装置等も必要でないために、設備費を削減できる。
【００３６】
請求項１６記載の発明における薄膜形成方法は、
互いの放電面が対向された一対の電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に沿うように基材を前記電極に密着させて保持することで、前記基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する際に、
活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスは前記放電空間まで案内されることを特徴としている。
【００３７】
請求項１６記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００３８】
請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材は前記電極に密着されて保持されていることを特徴としている。
【００３９】
請求項１７記載の発明によれば、請求項２記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４０】
請求項１８記載の発明は、請求項１６又は１７記載の薄膜形成方法において、
前記基材は、前記放電空間を通過するように搬送されることを特徴としている。
【００４１】
請求項１８記載の発明によれば、請求項３記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４２】
請求項１９記載の発明は、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを前記一対の電極のそれぞれに沿って噴出させて、前記ガスを挟んで案内することを特徴としている。
【００４３】
請求項１９記載の発明によれば、請求項４記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４４】
請求項２０記載の発明は、請求項１９記載の薄膜形成方法において、
前記ガスを前記一対の電極の軸方向に対して挟むように、前記無原料ガスを噴出させることを特徴としている。
【００４５】
請求項２０記載の発明によれば、請求項５記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４６】
請求項２１記載の発明は、請求項１９記載の薄膜形成方法において、
前記無原料ガスは前記ガスを囲うように噴出されていることを特徴としている。
【００４７】
請求項２１記載の発明によれば、請求項６記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４８】
請求項２２記載の発明は、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴としている。
【００４９】
請求項２２記載の発明によれば、請求項７記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５０】
請求項２３記載の発明は、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴としている。
【００５１】
請求項２３記載の発明によれば、請求項８記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５２】
請求項２４記載の発明は、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴としている。
【００５３】
請求項２４記載の発明によれば、請求項９記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５４】
請求項２５記載の発明は、請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部が、前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されていて、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴としている。
【００５５】
請求項２５記載の発明によれば、請求項１０記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５６】
請求項２６記載の発明は、請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴としている。
【００５７】
請求項２６記載の発明によれば、請求項１１記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５８】
請求項２７記載の発明は、請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部は、少なくとも前記ガスを案内する部分の表面が絶縁性を有していることを特徴としている。
【００５９】
請求項２７記載の発明によれば、請求項１２記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００６０】
請求項２８記載の発明は、請求項１６〜２７のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第１高周波電界及び他方の電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴としている。
【００６１】
請求項２８記載の発明によれば、請求項１３記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００６２】
請求項２９記載の発明は、請求項１６〜２８のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス中には窒素が５０％以上含まれていることを特徴としている。
【００６３】
請求項２９記載の発明によれば、請求項１４記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００６４】
請求項３０記載の発明は、請求項１６〜２９のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴としている。
【００６５】
請求項３０記載の発明によれば、請求項１５記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００６６】
本発明によれば、活性化後の前記ガスが基材に触れる前に、活性化以前のガスが基材に接してしまうことを防止できる。これにより、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材に付着することを防止でき、結果良質な薄膜の形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
［第１の実施の形態］
以下、添付図面を参照しつつ本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、薄膜形成装置１の概略構成を表す正面図である。
【００６８】
この薄膜形成装置１は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で、放電プラズマを発生させることによって基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置である。薄膜形成装置１には、図１に示す通り、放電プラズマを発生させるための一対の電極２，３が間隔を空けて対向するように前後方向に沿って固定されている。この間隔が、上下方向で開放された放電空間Ｈとなり、この放電空間Ｈを成す電極２，３の対向する面をそれぞれ放電面２ａ，３ａとする。
【００６９】
図２は、電極２，３の概略構成を表す斜視図である。図２に示すように、電極２，３には、導電性の金属質母材２１，３１の表面に誘電体２２，３２が被覆された棒状電極である。電極２，３の角部２３，３３は、電極２，３の表面を滑らかに連続させるために円弧状に形成されている。つまり、電極２，３の放電面２ａ，３ａと、放電面２ａ，３ａに連なる放電面２ａ，３ａ以外の表面とは角部２３，３３によって滑らかに連続されることになる。そして、電極２，３には、図１に示すように電源４が接続されている。
【００７０】
薄膜形成装置１には、図１に示すように、基材５と当該基材５を支持する支持体６とを、少なくとも放電空間Ｈ内で保持されるように重ねて搬送する搬送装置（保持機構）７が設けられている。
搬送装置７について具体的に説明すると、一方の電極２の外側（図１の左側）上方には、基材５の元巻を回転自在に保持する基材用保持ローラ７１が、電極２，３と平行となるように配置されている。この基材用保持ローラ７１と電極２との上下方向における間には、支持体６の元巻を回転自在に保持する支持体用保持ローラ７２が基材用保持ローラ７１に対して平行になるように配置されている。支持体用保持ローラ７２に保持される支持体６にはその表面上に再剥離性を有する粘着剤６１（図３参照）が塗布されている。
基材用保持ローラ７１及び支持体用保持ローラ７２と、一方の電極２との間には、基材５及び支持体６を一方の電極２まで案内する第１ガイドローラ７３が、一方の電極２の右上端部と、支持体用保持ローラ７２から支持体６が引き出される部分とを結ぶ線（図１における補助線Ｓ１）よりも下方に配置されている。これにより、支持体用保持ローラ７２から引き出された支持体６が、基材用保持ローラ７１から引き出された基材５の裏面に粘着剤６１を介して密着してから、電極２の上面（図１における点Ｐ１）に接触することになる。
【００７１】
また、一対の電極２，３の下方には、一方の電極２に沿って放電空間Ｈを通過した基材５及び支持体６を密着させたまま、他方の電極３に案内する案内路（図示省略）が形成されている。案内路は、基材５及び支持体６のうち、支持体６が他方の電極３の下面（図１における点Ｐ２）に接触するように形成されている。
【００７２】
そして、他方の電極３の外側（図１の右側）上方には、基材５を巻き取る基材用巻取ローラ７４が、電極２，３に平行となるように配置されている。この基材用巻取ローラ７４と電極３との上下方向における間には、支持体６を巻き取る支持体用巻取ローラ７５が基材用巻取ローラ７４に対して平行になるように配置されている。基材用巻取ローラ７４及び支持体用巻取ローラ７５と、他方の電極３との間には、基材５及び支持体６をそれぞれ基材用巻取ローラ７４、支持体用巻取ローラ７５に案内する第２ガイドローラ７６が、他方の電極３の左端部と、基材用巻取ローラ７４に支持体６が巻き取られ始める部分とを結ぶ線（図１における補助線Ｓ２）よりも下方に配置されている。
【００７３】
つまり、搬送装置７は、基材用巻取ローラ７４及び支持体用巻取ローラ７５が回転することによって、基材５及び支持体６のそれぞれを基材用保持ローラ７１及び支持体用保持ローラ７２から引き出すようになっている。引き出された基材５及び支持体６は、第１ガイドローラ７３で粘着剤６１により密着し、一方の電極２の上面、放電面２ａ、下面の順に電極２に沿い、案内路を介して、他方の電極３の下面、放電面３ａ、上面の順に電極３に沿ってから、電極３から離間して、第２ガイドローラ７６で互いに剥離し、それぞれ基材用巻取ローラ７４及び支持体用巻取ローラ７５に巻き取られるようになっている。
【００７４】
図３は、図１におけるＡ−Ａ断面図であり、放電空間Ｈ内における電極２，３、基材５、支持体６の位置関係を表している。この図３に示すように、放電空間Ｈ内においては、支持体６が電極２，３と基材５との間に介在されていて、なおかつ支持体６と基材５とが粘着剤６１を介して密着されて固定されることになる。
【００７５】
また、図１に示すように放電空間Ｈの上方には、薄膜形成ガスを含有するガスを放電空間Ｈに供給するガス供給部８が設けられている。このガス供給部８には、薄膜形成ガスを含有するガスを貯留する第１ガスタンク９が、配管９１及びガス調整部９２（図６参照）を介して接続されているとともに、薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを貯留する第２ガスタンク１０が、配管１１及び無原料ガス調整部１２（図６参照）を介して接続されている。ここで、ガス調整部９２及び無原料ガス調整部１２は、配管９１，１１内部を流れるガス及び無原料ガスの流量や流速、ガス組成、濃度などを調整するものである。
【００７６】
図４は、ガス供給部８を表す斜視図であり、図５はガス供給部８の断面図である。図４に示すように、ガス供給部８の後端部中央には、配管９１が連結されるガス管８１が設けられている。また、ガス供給部８の後端部には、配管１１が連結される４つの無原料ガス用ガス管８２が、それぞれガス管８１の前後左右に配置されている。
【００７７】
また、ガス供給部８の内部には、ガス管８１及び各無原料ガス用ガス管８２から流入するガス及び無原料ガスの流路を形成する４枚の仕切板８３が設けられている。４枚の仕切板８３のうち、２枚の仕切板８３は、前後に位置する無原料ガス用ガス管８２と、左右に位置する無原料ガス用ガス管８２及びガス管８１との間で、上下左右方向に沿うように配置されている。これら２枚の仕切板８３にわたって、残りの２枚の仕切板８３が、左右に位置する無原料ガス用ガス管８２とガス管８１との間で、上下前後方向に沿うように配置されている（図５参照）。これらの仕切板８３によって、ガス供給部８の先端の開口が分割されている。
【００７８】
図６はガス供給部８の先端面を表す下視図である。この図６に示すように、分割された開口のうち、ガスを噴出する開口を第１ガス噴出口８４、無原料ガスを噴出する開口を無原料ガス噴出口８５とすると、第１ガス噴出口８４は各無原料ガス噴出口８５によって前後左右が囲まれることになる。複数の無原料ガス噴出口８５のうち、第１ガス噴出口８４を挟むように前後方向（一対の電極２，３の軸方向）に沿って配置される無原料ガス噴出口８５が、本発明に係る第２ガス噴出口８５ａであり、前後方向における第１ガス噴出口８４の外側に配置される無原料ガス噴出口８５が、本発明に係る第３ガス噴出口８５ｂである。これにより、ガス管８１及び各無原料ガス用ガス管８２から流入したガス及び無原料ガスを個別に噴出するようになっている。
第１ガス噴出口８４と第２ガス噴出口８５ａとは左右方向に対して平行となるように配置されているために、第１ガス噴出口８４から噴出されるガスの噴出方向と、第２ガス噴出口８５ａから噴出される無原料ガスの噴出方向とが平行になる。また、第１ガス噴出口８４と第３ガス噴出口８５ｂとは前後方向に対して平行となるように配置されているために、第１ガス噴出口８４から噴出されるガスの噴出方向と、第２ガス噴出口８５ａから噴出される無原料ガスの噴出方向とが平行になる。
【００７９】
そして、図５に示すように、ガス供給部８の内部では、ガス及び無原料ガスの流路が、電極２，３の軸方向（前後方向）に対して直交する方向（上下方向）に沿っているために、ガス及び無原料ガスの噴出方向は上下方向に沿うことになる。このように、第１ガス噴出口８４から噴出されたガスは、前後左右を無原料ガスで遮られた状態で上下方向に沿いながら放電空間Ｈまで案内されるようになっている。すなわち、第１ガス噴出口８４、第２ガス噴出口８５ａ及び第３ガス噴出口８５ｂが本発明に係る案内手段である。ここで、ガス及び無原料ガスの流路が上下方向に対して傾いていれば、ガス及び無原料ガスの流れは放電空間Ｈに到達する以前に重力の影響を受けて乱れてしまう。しかしながら、上記したように、ガス及び無原料ガスが案内手段によって上下方向に沿いながら放電空間Ｈまで案内されれば、重力の影響を低減でき、前記ガス及び無原料ガスの流れが乱れを抑制することができる。
【００８０】
そして、ガス供給部８は、ガス供給部８と一対の電極２，３との間隔（図５におけるＴ１）が、一対の電極２，３の間隔（図５におけるＴ２）よりも狭くなるように、配置されている。
【００８１】
また、図１に示すように放電空間Ｈの下方には、放電空間Ｈから流出したガス及び無原料ガスを吸引する吸引部１３が設けられている。この吸引部１３には、放電空間Ｈにわたって延在する吸引口部１４が備えられており、この吸引口部１４には配管１５を介して吸引ポンプ１６が接続されている。
【００８２】
そして、一対の電極２，３の放電面２ａ，３ａの反対側には、支持体６が電極２，３に接触することで発生した削りカスを吸引する複数のカス用吸引部１７が、支持体６と電極２，３の接点付近を吸引するように配置されている。
【００８３】
図７は、薄膜形成装置１における主制御構成を表すブロック図である。この図７に示すように、薄膜形成装置１には、各駆動部を制御する制御装置４０が設けられている。制御装置４０には、電極２，３の温度を調節する温度調節装置４４、記憶部４１、電源４、ガス調整部９２、無原料ガス調整部１２、吸引ポンプ１６、カス用吸引部１７、基材用巻取ローラ７４の駆動源４２、支持体用巻取ローラ７５の駆動源４３、が電気的に接続されている。なお、制御装置４０には、これら以外にも薄膜形成装置１の各駆動部などが接続されている。そして、制御装置４０は、記憶部４１中に書き込まれている制御プログラムや制御データに従い各種機器を制御するようになっている。
【００８４】
ガス供給部８から供給されるのは薄膜形成ガスを含有するガスと、薄膜形成ガスを含まない無原料ガスである。
前記ガスは、薄膜形成可能なグロー放電を起こすことのできる放電ガスと、薄膜の原料を含有する薄膜形成ガスとが混合されたものである。
放電ガスとしては、窒素、希ガス、空気、水素ガス、酸素などがあり、これらを単独で放電ガスとして用いても、混合して用いてもかまわない。本実施形態では、比較的安価な窒素を用いている。ここで薄膜形成ガスと混合した際に、窒素の濃度が５０％以上になることが好ましい。さらに窒素に混合させるガスとして希ガスを使用した場合には、放電ガスの５０％未満を含有させることが好ましい。
【００８５】
薄膜形成ガスに含まれる原料としては、例えば、有機金属化合物、ハロゲン金属化合物、金属水素化合物等が挙げられる。
有機金属化合物としては、以下の一般式（Ｉ）で示すものが好ましい。
一般式（Ｉ） Ｒ１ｘＭＲ２ｙＲ３ｚ式中、Ｍは金属、Ｒ１はアルキル基、Ｒ２はアルコキシ基、Ｒ３はβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基であり、金属Ｍの価数をｍとした場合、ｘ＋ｙ＋ｚ＝ｍであり、ｘ＝０〜ｍ、またはｘ＝０〜ｍ−１であり、ｙ＝０〜ｍ、ｚ＝０〜ｍで、いずれも０または正の整数である。Ｒ１のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。Ｒ２のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、３，３，３−トリフルオロプロポキシ基等が挙げられる。またアルキル基の水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。Ｒ３のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基としては、β−ジケトン錯体基として、例えば、２，４−ペンタンジオン（アセチルアセトンあるいはアセトアセトンともいう）、１，１，１，５，５，５−ヘキサメチル−２，４−ペンタンジオン、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、１，１，１−トリフルオロ−２，４−ペンタンジオン等が挙げられ、β−ケトカルボン酸エステル錯体基として、例えば、アセト酢酸メチルエステル、アセト酢酸エチルエステル、アセト酢酸プロピルエステル、トリメチルアセト酢酸エチル、トリフルオロアセト酢酸メチル等が挙げられ、β−ケトカルボン酸として、例えば、アセト酢酸、トリメチルアセト酢酸等が挙げられ、またケトオキシとして、例えば、アセトオキシ基（またはアセトキシ基）、プロピオニルオキシ基、ブチリロキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等が挙げられる。これらの基の炭素原子数は、上記例有機金属化合物を含んで、１８以下が好ましい。また例示にもあるように直鎖または分岐のもの、また水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。
【００８６】
本発明において取り扱いの問題から、爆発の危険性の少ない有機金属化合物が好ましく、分子内に少なくとも１つ以上の酸素を有する有機金属化合物が好ましい。このようなものとしてＲ２のアルコキシ基を少なくとも１つを含有する有機金属化合物、またＲ３のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基を少なくとも一つ有する有機金属化合物が好ましい。
【００８７】
また、薄膜形成ガスに使用する有機金属化合物、ハロゲン金属化合物、金属水素化合物の金属として、例えば、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等が挙げられる。
【００８８】
無原料ガスとしては、薄膜の原料となる薄膜形成性ガスに含有される化合物を含まないガスが使用される。具体的には、上記した放電ガスや酸素、一酸化炭素、空気などが挙げられる。未原料ガスとして放電ガスを使用した場合には、放電空間Ｈ内で発生する放電プラズマを均一にすることができる。
【００８９】
次に、基材５について説明する。基材５としては、板状、シート状またはフィルム状の平面形状のもの等の薄膜をその表面に形成できるものであれば特に限定はない。基材５が静置状態でも移送状態でもプラズマ状態のガスに晒され、均一の薄膜が形成されるものであれば基材５の形態または材質には制限ない。材質的には、例えばガラス、樹脂、陶器、金属、非金属等様々のものを使用できる。具体的には、ガラス板や、樹脂フィルム、樹脂シート、樹脂板等が挙げられる。
【００９０】
樹脂フィルムは本発明に係る薄膜形成装置１の電極間または電極の近傍を連続的に移送させて透明導電膜を形成することができるので、スパッタリングのような真空系のバッチ式でない、大量生産に向き、連続的な生産性の高い生産方式として好適である。
【００９１】
樹脂からなる基材５の材質としては、例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートプロピオネートまたはセルロースアセテートブチレートのようなセルロースエステル、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのようなポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコールコポリマー、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリメチルアクリレート、アクリレートコポリマー等が挙げられる。
【００９２】
また、本発明に用いられる基材５は、厚さが１０〜１００μｍ、より好ましくは２０〜５０μｍのフィルム状のものが使用されている。
【００９３】
次に、支持体６について説明する。支持体６としては、基材５及び電極２，３の間に介在するようにフィルム状に形成されたものが使用される。ここで、基材５の表面上に均一な製膜を行うには、少なくとも基材５の全体が放電空間Ｈ内に収まっていることが好ましいが、こうしてしまうと基材５の外側にも薄膜の原料が飛散してしまうために、支持体６の幅を、図３に示すように基材５の幅よりも長くすれば、支持体６が基材５の外側まで電極２，３を覆うことになり、原料が電極２，３に付着することを防止でき、好ましい。
また、支持体６の材質は、基材５と同一材質若しくは熱的物性が同等であることが好ましい。これにより、基材５と支持体６との熱変形量が同等となって、熱変形量の異なりによる皺やツレの発生をも低減することができる。
【００９４】
次に、再剥離性を有する粘着剤６１について説明する。粘着剤６１は、基材５及び支持体６が放電空間Ｈ内で放電プラズマに晒されたとしても、その粘着性及び再剥離性が劣化しない耐熱性に優れたものが好ましい。このような粘着剤６１としては例えばアクリル系粘着剤が挙げられる。そして、一般には、支持体６に予め粘着剤６１がコーティングされたものが市販されているので、例えばＰＥＴからなる支持体６に、粘着剤６１としてのアクリル系粘着剤がコーティングされた日東電工（株）製の「耐熱性表面保護接着テープ（型番Ｅ−ＭＡＳＫ ＴＰ３００）」を用いることが好ましい。
【００９５】
次に、電極２，３を形成する金属質母材２１，３１及び誘電体２２，３２について説明する。
金属質母材２１，３１と誘電体２２，３２と組み合わせとしては、両者の間に特性が合うものが好ましく、その一つの特性として、金属質母材２１，３１と誘電体２２，３２との線熱膨張係数の差が１０×１０-6／℃以下となる組み合わせのものである。好ましくは８×１０-6／℃以下、更に好ましくは５×１０-6／℃以下、更に好ましくは２×１０-6／℃以下である。なお、線熱膨張係数とは、周知の材料特有の物性値である。
【００９６】
線熱膨張係数の差が、この範囲にある導電性の金属質母材と誘電体との組み合わせとしては、例えば、１）金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜、２）金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がガラスライニング、３）金属質母材がステンレススティールで、誘電体がセラミックス溶射被膜、４）金属質母材がステンレススティールで、誘電体がガラスライニング、５）金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜、６）金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がガラスライニング、７）金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜、８）金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がガラスライニング、等が挙げられる。線熱膨張係数の差という観点では、上記１）または２）および５）〜８）が好ましく、特に１）が好ましい。
【００９７】
そして、金属質母材２１，３１は、チタンまたはチタン合金が特に有用である。金属質母材２１，３１をチタンまたはチタン合金とし、誘電体２２，３２を上記組み合わせに応じる素材とすることにより、使用中の電極の劣化、特にひび割れ、剥がれ、脱落等がなく、過酷な条件での長時間の使用に耐えることが可能となる。
【００９８】
本発明に有用な電極の金属質母材２１，３１は、チタンを７０質量％以上含有するチタン合金またはチタン金属である。本発明において、チタン合金またはチタン金属中のチタンの含有量は、７０質量％以上であれば、問題なく使用できるが、好ましくは８０質量％以上のチタンを含有しているものが好ましい。本発明に有用なチタン合金またはチタン金属は、工業用純チタン、耐食性チタン、高力チタン等として一般に使用されているものを用いることができる。工業用純チタンとしては、例えばＴＩＡ、ＴＩＢ、ＴＩＣ、ＴＩＤ等が挙げられ、何れも鉄原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、水素原子等を極僅か含有しているものであり、チタンの含有量は９９質量％以上を有している。耐食性チタン合金としては、Ｔ１５ＰＢを好ましく用いることができ、上記含有原子の他に鉛を含有しており、チタン含有量は９８質量％以上である。また、チタン合金としては、鉛を除く上記の原子の他に、例えば、アルミニウムを含有し、その他バナジウムや錫を含有しているＴ６４、Ｔ３２５、Ｔ５２５、ＴＡ３等を好ましく用いることができ、これらのチタン含有量としては、８５質量％以上を含有しているものである。これらのチタン合金またはチタン金属はステンレススティール、例えばＡＩＳＩ３１６に比べて、熱膨張係数が１／２程度小さく、金属質母材２１，３１としてチタン合金またはチタン金属の上に施された誘電体２２，３２との組み合わせがよく、高温、長時間での使用に耐えることができる。
【００９９】
一方、誘電体２２，３２としては、例えば、アルミナ、窒化珪素等のセラミックス、あるいは、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス等のガラスライニング材等が挙げられる。この中では、セラミックスを溶射したものやガラスライニングにより設けたものが好ましい。特にアルミナを溶射して設けた誘電体２２，３２が好ましい。
【０１００】
または、大電力に耐えうる仕様の一つとして、誘電体２２，３２の空隙率が１０体積％以下、好ましくは８体積％以下であることで、好ましくは０体積％を越えて５体積％以下である。また、大電力に耐えうる別の好ましい仕様としては、誘電体２２，３２の厚みが０．５〜２ｍｍであることである。この膜厚変動は、５％以下であることが望ましく、好ましくは３％以下、更に好ましくは１％以下である。
【０１０１】
次に、本実施形態の薄膜形成装置１の作用について説明する。
先ず、薄膜形成の開始に伴って、制御装置４０は、吸引ポンプ１６及びカス用吸引部１７を駆動させてから、ガス調整部９２及び無原料ガス調整部１２を制御し、ガス供給部８から放電空間Ｈにガス及び無原料ガスを供給する。第１ガス噴出口８４から噴出されたガスは、前後左右を無原料ガスで遮られた状態で上下方向に沿いながら放電空間Ｈまで案内される。この際、制御装置４０は、ガス及び無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等となるように、ガス調整部９２及び無原料ガス調整部１２を制御する。レイノルズ数は、代表速度、代表長さ、動粘性係数の関数であるが、ガス及び無原料ガスの代表長さ（第１ガス噴出口８４、第２ガス噴出口８５ａ、第３ガス噴出口８５ｂの口径）は固定されているために、制御装置４０は、ガス調整部９２及び無原料ガス調整部１２を制御して、ガス及び無原料ガスの流量や流速、ガス組成、濃度などを調整することで、代表速度や動粘性係数を変化させて、ガス及び無原料ガスのレイノルズ数をほぼ同等としている。ここで、レイノルズ数がほぼ同等とは、ガスが無原料ガスによって放電空間Ｈまで案内される際に、ガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れない値のことであり、実験やシミュレーション等により最適な範囲が求められていることが好ましい。
【０１０２】
さらに、制御装置４０は、ガス及び無原料ガスのレイノルズ数が同等となる流量及び流速から、ガス供給部８の噴出量を算出し、その噴出量よりも吸引部１３の吸引量の方を大きく設定している。
【０１０３】
そして、放電空間Ｈにガスが供給されると、制御装置４０は、基材用巻取ローラ７４の駆動源４２と、支持体用巻取ローラ７５の駆動源４３とを制御して、基材５及び支持体６を搬送させる。
【０１０４】
基材５及び支持体６の搬送が開始されると、制御装置４０は、電源４をＯＮにする。これにより、一方の電極２には、周波数ω１、電界強度Ｖ１、電流Ｉ１の第１高周波電界が印加され、他方の電極３には、周波数ω２、電界強度Ｖ２、電流Ｉ２の第２高周波電界が印加される。ここで、周波数ω１より周波数ω２の方が高く設定されている。
【０１０５】
具体的には、周波数ω１は、２００ｋＨｚ以下であることが好ましく、下限は１ｋＨｚである。この電界波形としては、連続波でもパルス波でもよい。一方、周波数ω２は、８００ｋＨｚ以上であることが好ましく、高ければ高いほどプラズマ密度が高くなるものの、上限は２００ＭＨｚ程度である。
【０１０６】
また、電極間に放電ガスを供給し、この電極間の電界強度を増大させていき、放電が始まる電界強度を放電開始電界強度ＩＶと定義すると、電界強度Ｖ１、Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係は、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすように設定されている。例えば、放電ガスを窒素とした場合には、その放電開始電界強度ＩＶは３．７ｋＶ／ｍｍ程度であるので、上記の関係により電界強度Ｖ１を、Ｖ１≧３．７ｋＶ／ｍｍ、電界強度Ｖ２を、Ｖ２＜３．７ｋＶ／ｍｍとして印加すると、窒素ガスを励起し、プラズマ状態にすることができる。
【０１０７】
そして、電流Ｉ１、Ｉ２の関係はＩ１＜Ｉ２となることが好ましい。第１高周波電界の電流Ｉ１は、好ましくは０．３ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは１．０ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2である。また、第２高周波電界の電流Ｉ２は、好ましくは１０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは２０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2である。
【０１０８】
このように、一方の電極２による第１高周波電界及び他方の電極３による第２高周波電界が発生されると、放電空間Ｈには、第１高周波電解と第２高周波電界とが重畳された高周波電界が発生して、ガスと反応し放電プラズマが発生する。基材５及び支持体６は、放電空間Ｈに進入する以前に、粘着剤６１によって密着されていて、さらに電極２，３の放電面２ａ，３ａに連続する放電面２ａ，３ａ以外の表面（一方の電極２の上面や、他方の電極３の下面）に密着されるために、放電面２ａ，３ａ以外の表面によって支えられた状態でプラズマ空間に進入する。これにより、基材５及び支持体６が熱影響を受けたとしても均されるため、皺やツレが発生することを防止できる。
【０１０９】
さらに、一対の電極２，３は、それぞれ温度調節装置４４によってその表面温度が制御されているために、基材５及び支持体６が放電空間Ｈに進入する以前に、放電面２ａ，３ａ以外の表面によって予め加熱されることとなる。このため、放電空間Ｈに基材５及び支持体６が進入したとしても急激かつ過剰に熱影響を受けることを防止でき、放電プラズマの熱による収縮を抑えることができる。したがって、基材５及び支持体６に皺やツレが発生することを、さらに防止することができる。特に、電極２、３においては、基材５及び支持体６が放電空間Ｈに進入する以前に接触する、放電面２ａ，３ａ以外の表面が所定の面積を確保しているので、放電面２ａ，３ａに至るまでに、基材５及び支持体６を加熱することができ、放電空間Ｈに進入することによる急激な加熱を緩和でき、皺やツレの発生をさらに抑制できる。
そして、薄膜が形成された基材５は、基材用巻取ローラ７４によって巻き取られ、支持体６も基材５から剥離して支持体用巻取ローラ７５によって巻き取られる。
【０１１０】
以上のように、この第１の実施の形態の薄膜形成装置１によれば、一対の第２ガス噴出口８５ａが、一対の電極２，３の軸方向に沿って第１ガス噴出口８４を挟むように配置されているので、ガスを無原料ガスによって挟んだ状態でガス供給部８から放電空間Ｈまで案内できる。このように、ガスが無原料ガスで挟まれていれば、無原料ガスによって遮られて、無原料ガスの外側へ流出することを防止できる。特に、一対の第２ガス噴出口８４の間隔（図５におけるＴ３）が放電空間Ｈの間隔（図５におけるＴ２）よりも狭められていれば、ガスが放電空間Ｈ外に流出しにくくなり、確実に放電空間Ｈ内に案内されることになる。
また、一対の第３ガス噴出口８５ｂのそれぞれが、第１ガス噴出口８４の両端部よりも外側に配置されているので、前後方向に対してもガスを無原料ガスが挟んだ状態でガス供給部８から放電空間Ｈまで案内できる。したがって、第１ガス噴出口８４の両端部から放電空間Ｈ外へ流出するガスを低減することができる。
このように、第１ガス噴出口８４、第２ガス噴出口８５ａ、第３ガス噴出口８５ｂを備えた案内手段により、薄膜形成ガスを含有するガスが放電空間Ｈに導かれると、活性化以前のガスは無原料ガスによって遮られて基材５に接しない。つまり、活性化後のガスが基材５に触れる前に、活性化以前のガスが基材５に接してしまうことを防止できる。したがって、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材５に付着することを防止でき、結果均一で良質な薄膜形成が可能となる。
【０１１１】
また、ガス及び無原料ガスの噴出方向が、互いに平行であるので、ガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れることを抑制し、前記ガスが無原料ガスの外側へ流出することをより確実に防止できる。そして、放電空間Ｈは、一対の電極２，３の軸方向に沿って延在しているために、上述したようにガス及び無原料ガスの噴出方向が軸方向に対して直交する方向であれば、ガスを放電空間Ｈの全長にわたって確実に案内することができる。
また、吸引部１３が、放電空間Ｈを通過したガスを吸引するので、放電空間Ｈを通過したガスによって装置内部が汚れることを防止できる。特に、吸引部１３の吸引量が、ガス供給部８の噴出量よりも大きく設定されていれば、放電空間Ｈを通過したガスを常に吸引でき、放電空間Ｈ外へとガスが流出することを確実に防止することができる。
さらに、一対の電極２，３の間隔（図５におけるＴ２）よりもガス供給部８と一対の電極２，３との間隔（図５におけるＴ１）の方が狭いので、ガス供給部８から放電空間Ｈまでの距離を短くすることができ、ガス供給部８から噴出されたガスの流れが、例え乱れたとしてもその影響が大きくなる前にガスを放電空間Ｈ内に収めることができる。
【０１１２】
また、高周波電界が、第１高周波電界及び第２高周波電界を重畳したものであり、第１高周波電界の周波数ω１より第２高周波電界の周波数ω２が高く、第１高周波電界の電界強度Ｖ１、第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たしているので、窒素等の安価なガスを用いた場合においても、薄膜形成可能な放電を起こし、高品位な薄膜形成に必要な高密度プラズマを発生することができる。
また、本実施形態によれば、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で製膜が行われているので、真空で製膜を行う場合に比べて、高速製膜が可能となるとともに連続生産が可能となる。そして、真空にするための装置等も必要でないために、設備費を削減できる。
【０１１３】
なお、本発明は上記第１の実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。以下の説明において、第１の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
例えば、第１の実施の形態に係る薄膜形成装置１では、一対の電極２，３として略角柱状の棒状電極を用いた場合を例示して説明したが、例えば図８に示すように一対の電極をそれぞれロール電極２５，３５としてもよい。この一対のロール電極２５，３５は回転自在であるために、支持体６の搬送に伴って回転するようになっている。
【０１１４】
また、例えば図９に示すように、一対の電極をそれぞれ環状のベルト電極２６，３６としてもよい。具体的に図９を参照にして説明すると、一対のベルト電極２６，３６は、それぞれ一対のローラ５０，５１によって放電空間Ｈを空けるように間隔を空けて張設されている。このローラ５０，５１のうち、一方のローラ５０が回転駆動し、他方のローラ５１が回転自在に設けられており、一方のローラ５０が回転すれば、ベルト電極２６，３６及び他方のローラ５１も回転するようになっている。ベルト電極２６，３６が回転すれば、支持体６及び基材５はベルト電極２６，３６の放電空間Ｈ側の表面（放電面２６ａ，３６ａ）に沿って搬送されるために、基材５の表面上に薄膜が形成されることになる。
【０１１５】
さらに、例えば図１０に示すように、一対の電極２，３が略角柱状の棒状電極であっても、それぞれの電極２，３の放電面２ａ，３ａに接しながら、支持体６及び基材５を搬送する環状の搬送ベルト５２を設けてもよい。具体的に図１０を参照にして説明すると、この環状の搬送ベルト５２は、それぞれの電極２，３の上下方向に配置された一対のローラ５０，５１によって、電極２，３の放電面２ａ，３ａに接触するように張設されている。つまり、一方のローラ５０が回転すれば、搬送ベルト５２及び他方のローラ５１も回転するようになっている。搬送ベルト５２が回転すれば、支持体６及び基材５は搬送ベルト５２の放電空間Ｈ側の表面に沿って搬送されながら、一対の電極２，３を通過することになる。これにより、基材５の表面上に薄膜が形成されることになる。
【０１１６】
［第２の実施の形態］
以下、第２の実施の形態に係る薄膜形成装置について図１１を参照に説明する。図１１は第２の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す正面図である。上記した第１の実施の形態に係る薄膜形成装置１においては、フィルム状の基材５に対して製膜を行う場合を例示して説明したが、この第２の実施の形態では、板状の基材に対して製膜を行う場合について説明する。以下の説明において、第１の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
【０１１７】
この第２の実施の形態に係る薄膜形成装置１００には、図１１に示すように、ガス供給部８に対して相対的に上下動する一対の電極２，３が所定の間隔を空けて配置されている。そして、ガス供給部８における一対の電極２，３を挟んで反対側には、吸引部１３が配置されている。また、薄膜形成装置１００には、一対の電極２，３からなる放電空間Ｈ１内で、例えば、ガラスからなる板状の基材５Ａを、少なくとも一方の電極２，３に沿うように保持する保持機構（図示省略）が設けられている。
【０１１８】
保持機構は、例えば養生シートからなる板状の支持体６Ｂを、基材５Ａ及び電極２，３に密着させるように基材５Ａ及び電極２，３の間に介在させて、基材５Ａと一緒に保持するようになっている。支持体６Ｂの表面上には粘着剤６１Ｂが塗布されているために、この粘着剤６１Ｂにより支持体６Ｂと基材５Ａとが密着されている。ここで、保持機構は、基材５Ａ及び支持体６Ｂを、ガス供給部８に対して相対的に移動しないように保持している。つまり、一対の電極２，３が支持体６Ｂに接触した状態で上下動すると、基材５Ａ及び支持体６Ｂに対して相対的に上下動することになり、それに伴って放電空間Ｈ１も上下動する。ガス供給部８からガスを供給させながら、一対の電極２，３に電界を印加させて、一対の電極２，３を基材５の上端から下端まで移動させれば、基材５Ａの全面にわたって薄膜を形成することができる。このように放電空間Ｈ１を上下動させたとしても、放電空間Ｈ１内の支持体６Ｂ及び基材５Ａは粘着剤６１Ｂによって固定されているために、熱影響を抑制して皺やツレの発生をさらに防止することができる。
【０１１９】
［第３の実施の形態］
以下、第３の実施の形態に係る薄膜形成装置について図１２を参照に説明する。図１２は第３の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す斜視図である。上記した第１及び第２の実施の形態に係る薄膜形成装置１，１００においては、ガス供給部８が下方に向けてガス及び無原料ガスを噴出する場合を例示して説明したが、この第３の実施の形態では、ガス供給部が上方に向けてガス及び無原料ガスを噴出する場合について説明する。以下の説明において、第１の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
【０１２０】
この第３の実施の形態に係る薄膜形成装置２００には、図１２に示す通りガス供給部１８が、ガス及び無原料ガスを上方に向けて噴出するように、放電空間Ｈの下方に配置されている。ガス供給部１８の上面には、ガスを噴出する第１ガス噴出口１８４と、第１ガス噴出口１８４に対して平行で無原料ガスを噴出する無原料ガス噴出口１８５とが形成されている。図１３は、第１ガス噴出口１８４及び無原料ガス噴出口１８５の配置例を表す上視図である。この図１３に示す通り、一対の無原料ガス噴出口１８５は、第１ガス噴出口１８４を挟むように前後方向に沿って配置されている。つまり、本実施形態では無原料ガス噴出口１８５が、本発明に係る第２ガス噴出口であるために、ガスは無原料ガスに挟まれながらガス供給部１８から上方に向かって放電空間Ｈまで案内されることになる（図１２のＧ１がガスの経路であり、Ｇ２が無原料ガスの経路である。）。
【０１２１】
なお、第１の実施の形態で例示したガス供給部８及び第３の実施の形態で例示したガス供給部１８では、第１ガス噴出口８４，１８４の全周が無原料ガス噴出口８５，１８５によって囲われていないが、例えば図１４に示すガス供給部２８の通り、第１ガス噴出口２８４を囲うように無原料ガス噴出口２８５を配置しても構わない。ここで、無原料ガス噴出口２８５のうち、前後方向に沿って延在する部分が本発明に係る第２ガス噴出口２８５ａであり、左右方向に沿って延在する部分が本発明に係る第３ガス噴出口２８５ｂである。このように、一対の第２ガス噴出口２８５ａと一対の第３ガス噴出口２８５ｂとが、第１ガス噴出口２８４を囲うように連続しているので、第１ガス噴出口２８４から噴出されたガスを無原料ガスにより囲んだ状態で放電空間Ｈまで案内できる。したがって、ガスを放電空間Ｈ外へ漏らさずに放電空間Ｈまで案内することができる。
【０１２２】
［第４の実施の形態］
以下、第４の実施の形態に係る薄膜形成装置について図１５を参照に説明する。図１５は第４の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。上記した第１の実施の形態に係る薄膜形成装置１においては、ガス供給部８が、一対の電極２，３の間隔の外部から放電空間Ｈに向かってガス及び無原料ガスを噴出する場合を例示して説明したが、この第４の実施の形態では、ガス供給部が、一対の電極の間隔の内部から放電空間Ｈに向かってガス及び無原料ガスを噴出する場合を例示して説明する。以下の説明において、第１の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
【０１２３】
図１５に示す通り、この第４の実施の形態の薄膜形成装置３００に備わるガス供給部３８は、その先端部３８１が一対の電極２，３の間隔の内部に向かって細くなるように延出している。この先端部３８１の先端面には、第１ガス噴出口８４、無原料ガス噴出口８５が形成されている。そして、この先端部３８１の表面には、絶縁性材料がコーティングされているので、先端部３８１の表面が絶縁性を有することになる。これによって、先端部３８１が放電プラズマの発生領域に進入したとしても、放電プラズマがガス供給部３８に導通することなく、放電プラズマを安定させることが可能になる。
【０１２４】
ここで、本実施形態では、搬送装置７によって基材５がガス供給部３８に接触するように基材５及び支持体６は搬送されているが、この接触による基材５のキズを防止するために、ガス供給部３８の基材５が接触する部分には、回転自在なガイドローラ３８２が設けられている。このガイドローラ３８２は、基材５の搬送及び接触に伴う回転により、基材５に対する擦れを抑制し、基材５のキズを防止している。
また、ガス供給部３８と基材５とが接触しているために、基材５によってガス供給部３８と一対の電極２，３の間隔とが閉塞されて、ガス供給部３８から噴出されたガス及び無原料ガスが外部に漏れることを防止している。
【０１２５】
［第５の実施の形態］
以下、第５の実施の形態に係る薄膜形成装置について図１６を参照に説明する。図１６は第５の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。上記した第１〜第４の実施の形態に係る薄膜形成装置１，１００，２００，３００においては、ガスを無原料ガスで案内して、ガスの放電空間Ｈ外への流出を防止する場合について説明したが、この第５の実施の形態では、無原料ガスではなく、案内部材によってガスを案内して、ガスの放電空間Ｈ外への流出を防止する場合について説明する。以下の説明において、第１の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
【０１２６】
図１６に示す通り、この第５の実施の形態の薄膜形成装置４００には、ロール電極からなる一対の電極４０２，４０３が間隔を空けて対向するように配置されている。この間隔の上方には、当該間隔に向けてガスを噴出するガス供給部４８が配置されている。
ガス供給部４８の先端部には、ガスを噴出するための第１ガス噴出口４８１が、前後方向に沿うように形成されている。また、ガス供給部４８の先端部には、上下方向に延在する一対の案内部材４１０，４１１が、第１ガス噴出口４８１の全長にわたって第１ガス噴出口４８１を挟むように配置されている。この案内部材４１０，４１１は、その先端が一対の電極４０２，４０３により発生した放電空間Ｈ２内に少なくとも進入する長さに形成されている。すなわち、ガス供給部４８によって第１ガス噴出口４８１からガスが噴出されると、当該ガスは一対の案内部材４１０，４１１で案内されて放電空間Ｈ２に到達する。放電空間Ｈ２に到達するまでの間、ガスは案内部材４１０，４１１によって外部への流出が遮られているので、活性化後のガスが基材５に触れる前に、活性化以前のガスが基材５に接してしまうことを防止できる。したがって、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材５に付着することを防止でき、結果均一で良質な薄膜形成が可能となる。
【０１２７】
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、第１〜第５の実施の形態では、搬送装置７が支持体６及び基材５を密着させて搬送させる場合を例示して説明したが、支持体を省略して基材５のみを搬送させる構成であっても構わない。こうした場合、搬送時においては基材５と電極２，３とが擦れて、基材５にキズが生じるおそれがあるが、電極２，３の角部２３，３３が円弧状に形成されているためにキズの発生は抑えられることになる。さらには、表面の滑りを向上させる物質を電極２，３にコーティングして、そのキズを防止することが好ましい。表面の滑りを向上させる物質には、例えばテフロン（登録商標）やフッ素化合物などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】第１の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す正面図である。
【図２】図１の薄膜形成装置に備わる電極の概略構成を表す斜視図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１の薄膜形成装置に備わるガス供給部を表す斜視図である。
【図５】図４のガス供給部の断面図である。
【図６】図４のガス供給部の先端面を表す下視図である。
【図７】図１の薄膜形成装置における主制御構成を表すブロック図である。
【図８】図１の薄膜形成装置の電極の変形例を表す正面図である。
【図９】図８の電極の変形例を表す正面図である。
【図１０】図８の電極の変形例を表す正面図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表すの正面図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す斜視図である。
【図１３】図１２のガス供給部に備わる第１ガス噴出口及び無原料ガス噴出口の配置例を表す上視図である。
【図１４】図１４の第１ガス噴出口及び無原料ガス噴出口の配置例を表す上視図である。
【図１５】第４の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。
【図１６】第５の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 薄膜形成装置
２ 電極
３ 電極
５ 基材
６ 支持体
７ 搬送装置（保持機構）
８ ガス供給部
１３ 吸引部
８４ 第１ガス噴出口
８５ 無原料ガス噴出口
８５ａ 第２ガス噴出口
８５ｂ 第３ガス噴出口
Ｈ 放電空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜形成装置及び薄膜形成方法に係り、特に、大気圧プラズマ放電処理を用いて薄膜を基材上に形成する薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＳＩ、半導体、表示デバイス、磁気記録デバイス、光電変換デバイス、太陽電池、ジョセフソンデバイス、光熱変換デバイス等の各種製品には、基材上に高性能性の薄膜を設けた材料が用いられている。薄膜を基材上に形成する手法には、塗布に代表される湿式製膜方法や、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に代表される乾式製膜方法、あるいは大気圧プラズマ放電処理を利用した大気圧プラズマ製膜方法等が挙げられるが、近年では、高い生産性を維持しつつ高品質な薄膜を形成できる大気圧プラズマ製膜方法の使用が特に望まれている。
【０００３】
大気圧プラズマ製膜方法は、対向する電極間に基材を配置させた状態で、薄膜形成ガスを供給し、両電極に電界を印加する。これにより、放電プラズマが発生し、基材を放電プラズマに晒すことで薄膜が形成される。大気圧プラズマ製膜方法を実現する薄膜形成装置として、例えば、特許文献１に記載される薄膜形成装置が挙げられる。この薄膜形成装置には、対向する２つの電極と、これらの電極に電界を印加する電源と、２つの電極の放電面に対して、それぞれ基材を密着するように搬送するフィルム用搬送装置と、電極間に薄膜形成ガスを供給する薄膜形成ガス供給部とが備わっている。そして、この薄膜形成装置は、電極間に薄膜形成ガスを供給してから、電界を印加することにより放電プラズマを発生させて、２つの電極に密着した基材に薄膜を形成するようになっている。
【特許文献１】特開２０００−２１２７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、薄膜形成ガス供給部と電極間とには、少なからず隙間があるために、薄膜形成ガス供給部から噴出された薄膜形成ガスは、その全てが電極間に進入して放電プラズマに晒されるのではなく、前述の隙間から漏れ出て放電プラズマに晒される以前に基材に触れてしまうものもある。薄膜形成ガスには薄膜用の原料が含まれているが、この薄膜形成ガス内の原料が活性化されて基材に付着するのであれば、基材上に薄膜が形成されることになるが、活性化以前に基材に付着してしまうと、その後に活性化された原料が基材に付着したとしても、良質な膜が形成され難かった。
【０００５】
本発明の課題は、活性化前の原料が基材に付着することを防止して、良質な薄膜の形成を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明における薄膜形成装置は、
互いの放電面が対向されて放電空間を形成するように配置され、前記放電空間内に高周波電界を発生させる一対の電極と、
前記放電空間内で基材を保持する保持機構と、
薄膜形成ガスを含有するガスが高周波電界によって活性化されるように前記放電空間に前記ガスを供給し、活性化された前記ガスで前記基材を晒すことで、前記基材の表面上に薄膜を形成するためのガス供給部とを備え、
前記ガス供給部は、活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスを前記放電空間まで案内する案内手段を有していることを特徴としている。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、薄膜形成ガスを含有するガスが案内手段により放電空間に導かれる際、活性化以前の前記ガスが基材に接しないように、案内手段が前記ガスを案内しているので、活性化後の前記ガスが基材に触れる前に、活性化以前のガスが基材に接してしまうことを防止できる。これにより、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材に付着することを防止でき、結果良質な薄膜の形成が可能となる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材を前記電極に密着させて保持することを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、放電空間内で一対の電極のそれぞれに沿うように基材を保持機構が電極に密着させて保持するので、１つの放電空間中で２層分の薄膜を形成することが可能となり、より効率的に薄膜を形成できる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記基材を搬送する搬送装置であることを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、保持機構が基材を搬送する搬送装置であるので、広範囲にわたって薄膜を形成することが可能となる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、前記ガスを噴出する第１ガス噴出口と、前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを噴出する一対の第２ガス噴出口とを有し、
前記一対の第２ガス噴出口は、前記第１ガス噴出口を挟むように、前記一対の電極の軸方向に沿って配置されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、一対の第２ガス噴出口が、一対の電極の軸方向に沿って第１ガス噴出口を挟むように配置されているので、薄膜形成ガスを含有するガスを無原料ガスによって挟んだ状態でガス供給部から放電空間まで案内できる。このように、前記ガスが無原料ガスで挟まれていれば、無原料ガスによって遮られて、無原料ガスの外側へ流出することを防止できる。特に、一対の第２ガス噴出口の間隔が放電空間の間隔よりも狭められていれば、前記ガスが放電空間外に流出しにくくなり、確実に放電空間内に案内されることになる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、
前記無原料ガスを噴出する一対の第３ガス噴出口を有し、
前記一対の第３ガス噴出口は、前記軸方向における前記第１ガス噴出口の両端部よりも外側にそれぞれ配置されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、一対の第３ガス噴出口のそれぞれが、第１ガス噴出口の両端部よりも外側に配置されているので、軸方向に対しても薄膜形成ガスを含有するガスを無原料ガスが挟んだ状態でガス供給部から放電空間まで案内できる。したがって、第１ガス噴出口の両端部から放電空間外へ流出するガスを低減することができる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の薄膜形成装置において、
前記一対の第２ガス噴出口及び前記一対の第３ガス噴出口は、前記第１ガス噴出口を囲うように連続していることを特徴としている。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、一対の第２ガス噴出口及び一対の第３ガス噴出口とが第１ガス噴出口を囲うように連続しているので、第１ガス噴出口から噴出されたガスを無原料ガスにより囲んだ状態で放電空間まで案内できる。したがって、薄膜形成ガスを含んだガスを放電空間外へ漏らさずに放電空間まで案内することができる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴としている。
【００１９】
請求項７記載の発明によれば、前記ガス及び無原料ガスの噴出方向が、互いに平行であるので、薄膜形成ガスを含有するガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れることを抑制し、前記ガスが無原料ガスの外側へ流出することをより確実に防止できる。
また、放電空間は、一対の電極の軸方向に沿って延在しているために、上述したように薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスの噴出方向が軸方向に対して直交する方向であれば、薄膜形成ガスを含有するガスを放電空間の全長にわたって確実に案内することができる。
【００２０】
請求項８記載の発明は、請求項４〜７のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴としている。
【００２１】
請求項８記載の発明によれば、薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であるので、薄膜形成ガスを含有するガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れることを抑制できる。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項４〜８のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴としている。
【００２３】
ここで、例えば、薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスの流路が上下方向に対して傾いていれば、前記ガス及び無原料ガスの流れは放電空間に到達する以前に重力の影響によって乱れてしまう。しかしながら、請求項９記載の発明のように、薄膜形成ガスを含有するガス及び無原料ガスが上下方向に沿いながら放電空間まで案内されれば、重力の影響を低減でき、前記ガス及び無原料ガスの流れが乱れを抑制することができる。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されて、前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部を備え、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴としている。
【００２５】
請求項１０記載の発明によれば、吸引部が、放電空間を通過したガスを吸引するので、放電空間を通過したガスによって装置内部が汚れることを防止できる。特に、吸引部の吸引量が、ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていれば、放電空間を通過したガスを常に吸引でき、放電空間外へとガスが流出することを確実に防止することができる。
【００２６】
請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴としている。
【００２７】
請求項１１記載の発明によれば、一対の電極の間隔よりもガス供給部と一対の電極との間隔の方が狭いので、ガス供給部から放電空間までの距離を短くすることができ、ガス供給部から噴出されたガスの流れが、例え乱れたとしてもその影響が大きくなる前にガスを放電空間内に収めることができる。
【００２８】
請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、少なくとも表面が絶縁性を有していることを特徴としている。
【００２９】
ここで、一対の電極により放電空間内に高周波電界が発生すると、放電プラズマが放電空間外にはみ出るように発生する。案内手段の位置によっては放電プラズマの発生領域内に侵入してしまう場合もあるが、案内手段が導体であるとアースの役目を果たしてしまい、放電プラズマを安定させにくい。このため、請求項１２記載の発明のように少なくとも案内手段の表面が絶縁性を有していれば、放電プラズマが案内手段に導通することなく、放電プラズマを安定させることが可能になる。
【００３０】
請求項１３記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第１高周波電界及び他方の電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴としている。
【００３１】
請求項１３記載の発明によれば、高周波電界が、第１高周波電界及び第２高周波電界を重畳したものであり、第１高周波電界の周波数ω１より第２高周波電界の周波数ω２が高く、第１高周波電界の電界強度Ｖ１、第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たしているので、窒素等の安価なガスを用いた場合においても、薄膜形成可能な放電を起こし、高品位な薄膜形成に必要な高密度プラズマを発生することができる。
【００３２】
請求項１４記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス中には窒素が５０％以上含まれていることを特徴としている。
【００３３】
請求項１４記載の発明によれば、薄膜形成ガスを含有するガス中に窒素が５０％以上含まれているので、他のガスを使用した場合よりも比較的安価にすることができる。
【００３４】
請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴としている。
【００３５】
請求項１５記載の発明によれば、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で製膜を行うことができるので、真空で製膜を行う場合に比べて、高速製膜が可能となるとともに連続生産が可能となる。そして、真空にするための装置等も必要でないために、設備費を削減できる。
【００３６】
請求項１６記載の発明における薄膜形成方法は、
互いの放電面が対向された一対の電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に沿うように基材を前記電極に密着させて保持することで、前記基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する際に、
活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスは前記放電空間まで案内されることを特徴としている。
【００３７】
請求項１６記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００３８】
請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材は前記電極に密着されて保持されていることを特徴としている。
【００３９】
請求項１７記載の発明によれば、請求項２記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４０】
請求項１８記載の発明は、請求項１６又は１７記載の薄膜形成方法において、
前記基材は、前記放電空間を通過するように搬送されることを特徴としている。
【００４１】
請求項１８記載の発明によれば、請求項３記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４２】
請求項１９記載の発明は、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを前記一対の電極のそれぞれに沿って噴出させて、前記ガスを挟んで案内することを特徴としている。
【００４３】
請求項１９記載の発明によれば、請求項４記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４４】
請求項２０記載の発明は、請求項１９記載の薄膜形成方法において、
前記ガスを前記一対の電極の軸方向に対して挟むように、前記無原料ガスを噴出させることを特徴としている。
【００４５】
請求項２０記載の発明によれば、請求項５記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４６】
請求項２１記載の発明は、請求項１９記載の薄膜形成方法において、
前記無原料ガスは前記ガスを囲うように噴出されていることを特徴としている。
【００４７】
請求項２１記載の発明によれば、請求項６記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００４８】
請求項２２記載の発明は、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴としている。
【００４９】
請求項２２記載の発明によれば、請求項７記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５０】
請求項２３記載の発明は、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴としている。
【００５１】
請求項２３記載の発明によれば、請求項８記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５２】
請求項２４記載の発明は、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴としている。
【００５３】
請求項２４記載の発明によれば、請求項９記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５４】
請求項２５記載の発明は、請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部が、前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されていて、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴としている。
【００５５】
請求項２５記載の発明によれば、請求項１０記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５６】
請求項２６記載の発明は、請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴としている。
【００５７】
請求項２６記載の発明によれば、請求項１１記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００５８】
請求項２７記載の発明は、請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部は、少なくとも前記ガスを案内する部分の表面が絶縁性を有していることを特徴としている。
【００５９】
請求項２７記載の発明によれば、請求項１２記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００６０】
請求項２８記載の発明は、請求項１６〜２７のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第１高周波電界及び他方の電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴としている。
【００６１】
請求項２８記載の発明によれば、請求項１３記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００６２】
請求項２９記載の発明は、請求項１６〜２８のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス中には窒素が５０％以上含まれていることを特徴としている。
【００６３】
請求項２９記載の発明によれば、請求項１４記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【００６４】
請求項３０記載の発明は、請求項１６〜２９のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴としている。
【００６５】
請求項３０記載の発明によれば、請求項１５記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００６６】
本発明によれば、活性化後の前記ガスが基材に触れる前に、活性化以前のガスが基材に接してしまうことを防止できる。これにより、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材に付着することを防止でき、結果良質な薄膜の形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
［第１の実施の形態］
以下、添付図面を参照しつつ本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、薄膜形成装置１の概略構成を表す正面図である。
【００６８】
この薄膜形成装置１は、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で、放電プラズマを発生させることによって基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置である。薄膜形成装置１には、図１に示す通り、放電プラズマを発生させるための一対の電極２，３が間隔を空けて対向するように前後方向に沿って固定されている。この間隔が、上下方向で開放された放電空間Ｈとなり、この放電空間Ｈを成す電極２，３の対向する面をそれぞれ放電面２ａ，３ａとする。
【００６９】
図２は、電極２，３の概略構成を表す斜視図である。図２に示すように、電極２，３には、導電性の金属質母材２１，３１の表面に誘電体２２，３２が被覆された棒状電極である。電極２，３の角部２３，３３は、電極２，３の表面を滑らかに連続させるために円弧状に形成されている。つまり、電極２，３の放電面２ａ，３ａと、放電面２ａ，３ａに連なる放電面２ａ，３ａ以外の表面とは角部２３，３３によって滑らかに連続されることになる。そして、電極２，３には、図１に示すように電源４が接続されている。
【００７０】
薄膜形成装置１には、図１に示すように、基材５と当該基材５を支持する支持体６とを、少なくとも放電空間Ｈ内で保持されるように重ねて搬送する搬送装置（保持機構）７が設けられている。
搬送装置７について具体的に説明すると、一方の電極２の外側（図１の左側）上方には、基材５の元巻を回転自在に保持する基材用保持ローラ７１が、電極２，３と平行となるように配置されている。この基材用保持ローラ７１と電極２との上下方向における間には、支持体６の元巻を回転自在に保持する支持体用保持ローラ７２が基材用保持ローラ７１に対して平行になるように配置されている。支持体用保持ローラ７２に保持される支持体６にはその表面上に再剥離性を有する粘着剤６１（図３参照）が塗布されている。
基材用保持ローラ７１及び支持体用保持ローラ７２と、一方の電極２との間には、基材５及び支持体６を一方の電極２まで案内する第１ガイドローラ７３が、一方の電極２の右上端部と、支持体用保持ローラ７２から支持体６が引き出される部分とを結ぶ線（図１における補助線Ｓ１）よりも下方に配置されている。これにより、支持体用保持ローラ７２から引き出された支持体６が、基材用保持ローラ７１から引き出された基材５の裏面に粘着剤６１を介して密着してから、電極２の上面（図１における点Ｐ１）に接触することになる。
【００７１】
また、一対の電極２，３の下方には、一方の電極２に沿って放電空間Ｈを通過した基材５及び支持体６を密着させたまま、他方の電極３に案内する案内路（図示省略）が形成されている。案内路は、基材５及び支持体６のうち、支持体６が他方の電極３の下面（図１における点Ｐ２）に接触するように形成されている。
【００７２】
そして、他方の電極３の外側（図１の右側）上方には、基材５を巻き取る基材用巻取ローラ７４が、電極２，３に平行となるように配置されている。この基材用巻取ローラ７４と電極３との上下方向における間には、支持体６を巻き取る支持体用巻取ローラ７５が基材用巻取ローラ７４に対して平行になるように配置されている。基材用巻取ローラ７４及び支持体用巻取ローラ７５と、他方の電極３との間には、基材５及び支持体６をそれぞれ基材用巻取ローラ７４、支持体用巻取ローラ７５に案内する第２ガイドローラ７６が、他方の電極３の左端部と、基材用巻取ローラ７４に支持体６が巻き取られ始める部分とを結ぶ線（図１における補助線Ｓ２）よりも下方に配置されている。
【００７３】
つまり、搬送装置７は、基材用巻取ローラ７４及び支持体用巻取ローラ７５が回転することによって、基材５及び支持体６のそれぞれを基材用保持ローラ７１及び支持体用保持ローラ７２から引き出すようになっている。引き出された基材５及び支持体６は、第１ガイドローラ７３で粘着剤６１により密着し、一方の電極２の上面、放電面２ａ、下面の順に電極２に沿い、案内路を介して、他方の電極３の下面、放電面３ａ、上面の順に電極３に沿ってから、電極３から離間して、第２ガイドローラ７６で互いに剥離し、それぞれ基材用巻取ローラ７４及び支持体用巻取ローラ７５に巻き取られるようになっている。
【００７４】
図３は、図１におけるＡ−Ａ断面図であり、放電空間Ｈ内における電極２，３、基材５、支持体６の位置関係を表している。この図３に示すように、放電空間Ｈ内においては、支持体６が電極２，３と基材５との間に介在されていて、なおかつ支持体６と基材５とが粘着剤６１を介して密着されて固定されることになる。
【００７５】
また、図１に示すように放電空間Ｈの上方には、薄膜形成ガスを含有するガスを放電空間Ｈに供給するガス供給部８が設けられている。このガス供給部８には、薄膜形成ガスを含有するガスを貯留する第１ガスタンク９が、配管９１及びガス調整部９２（図６参照）を介して接続されているとともに、薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを貯留する第２ガスタンク１０が、配管１１及び無原料ガス調整部１２（図６参照）を介して接続されている。ここで、ガス調整部９２及び無原料ガス調整部１２は、配管９１，１１内部を流れるガス及び無原料ガスの流量や流速、ガス組成、濃度などを調整するものである。
【００７６】
図４は、ガス供給部８を表す斜視図であり、図５はガス供給部８の断面図である。図４に示すように、ガス供給部８の後端部中央には、配管９１が連結されるガス管８１が設けられている。また、ガス供給部８の後端部には、配管１１が連結される４つの無原料ガス用ガス管８２が、それぞれガス管８１の前後左右に配置されている。
【００７７】
また、ガス供給部８の内部には、ガス管８１及び各無原料ガス用ガス管８２から流入するガス及び無原料ガスの流路を形成する４枚の仕切板８３が設けられている。４枚の仕切板８３のうち、２枚の仕切板８３は、前後に位置する無原料ガス用ガス管８２と、左右に位置する無原料ガス用ガス管８２及びガス管８１との間で、上下左右方向に沿うように配置されている。これら２枚の仕切板８３にわたって、残りの２枚の仕切板８３が、左右に位置する無原料ガス用ガス管８２とガス管８１との間で、上下前後方向に沿うように配置されている（図５参照）。これらの仕切板８３によって、ガス供給部８の先端の開口が分割されている。
【００７８】
図６はガス供給部８の先端面を表す下視図である。この図６に示すように、分割された開口のうち、ガスを噴出する開口を第１ガス噴出口８４、無原料ガスを噴出する開口を無原料ガス噴出口８５とすると、第１ガス噴出口８４は各無原料ガス噴出口８５によって前後左右が囲まれることになる。複数の無原料ガス噴出口８５のうち、第１ガス噴出口８４を挟むように前後方向（一対の電極２，３の軸方向）に沿って配置される無原料ガス噴出口８５が、本発明に係る第２ガス噴出口８５ａであり、前後方向における第１ガス噴出口８４の外側に配置される無原料ガス噴出口８５が、本発明に係る第３ガス噴出口８５ｂである。これにより、ガス管８１及び各無原料ガス用ガス管８２から流入したガス及び無原料ガスを個別に噴出するようになっている。
第１ガス噴出口８４と第２ガス噴出口８５ａとは左右方向に対して平行となるように配置されているために、第１ガス噴出口８４から噴出されるガスの噴出方向と、第２ガス噴出口８５ａから噴出される無原料ガスの噴出方向とが平行になる。また、第１ガス噴出口８４と第３ガス噴出口８５ｂとは前後方向に対して平行となるように配置されているために、第１ガス噴出口８４から噴出されるガスの噴出方向と、第２ガス噴出口８５ａから噴出される無原料ガスの噴出方向とが平行になる。
【００７９】
そして、図５に示すように、ガス供給部８の内部では、ガス及び無原料ガスの流路が、電極２，３の軸方向（前後方向）に対して直交する方向（上下方向）に沿っているために、ガス及び無原料ガスの噴出方向は上下方向に沿うことになる。このように、第１ガス噴出口８４から噴出されたガスは、前後左右を無原料ガスで遮られた状態で上下方向に沿いながら放電空間Ｈまで案内されるようになっている。すなわち、第１ガス噴出口８４、第２ガス噴出口８５ａ及び第３ガス噴出口８５ｂが本発明に係る案内手段である。ここで、ガス及び無原料ガスの流路が上下方向に対して傾いていれば、ガス及び無原料ガスの流れは放電空間Ｈに到達する以前に重力の影響を受けて乱れてしまう。しかしながら、上記したように、ガス及び無原料ガスが案内手段によって上下方向に沿いながら放電空間Ｈまで案内されれば、重力の影響を低減でき、前記ガス及び無原料ガスの流れが乱れを抑制することができる。
【００８０】
そして、ガス供給部８は、ガス供給部８と一対の電極２，３との間隔（図５におけるＴ１）が、一対の電極２，３の間隔（図５におけるＴ２）よりも狭くなるように、配置されている。
【００８１】
また、図１に示すように放電空間Ｈの下方には、放電空間Ｈから流出したガス及び無原料ガスを吸引する吸引部１３が設けられている。この吸引部１３には、放電空間Ｈにわたって延在する吸引口部１４が備えられており、この吸引口部１４には配管１５を介して吸引ポンプ１６が接続されている。
【００８２】
そして、一対の電極２，３の放電面２ａ，３ａの反対側には、支持体６が電極２，３に接触することで発生した削りカスを吸引する複数のカス用吸引部１７が、支持体６と電極２，３の接点付近を吸引するように配置されている。
【００８３】
図７は、薄膜形成装置１における主制御構成を表すブロック図である。この図７に示すように、薄膜形成装置１には、各駆動部を制御する制御装置４０が設けられている。制御装置４０には、電極２，３の温度を調節する温度調節装置４４、記憶部４１、電源４、ガス調整部９２、無原料ガス調整部１２、吸引ポンプ１６、カス用吸引部１７、基材用巻取ローラ７４の駆動源４２、支持体用巻取ローラ７５の駆動源４３、が電気的に接続されている。なお、制御装置４０には、これら以外にも薄膜形成装置１の各駆動部などが接続されている。そして、制御装置４０は、記憶部４１中に書き込まれている制御プログラムや制御データに従い各種機器を制御するようになっている。
【００８４】
ガス供給部８から供給されるのは薄膜形成ガスを含有するガスと、薄膜形成ガスを含まない無原料ガスである。
前記ガスは、薄膜形成可能なグロー放電を起こすことのできる放電ガスと、薄膜の原料を含有する薄膜形成ガスとが混合されたものである。
放電ガスとしては、窒素、希ガス、空気、水素ガス、酸素などがあり、これらを単独で放電ガスとして用いても、混合して用いてもかまわない。本実施形態では、比較的安価な窒素を用いている。ここで薄膜形成ガスと混合した際に、窒素の濃度が５０％以上になることが好ましい。さらに窒素に混合させるガスとして希ガスを使用した場合には、放電ガスの５０％未満を含有させることが好ましい。
【００８５】
薄膜形成ガスに含まれる原料としては、例えば、有機金属化合物、ハロゲン金属化合物、金属水素化合物等が挙げられる。
有機金属化合物としては、以下の一般式（Ｉ）で示すものが好ましい。
一般式（Ｉ） Ｒ１ｘＭＲ２ｙＲ３ｚ式中、Ｍは金属、Ｒ１はアルキル基、Ｒ２はアルコキシ基、Ｒ３はβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基であり、金属Ｍの価数をｍとした場合、ｘ＋ｙ＋ｚ＝ｍであり、ｘ＝０〜ｍ、またはｘ＝０〜ｍ−１であり、ｙ＝０〜ｍ、ｚ＝０〜ｍで、いずれも０または正の整数である。Ｒ１のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。Ｒ２のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、３，３，３−トリフルオロプロポキシ基等が挙げられる。またアルキル基の水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。Ｒ３のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基としては、β−ジケトン錯体基として、例えば、２，４−ペンタンジオン（アセチルアセトンあるいはアセトアセトンともいう）、１，１，１，５，５，５−ヘキサメチル−２，４−ペンタンジオン、２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン、１，１，１−トリフルオロ−２，４−ペンタンジオン等が挙げられ、β−ケトカルボン酸エステル錯体基として、例えば、アセト酢酸メチルエステル、アセト酢酸エチルエステル、アセト酢酸プロピルエステル、トリメチルアセト酢酸エチル、トリフルオロアセト酢酸メチル等が挙げられ、β−ケトカルボン酸として、例えば、アセト酢酸、トリメチルアセト酢酸等が挙げられ、またケトオキシとして、例えば、アセトオキシ基（またはアセトキシ基）、プロピオニルオキシ基、ブチリロキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等が挙げられる。これらの基の炭素原子数は、上記例有機金属化合物を含んで、１８以下が好ましい。また例示にもあるように直鎖または分岐のもの、また水素原子をフッ素原子に置換したものでもよい。
【００８６】
本発明において取り扱いの問題から、爆発の危険性の少ない有機金属化合物が好ましく、分子内に少なくとも１つ以上の酸素を有する有機金属化合物が好ましい。このようなものとしてＲ２のアルコキシ基を少なくとも１つを含有する有機金属化合物、またＲ３のβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基（ケトオキシ錯体基）から選ばれる基を少なくとも一つ有する有機金属化合物が好ましい。
【００８７】
また、薄膜形成ガスに使用する有機金属化合物、ハロゲン金属化合物、金属水素化合物の金属として、例えば、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等が挙げられる。
【００８８】
無原料ガスとしては、薄膜の原料となる薄膜形成性ガスに含有される化合物を含まないガスが使用される。具体的には、上記した放電ガスや酸素、一酸化炭素、空気などが挙げられる。未原料ガスとして放電ガスを使用した場合には、放電空間Ｈ内で発生する放電プラズマを均一にすることができる。
【００８９】
次に、基材５について説明する。基材５としては、板状、シート状またはフィルム状の平面形状のもの等の薄膜をその表面に形成できるものであれば特に限定はない。基材５が静置状態でも移送状態でもプラズマ状態のガスに晒され、均一の薄膜が形成されるものであれば基材５の形態または材質には制限ない。材質的には、例えばガラス、樹脂、陶器、金属、非金属等様々のものを使用できる。具体的には、ガラス板や、樹脂フィルム、樹脂シート、樹脂板等が挙げられる。
【００９０】
樹脂フィルムは本発明に係る薄膜形成装置１の電極間または電極の近傍を連続的に移送させて透明導電膜を形成することができるので、スパッタリングのような真空系のバッチ式でない、大量生産に向き、連続的な生産性の高い生産方式として好適である。
【００９１】
樹脂からなる基材５の材質としては、例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートプロピオネートまたはセルロースアセテートブチレートのようなセルロースエステル、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのようなポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコールコポリマー、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリメチルアクリレート、アクリレートコポリマー等が挙げられる。
【００９２】
また、本発明に用いられる基材５は、厚さが１０〜１００μｍ、より好ましくは２０〜５０μｍのフィルム状のものが使用されている。
【００９３】
次に、支持体６について説明する。支持体６としては、基材５及び電極２，３の間に介在するようにフィルム状に形成されたものが使用される。ここで、基材５の表面上に均一な製膜を行うには、少なくとも基材５の全体が放電空間Ｈ内に収まっていることが好ましいが、こうしてしまうと基材５の外側にも薄膜の原料が飛散してしまうために、支持体６の幅を、図３に示すように基材５の幅よりも長くすれば、支持体６が基材５の外側まで電極２，３を覆うことになり、原料が電極２，３に付着することを防止でき、好ましい。
また、支持体６の材質は、基材５と同一材質若しくは熱的物性が同等であることが好ましい。これにより、基材５と支持体６との熱変形量が同等となって、熱変形量の異なりによる皺やツレの発生をも低減することができる。
【００９４】
次に、再剥離性を有する粘着剤６１について説明する。粘着剤６１は、基材５及び支持体６が放電空間Ｈ内で放電プラズマに晒されたとしても、その粘着性及び再剥離性が劣化しない耐熱性に優れたものが好ましい。このような粘着剤６１としては例えばアクリル系粘着剤が挙げられる。そして、一般には、支持体６に予め粘着剤６１がコーティングされたものが市販されているので、例えばＰＥＴからなる支持体６に、粘着剤６１としてのアクリル系粘着剤がコーティングされた日東電工（株）製の「耐熱性表面保護接着テープ（型番Ｅ−ＭＡＳＫ ＴＰ３００）」を用いることが好ましい。
【００９５】
次に、電極２，３を形成する金属質母材２１，３１及び誘電体２２，３２について説明する。
金属質母材２１，３１と誘電体２２，３２と組み合わせとしては、両者の間に特性が合うものが好ましく、その一つの特性として、金属質母材２１，３１と誘電体２２，３２との線熱膨張係数の差が１０×１０-6／℃以下となる組み合わせのものである。好ましくは８×１０-6／℃以下、更に好ましくは５×１０-6／℃以下、更に好ましくは２×１０-6／℃以下である。なお、線熱膨張係数とは、周知の材料特有の物性値である。
【００９６】
線熱膨張係数の差が、この範囲にある導電性の金属質母材と誘電体との組み合わせとしては、例えば、１）金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜、２）金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がガラスライニング、３）金属質母材がステンレススティールで、誘電体がセラミックス溶射被膜、４）金属質母材がステンレススティールで、誘電体がガラスライニング、５）金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜、６）金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がガラスライニング、７）金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜、８）金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がガラスライニング、等が挙げられる。線熱膨張係数の差という観点では、上記１）または２）および５）〜８）が好ましく、特に１）が好ましい。
【００９７】
そして、金属質母材２１，３１は、チタンまたはチタン合金が特に有用である。金属質母材２１，３１をチタンまたはチタン合金とし、誘電体２２，３２を上記組み合わせに応じる素材とすることにより、使用中の電極の劣化、特にひび割れ、剥がれ、脱落等がなく、過酷な条件での長時間の使用に耐えることが可能となる。
【００９８】
本発明に有用な電極の金属質母材２１，３１は、チタンを７０質量％以上含有するチタン合金またはチタン金属である。本発明において、チタン合金またはチタン金属中のチタンの含有量は、７０質量％以上であれば、問題なく使用できるが、好ましくは８０質量％以上のチタンを含有しているものが好ましい。本発明に有用なチタン合金またはチタン金属は、工業用純チタン、耐食性チタン、高力チタン等として一般に使用されているものを用いることができる。工業用純チタンとしては、例えばＴＩＡ、ＴＩＢ、ＴＩＣ、ＴＩＤ等が挙げられ、何れも鉄原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、水素原子等を極僅か含有しているものであり、チタンの含有量は９９質量％以上を有している。耐食性チタン合金としては、Ｔ１５ＰＢを好ましく用いることができ、上記含有原子の他に鉛を含有しており、チタン含有量は９８質量％以上である。また、チタン合金としては、鉛を除く上記の原子の他に、例えば、アルミニウムを含有し、その他バナジウムや錫を含有しているＴ６４、Ｔ３２５、Ｔ５２５、ＴＡ３等を好ましく用いることができ、これらのチタン含有量としては、８５質量％以上を含有しているものである。これらのチタン合金またはチタン金属はステンレススティール、例えばＡＩＳＩ３１６に比べて、熱膨張係数が１／２程度小さく、金属質母材２１，３１としてチタン合金またはチタン金属の上に施された誘電体２２，３２との組み合わせがよく、高温、長時間での使用に耐えることができる。
【００９９】
一方、誘電体２２，３２としては、例えば、アルミナ、窒化珪素等のセラミックス、あるいは、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス等のガラスライニング材等が挙げられる。この中では、セラミックスを溶射したものやガラスライニングにより設けたものが好ましい。特にアルミナを溶射して設けた誘電体２２，３２が好ましい。
【０１００】
または、大電力に耐えうる仕様の一つとして、誘電体２２，３２の空隙率が１０体積％以下、好ましくは８体積％以下であることで、好ましくは０体積％を越えて５体積％以下である。また、大電力に耐えうる別の好ましい仕様としては、誘電体２２，３２の厚みが０．５〜２ｍｍであることである。この膜厚変動は、５％以下であることが望ましく、好ましくは３％以下、更に好ましくは１％以下である。
【０１０１】
次に、本実施形態の薄膜形成装置１の作用について説明する。
先ず、薄膜形成の開始に伴って、制御装置４０は、吸引ポンプ１６及びカス用吸引部１７を駆動させてから、ガス調整部９２及び無原料ガス調整部１２を制御し、ガス供給部８から放電空間Ｈにガス及び無原料ガスを供給する。第１ガス噴出口８４から噴出されたガスは、前後左右を無原料ガスで遮られた状態で上下方向に沿いながら放電空間Ｈまで案内される。この際、制御装置４０は、ガス及び無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等となるように、ガス調整部９２及び無原料ガス調整部１２を制御する。レイノルズ数は、代表速度、代表長さ、動粘性係数の関数であるが、ガス及び無原料ガスの代表長さ（第１ガス噴出口８４、第２ガス噴出口８５ａ、第３ガス噴出口８５ｂの口径）は固定されているために、制御装置４０は、ガス調整部９２及び無原料ガス調整部１２を制御して、ガス及び無原料ガスの流量や流速、ガス組成、濃度などを調整することで、代表速度や動粘性係数を変化させて、ガス及び無原料ガスのレイノルズ数をほぼ同等としている。ここで、レイノルズ数がほぼ同等とは、ガスが無原料ガスによって放電空間Ｈまで案内される際に、ガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れない値のことであり、実験やシミュレーション等により最適な範囲が求められていることが好ましい。
【０１０２】
さらに、制御装置４０は、ガス及び無原料ガスのレイノルズ数が同等となる流量及び流速から、ガス供給部８の噴出量を算出し、その噴出量よりも吸引部１３の吸引量の方を大きく設定している。
【０１０３】
そして、放電空間Ｈにガスが供給されると、制御装置４０は、基材用巻取ローラ７４の駆動源４２と、支持体用巻取ローラ７５の駆動源４３とを制御して、基材５及び支持体６を搬送させる。
【０１０４】
基材５及び支持体６の搬送が開始されると、制御装置４０は、電源４をＯＮにする。これにより、一方の電極２には、周波数ω１、電界強度Ｖ１、電流Ｉ１の第１高周波電界が印加され、他方の電極３には、周波数ω２、電界強度Ｖ２、電流Ｉ２の第２高周波電界が印加される。ここで、周波数ω１より周波数ω２の方が高く設定されている。
【０１０５】
具体的には、周波数ω１は、２００ｋＨｚ以下であることが好ましく、下限は１ｋＨｚである。この電界波形としては、連続波でもパルス波でもよい。一方、周波数ω２は、８００ｋＨｚ以上であることが好ましく、高ければ高いほどプラズマ密度が高くなるものの、上限は２００ＭＨｚ程度である。
【０１０６】
また、電極間に放電ガスを供給し、この電極間の電界強度を増大させていき、放電が始まる電界強度を放電開始電界強度ＩＶと定義すると、電界強度Ｖ１、Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係は、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすように設定されている。例えば、放電ガスを窒素とした場合には、その放電開始電界強度ＩＶは３．７ｋＶ／ｍｍ程度であるので、上記の関係により電界強度Ｖ１を、Ｖ１≧３．７ｋＶ／ｍｍ、電界強度Ｖ２を、Ｖ２＜３．７ｋＶ／ｍｍとして印加すると、窒素ガスを励起し、プラズマ状態にすることができる。
【０１０７】
そして、電流Ｉ１、Ｉ２の関係はＩ１＜Ｉ２となることが好ましい。第１高周波電界の電流Ｉ１は、好ましくは０．３ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは１．０ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2である。また、第２高周波電界の電流Ｉ２は、好ましくは１０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは２０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2である。
【０１０８】
このように、一方の電極２による第１高周波電界及び他方の電極３による第２高周波電界が発生されると、放電空間Ｈには、第１高周波電解と第２高周波電界とが重畳された高周波電界が発生して、ガスと反応し放電プラズマが発生する。基材５及び支持体６は、放電空間Ｈに進入する以前に、粘着剤６１によって密着されていて、さらに電極２，３の放電面２ａ，３ａに連続する放電面２ａ，３ａ以外の表面（一方の電極２の上面や、他方の電極３の下面）に密着されるために、放電面２ａ，３ａ以外の表面によって支えられた状態でプラズマ空間に進入する。これにより、基材５及び支持体６が熱影響を受けたとしても均されるため、皺やツレが発生することを防止できる。
【０１０９】
さらに、一対の電極２，３は、それぞれ温度調節装置４４によってその表面温度が制御されているために、基材５及び支持体６が放電空間Ｈに進入する以前に、放電面２ａ，３ａ以外の表面によって予め加熱されることとなる。このため、放電空間Ｈに基材５及び支持体６が進入したとしても急激かつ過剰に熱影響を受けることを防止でき、放電プラズマの熱による収縮を抑えることができる。したがって、基材５及び支持体６に皺やツレが発生することを、さらに防止することができる。特に、電極２、３においては、基材５及び支持体６が放電空間Ｈに進入する以前に接触する、放電面２ａ，３ａ以外の表面が所定の面積を確保しているので、放電面２ａ，３ａに至るまでに、基材５及び支持体６を加熱することができ、放電空間Ｈに進入することによる急激な加熱を緩和でき、皺やツレの発生をさらに抑制できる。
そして、薄膜が形成された基材５は、基材用巻取ローラ７４によって巻き取られ、支持体６も基材５から剥離して支持体用巻取ローラ７５によって巻き取られる。
【０１１０】
以上のように、この第１の実施の形態の薄膜形成装置１によれば、一対の第２ガス噴出口８５ａが、一対の電極２，３の軸方向に沿って第１ガス噴出口８４を挟むように配置されているので、ガスを無原料ガスによって挟んだ状態でガス供給部８から放電空間Ｈまで案内できる。このように、ガスが無原料ガスで挟まれていれば、無原料ガスによって遮られて、無原料ガスの外側へ流出することを防止できる。特に、一対の第２ガス噴出口８４の間隔（図５におけるＴ３）が放電空間Ｈの間隔（図５におけるＴ２）よりも狭められていれば、ガスが放電空間Ｈ外に流出しにくくなり、確実に放電空間Ｈ内に案内されることになる。
また、一対の第３ガス噴出口８５ｂのそれぞれが、第１ガス噴出口８４の両端部よりも外側に配置されているので、前後方向に対してもガスを無原料ガスが挟んだ状態でガス供給部８から放電空間Ｈまで案内できる。したがって、第１ガス噴出口８４の両端部から放電空間Ｈ外へ流出するガスを低減することができる。
このように、第１ガス噴出口８４、第２ガス噴出口８５ａ、第３ガス噴出口８５ｂを備えた案内手段により、薄膜形成ガスを含有するガスが放電空間Ｈに導かれると、活性化以前のガスは無原料ガスによって遮られて基材５に接しない。つまり、活性化後のガスが基材５に触れる前に、活性化以前のガスが基材５に接してしまうことを防止できる。したがって、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材５に付着することを防止でき、結果均一で良質な薄膜形成が可能となる。
【０１１１】
また、ガス及び無原料ガスの噴出方向が、互いに平行であるので、ガスの流れが無原料ガスの流れによって乱れることを抑制し、前記ガスが無原料ガスの外側へ流出することをより確実に防止できる。そして、放電空間Ｈは、一対の電極２，３の軸方向に沿って延在しているために、上述したようにガス及び無原料ガスの噴出方向が軸方向に対して直交する方向であれば、ガスを放電空間Ｈの全長にわたって確実に案内することができる。
また、吸引部１３が、放電空間Ｈを通過したガスを吸引するので、放電空間Ｈを通過したガスによって装置内部が汚れることを防止できる。特に、吸引部１３の吸引量が、ガス供給部８の噴出量よりも大きく設定されていれば、放電空間Ｈを通過したガスを常に吸引でき、放電空間Ｈ外へとガスが流出することを確実に防止することができる。
さらに、一対の電極２，３の間隔（図５におけるＴ２）よりもガス供給部８と一対の電極２，３との間隔（図５におけるＴ１）の方が狭いので、ガス供給部８から放電空間Ｈまでの距離を短くすることができ、ガス供給部８から噴出されたガスの流れが、例え乱れたとしてもその影響が大きくなる前にガスを放電空間Ｈ内に収めることができる。
【０１１２】
また、高周波電界が、第１高周波電界及び第２高周波電界を重畳したものであり、第１高周波電界の周波数ω１より第２高周波電界の周波数ω２が高く、第１高周波電界の電界強度Ｖ１、第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たしているので、窒素等の安価なガスを用いた場合においても、薄膜形成可能な放電を起こし、高品位な薄膜形成に必要な高密度プラズマを発生することができる。
また、本実施形態によれば、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で製膜が行われているので、真空で製膜を行う場合に比べて、高速製膜が可能となるとともに連続生産が可能となる。そして、真空にするための装置等も必要でないために、設備費を削減できる。
【０１１３】
なお、本発明は上記第１の実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。以下の説明において、第１の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
例えば、第１の実施の形態に係る薄膜形成装置１では、一対の電極２，３として略角柱状の棒状電極を用いた場合を例示して説明したが、例えば図８に示すように一対の電極をそれぞれロール電極２５，３５としてもよい。この一対のロール電極２５，３５は回転自在であるために、支持体６の搬送に伴って回転するようになっている。
【０１１４】
また、例えば図９に示すように、一対の電極をそれぞれ環状のベルト電極２６，３６としてもよい。具体的に図９を参照にして説明すると、一対のベルト電極２６，３６は、それぞれ一対のローラ５０，５１によって放電空間Ｈを空けるように間隔を空けて張設されている。このローラ５０，５１のうち、一方のローラ５０が回転駆動し、他方のローラ５１が回転自在に設けられており、一方のローラ５０が回転すれば、ベルト電極２６，３６及び他方のローラ５１も回転するようになっている。ベルト電極２６，３６が回転すれば、支持体６及び基材５はベルト電極２６，３６の放電空間Ｈ側の表面（放電面２６ａ，３６ａ）に沿って搬送されるために、基材５の表面上に薄膜が形成されることになる。
【０１１５】
さらに、例えば図１０に示すように、一対の電極２，３が略角柱状の棒状電極であっても、それぞれの電極２，３の放電面２ａ，３ａに接しながら、支持体６及び基材５を搬送する環状の搬送ベルト５２を設けてもよい。具体的に図１０を参照にして説明すると、この環状の搬送ベルト５２は、それぞれの電極２，３の上下方向に配置された一対のローラ５０，５１によって、電極２，３の放電面２ａ，３ａに接触するように張設されている。つまり、一方のローラ５０が回転すれば、搬送ベルト５２及び他方のローラ５１も回転するようになっている。搬送ベルト５２が回転すれば、支持体６及び基材５は搬送ベルト５２の放電空間Ｈ側の表面に沿って搬送されながら、一対の電極２，３を通過することになる。これにより、基材５の表面上に薄膜が形成されることになる。
【０１１６】
［第２の実施の形態］
以下、第２の実施の形態に係る薄膜形成装置について図１１を参照に説明する。図１１は第２の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す正面図である。上記した第１の実施の形態に係る薄膜形成装置１においては、フィルム状の基材５に対して製膜を行う場合を例示して説明したが、この第２の実施の形態では、板状の基材に対して製膜を行う場合について説明する。以下の説明において、第１の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
【０１１７】
この第２の実施の形態に係る薄膜形成装置１００には、図１１に示すように、ガス供給部８に対して相対的に上下動する一対の電極２，３が所定の間隔を空けて配置されている。そして、ガス供給部８における一対の電極２，３を挟んで反対側には、吸引部１３が配置されている。また、薄膜形成装置１００には、一対の電極２，３からなる放電空間Ｈ１内で、例えば、ガラスからなる板状の基材５Ａを、少なくとも一方の電極２，３に沿うように保持する保持機構（図示省略）が設けられている。
【０１１８】
保持機構は、例えば養生シートからなる板状の支持体６Ｂを、基材５Ａ及び電極２，３に密着させるように基材５Ａ及び電極２，３の間に介在させて、基材５Ａと一緒に保持するようになっている。支持体６Ｂの表面上には粘着剤６１Ｂが塗布されているために、この粘着剤６１Ｂにより支持体６Ｂと基材５Ａとが密着されている。ここで、保持機構は、基材５Ａ及び支持体６Ｂを、ガス供給部８に対して相対的に移動しないように保持している。つまり、一対の電極２，３が支持体６Ｂに接触した状態で上下動すると、基材５Ａ及び支持体６Ｂに対して相対的に上下動することになり、それに伴って放電空間Ｈ１も上下動する。ガス供給部８からガスを供給させながら、一対の電極２，３に電界を印加させて、一対の電極２，３を基材５の上端から下端まで移動させれば、基材５Ａの全面にわたって薄膜を形成することができる。このように放電空間Ｈ１を上下動させたとしても、放電空間Ｈ１内の支持体６Ｂ及び基材５Ａは粘着剤６１Ｂによって固定されているために、熱影響を抑制して皺やツレの発生をさらに防止することができる。
【０１１９】
［第３の実施の形態］
以下、第３の実施の形態に係る薄膜形成装置について図１２を参照に説明する。図１２は第３の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す斜視図である。上記した第１及び第２の実施の形態に係る薄膜形成装置１，１００においては、ガス供給部８が下方に向けてガス及び無原料ガスを噴出する場合を例示して説明したが、この第３の実施の形態では、ガス供給部が上方に向けてガス及び無原料ガスを噴出する場合について説明する。以下の説明において、第１の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
【０１２０】
この第３の実施の形態に係る薄膜形成装置２００には、図１２に示す通りガス供給部１８が、ガス及び無原料ガスを上方に向けて噴出するように、放電空間Ｈの下方に配置されている。ガス供給部１８の上面には、ガスを噴出する第１ガス噴出口１８４と、第１ガス噴出口１８４に対して平行で無原料ガスを噴出する無原料ガス噴出口１８５とが形成されている。図１３は、第１ガス噴出口１８４及び無原料ガス噴出口１８５の配置例を表す上視図である。この図１３に示す通り、一対の無原料ガス噴出口１８５は、第１ガス噴出口１８４を挟むように前後方向に沿って配置されている。つまり、本実施形態では無原料ガス噴出口１８５が、本発明に係る第２ガス噴出口であるために、ガスは無原料ガスに挟まれながらガス供給部１８から上方に向かって放電空間Ｈまで案内されることになる（図１２のＧ１がガスの経路であり、Ｇ２が無原料ガスの経路である。）。
【０１２１】
なお、第１の実施の形態で例示したガス供給部８及び第３の実施の形態で例示したガス供給部１８では、第１ガス噴出口８４，１８４の全周が無原料ガス噴出口８５，１８５によって囲われていないが、例えば図１４に示すガス供給部２８の通り、第１ガス噴出口２８４を囲うように無原料ガス噴出口２８５を配置しても構わない。ここで、無原料ガス噴出口２８５のうち、前後方向に沿って延在する部分が本発明に係る第２ガス噴出口２８５ａであり、左右方向に沿って延在する部分が本発明に係る第３ガス噴出口２８５ｂである。このように、一対の第２ガス噴出口２８５ａと一対の第３ガス噴出口２８５ｂとが、第１ガス噴出口２８４を囲うように連続しているので、第１ガス噴出口２８４から噴出されたガスを無原料ガスにより囲んだ状態で放電空間Ｈまで案内できる。したがって、ガスを放電空間Ｈ外へ漏らさずに放電空間Ｈまで案内することができる。
【０１２２】
［第４の実施の形態］
以下、第４の実施の形態に係る薄膜形成装置について図１５を参照に説明する。図１５は第４の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。上記した第１の実施の形態に係る薄膜形成装置１においては、ガス供給部８が、一対の電極２，３の間隔の外部から放電空間Ｈに向かってガス及び無原料ガスを噴出する場合を例示して説明したが、この第４の実施の形態では、ガス供給部が、一対の電極の間隔の内部から放電空間Ｈに向かってガス及び無原料ガスを噴出する場合を例示して説明する。以下の説明において、第１の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
【０１２３】
図１５に示す通り、この第４の実施の形態の薄膜形成装置３００に備わるガス供給部３８は、その先端部３８１が一対の電極２，３の間隔の内部に向かって細くなるように延出している。この先端部３８１の先端面には、第１ガス噴出口８４、無原料ガス噴出口８５が形成されている。そして、この先端部３８１の表面には、絶縁性材料がコーティングされているので、先端部３８１の表面が絶縁性を有することになる。これによって、先端部３８１が放電プラズマの発生領域に進入したとしても、放電プラズマがガス供給部３８に導通することなく、放電プラズマを安定させることが可能になる。
【０１２４】
ここで、本実施形態では、搬送装置７によって基材５がガス供給部３８に接触するように基材５及び支持体６は搬送されているが、この接触による基材５のキズを防止するために、ガス供給部３８の基材５が接触する部分には、回転自在なガイドローラ３８２が設けられている。このガイドローラ３８２は、基材５の搬送及び接触に伴う回転により、基材５に対する擦れを抑制し、基材５のキズを防止している。
また、ガス供給部３８と基材５とが接触しているために、基材５によってガス供給部３８と一対の電極２，３の間隔とが閉塞されて、ガス供給部３８から噴出されたガス及び無原料ガスが外部に漏れることを防止している。
【０１２５】
［第５の実施の形態］
以下、第５の実施の形態に係る薄膜形成装置について図１６を参照に説明する。図１６は第５の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。上記した第１〜第４の実施の形態に係る薄膜形成装置１，１００，２００，３００においては、ガスを無原料ガスで案内して、ガスの放電空間Ｈ外への流出を防止する場合について説明したが、この第５の実施の形態では、無原料ガスではなく、案内部材によってガスを案内して、ガスの放電空間Ｈ外への流出を防止する場合について説明する。以下の説明において、第１の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
【０１２６】
図１６に示す通り、この第５の実施の形態の薄膜形成装置４００には、ロール電極からなる一対の電極４０２，４０３が間隔を空けて対向するように配置されている。この間隔の上方には、当該間隔に向けてガスを噴出するガス供給部４８が配置されている。
ガス供給部４８の先端部には、ガスを噴出するための第１ガス噴出口４８１が、前後方向に沿うように形成されている。また、ガス供給部４８の先端部には、上下方向に延在する一対の案内部材４１０，４１１が、第１ガス噴出口４８１の全長にわたって第１ガス噴出口４８１を挟むように配置されている。この案内部材４１０，４１１は、その先端が一対の電極４０２，４０３により発生した放電空間Ｈ２内に少なくとも進入する長さに形成されている。すなわち、ガス供給部４８によって第１ガス噴出口４８１からガスが噴出されると、当該ガスは一対の案内部材４１０，４１１で案内されて放電空間Ｈ２に到達する。放電空間Ｈ２に到達するまでの間、ガスは案内部材４１０，４１１によって外部への流出が遮られているので、活性化後のガスが基材５に触れる前に、活性化以前のガスが基材５に接してしまうことを防止できる。したがって、薄膜形成ガスに含まれる原料が活性化する以前に基材５に付着することを防止でき、結果均一で良質な薄膜形成が可能となる。
【０１２７】
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、第１〜第５の実施の形態では、搬送装置７が支持体６及び基材５を密着させて搬送させる場合を例示して説明したが、支持体を省略して基材５のみを搬送させる構成であっても構わない。こうした場合、搬送時においては基材５と電極２，３とが擦れて、基材５にキズが生じるおそれがあるが、電極２，３の角部２３，３３が円弧状に形成されているためにキズの発生は抑えられることになる。さらには、表面の滑りを向上させる物質を電極２，３にコーティングして、そのキズを防止することが好ましい。表面の滑りを向上させる物質には、例えばテフロン（登録商標）やフッ素化合物などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】第１の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す正面図である。
【図２】図１の薄膜形成装置に備わる電極の概略構成を表す斜視図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１の薄膜形成装置に備わるガス供給部を表す斜視図である。
【図５】図４のガス供給部の断面図である。
【図６】図４のガス供給部の先端面を表す下視図である。
【図７】図１の薄膜形成装置における主制御構成を表すブロック図である。
【図８】図１の薄膜形成装置の電極の変形例を表す正面図である。
【図９】図８の電極の変形例を表す正面図である。
【図１０】図８の電極の変形例を表す正面図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表すの正面図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す斜視図である。
【図１３】図１２のガス供給部に備わる第１ガス噴出口及び無原料ガス噴出口の配置例を表す上視図である。
【図１４】図１４の第１ガス噴出口及び無原料ガス噴出口の配置例を表す上視図である。
【図１５】第４の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。
【図１６】第５の実施の形態に係る薄膜形成装置の概略構成を表す側断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 薄膜形成装置
２ 電極
３ 電極
５ 基材
６ 支持体
７ 搬送装置（保持機構）
８ ガス供給部
１３ 吸引部
８４ 第１ガス噴出口
８５ 無原料ガス噴出口
８５ａ 第２ガス噴出口
８５ｂ 第３ガス噴出口
Ｈ 放電空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの放電面が対向されて放電空間を形成するように配置され、前記放電空間内に高周波電界を発生させる一対の電極と、
前記放電空間内で基材を保持する保持機構と、
薄膜形成ガスを含有するガスが高周波電界によって活性化されるように前記放電空間に前記ガスを供給し、活性化された前記ガスで前記基材を晒すことで、前記基材の表面上に薄膜を形成するためのガス供給部とを備え、
前記ガス供給部は、活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスを前記放電空間まで案内する案内手段を有していることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材を前記電極に密着させて保持することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記基材を搬送する搬送装置であることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、前記ガスを噴出する第１ガス噴出口と、前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを噴出する一対の第２ガス噴出口とを有し、
前記一対の第２ガス噴出口は、前記第１ガス噴出口を挟むように、前記一対の電極の軸方向に沿って配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、
前記無原料ガスを噴出する一対の第３ガス噴出口を有し、
前記一対の第３ガス噴出口は、前記軸方向における前記第１ガス噴出口の両端部よりも外側にそれぞれ配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の薄膜形成装置において、
前記一対の第２ガス噴出口及び前記一対の第３ガス噴出口は、前記第１ガス噴出口を囲うように連続していることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されて、前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部を備え、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、少なくとも表面が絶縁性を有していることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第１高周波電界及び他方の電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス中には窒素が５０％以上含まれていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１６】
互いの放電面が対向された一対の電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に沿うように基材を前記電極に密着させて保持することで、前記基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する際に、
活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスは前記放電空間まで案内されることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材は前記電極に密着されて保持されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１８】
請求項１６又は１７記載の薄膜形成方法において、
前記基材は、前記放電空間を通過するように搬送されることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを前記一対の電極のそれぞれに沿って噴出させて、前記ガスを挟んで案内することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の薄膜形成方法において、
前記ガスを前記一対の電極の軸方向に対して挟むように、前記無原料ガスを噴出させることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２１】
請求項１９記載の薄膜形成方法において、
前記無原料ガスは前記ガスを囲うように噴出されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２３】
請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２４】
請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２５】
請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部が、前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されていて、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２６】
請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２７】
請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部は、少なくとも前記ガスを案内する部分の表面が絶縁性を有していることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２８】
請求項１６〜２７のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第１高周波電界及び他方の電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２９】
請求項１６〜２８のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス中には窒素が５０％以上含まれていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３０】
請求項１６〜２９のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１】
互いの放電面が対向されて放電空間を形成するように配置され、前記放電空間内に高周波電界を発生させる一対の電極と、
前記放電空間内で基材を保持する保持機構と、
薄膜形成ガスを含有するガスが高周波電界によって活性化されるように前記放電空間に前記ガスを供給し、活性化された前記ガスで前記基材を晒すことで、前記基材の表面上に薄膜を形成するためのガス供給部とを備え、
前記ガス供給部は、活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスを前記放電空間まで案内する案内手段を有していることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材を前記電極に密着させて保持することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の薄膜形成装置において、
前記保持機構は、前記基材を搬送する搬送装置であることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、前記ガスを噴出する第１ガス噴出口と、前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを噴出する一対の第２ガス噴出口とを有し、
前記一対の第２ガス噴出口は、前記第１ガス噴出口を挟むように、前記一対の電極の軸方向に沿って配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、
前記無原料ガスを噴出する一対の第３ガス噴出口を有し、
前記一対の第３ガス噴出口は、前記軸方向における前記第１ガス噴出口の両端部よりも外側にそれぞれ配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の薄膜形成装置において、
前記一対の第２ガス噴出口及び前記一対の第３ガス噴出口は、前記第１ガス噴出口を囲うように連続していることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されて、前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部を備え、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記案内手段は、少なくとも表面が絶縁性を有していることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第１高周波電界及び他方の電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記ガス中には窒素が５０％以上含まれていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の薄膜形成装置において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項１６】
互いの放電面が対向された一対の電極から構成される放電空間に、薄膜形成ガスを含有するガスをガス供給部から供給し、前記放電空間に高周波電界を発生させることで前記ガスを活性化し、前記一対の電極のうち、少なくとも一方の電極に沿うように基材を前記電極に密着させて保持することで、前記基材を前記活性化したガスに晒して前記基材上に薄膜を形成する際に、
活性化以前の前記ガスが前記基材に接しないように、前記ガスは前記放電空間まで案内されることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間内で前記一対の電極のそれぞれに沿うように、前記基材は前記電極に密着されて保持されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１８】
請求項１６又は１７記載の薄膜形成方法において、
前記基材は、前記放電空間を通過するように搬送されることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記薄膜形成ガスを含まない無原料ガスを前記一対の電極のそれぞれに沿って噴出させて、前記ガスを挟んで案内することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の薄膜形成方法において、
前記ガスを前記一対の電極の軸方向に対して挟むように、前記無原料ガスを噴出させることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２１】
請求項１９記載の薄膜形成方法において、
前記無原料ガスは前記ガスを囲うように噴出されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出方向は、互いに平行で、かつ前記軸方向に対して直交する方向であることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２３】
請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス及び前記無原料ガスの噴出時におけるレイノルズ数がほぼ同等であることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２４】
請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極は、前記放電空間が上下方向で開放されるように配置されていて、
前記ガス供給部は、前記ガス及び前記無原料ガスが上下方向に沿いながら前記放電空間まで案内されるように配置されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２５】
請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記放電空間を通過した前記ガスを吸引する吸引部が、前記一対の電極を挟んで前記ガス供給部の反対側に配置されていて、
前記吸引部の吸引量は、前記ガス供給部の噴出量よりも大きく設定されていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２６】
請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部と前記一対の電極との間隔は、前記一対の電極の間隔よりも狭いことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２７】
請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス供給部は、少なくとも前記ガスを案内する部分の表面が絶縁性を有していることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２８】
請求項１６〜２７のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記高周波電界が、前記一対の電極のうち一方の電極による第１高周波電界及び他方の電極による第２高周波電界を重畳したものであり、
前記第１高周波電界の周波数ω１より前記第２高周波電界の周波数ω２が高く、
前記第１高周波電界の電界強度Ｖ１、前記第２高周波電界の電界強度Ｖ２及び放電開始電界強度ＩＶの関係が、
Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２又はＶ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たすことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２９】
請求項１６〜２８のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記ガス中には窒素が５０％以上含まれていることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項３０】
請求項１６〜２９のいずれか一項に記載の薄膜形成方法において、
前記一対の電極が、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で前記放電空間内に高周波電界を発生させることを特徴とする薄膜形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００６−２８５７８（Ｐ２００６−２８５７８Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０８５４２（Ｐ２００４−２０８５４２）
【出願日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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