[发明专利]真空成膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过在真空状态下对基材附加电压、在该基材的表面上形成薄膜的真空成膜装置。

背景技术

近年来，对于在食品包装中使用的塑料膜，处于要求不使水蒸汽及氧通过的特性（高隔绝性）的倾向。为了对塑料膜等的基材（片材）赋予高隔绝性，需要用有透明性的SiOx或Al₂O₃等的被膜将基材覆层（覆盖）。作为SiOx被膜的覆层技术，在近年来的真空成膜装置中，使用真空蒸镀法或溅射法等物理蒸镀法（PVD法）、或与物理蒸镀法（PVD法）相比在成膜速度及高隔绝被膜的形成的方面更好的等离子CVD法。

作为采用上述蒸镀法中的等离子CVD法的真空成膜装置，例如有美国专利公开2010/313810号、日本·特开2011－149059号、日本·特开2009－24205号、日本·特表2005－504880号、美国专利第5224441号中表示的装置。

这些先行文献中公开的装置具有分别电气地连接在交流电源的两极上的一对成膜辊，在一对成膜辊间施加着电位差，在各个辊的内部配置有在辊表面上形成磁场的磁铁。并且，通过磁场和电位差的相互作用，在辊的表面上产生等离子，在片材W（基材W）上能够进行CVD被膜的成膜。

如果通过上述各先行文献的真空成膜装置在卷绕于成膜辊的表面上的基材（膜）上形成被膜，则在成膜辊表面没有卷绕膜的部分、即辊的两端部上也形成被膜。

这是因为，为了在基材上得到均匀的膜厚分布，故意使等离子的放电范围比基材的宽度宽，使基材通过等离子放电均匀的地方。结果，等离子也露出到基材的外侧，在辊的端部上大量地堆积不想要的被膜。

此外，在对辊供电而产生等离子的等离子CVD中，为了使在辊表面上卷绕着基材的基材部与没有卷绕基材的两端部的电气特性一致，需要在辊两端部上形成基材和与基材相同程度的厚度的绝缘物。由于该绝缘物的厚度与基材同样薄，所以有在辊的两端部流过较大的电流而形成较强的等离子、在辊两端部形成较厚的被膜的情况。

进而，如果产生比卷挂的基材的宽度宽的等离子，则在基材的端部的部分中也形成较强的等离子，引起容易发生绝缘破坏的基材的端部的部分处的损伤。可以考虑使等离子的发生限定地发生在从基材的端部离开的基材中央部的方法，但只是单纯地带来使基材的端部处的等离子变弱、即向基材的端部附近的基材附着的堆积量的减少。这样，在基材的端部附近不能得到足够用在隔绝膜等中的膜厚而切除丢掉，材料的使用效率下降，在经济上变得不利。

这样，需要设法在对基材在宽度方向上没有不匀地形成被膜的同时抑制向辊端部的不想要的被膜形成并防止基材端部的损伤。

上述先行文献关于抑制对于辊的两端部的被膜形成的技术，没有公开及启发任何解决手段。

本申请发明者们开发配置在辊内部的磁铁对应于膜的宽度具有特征性的结构的真空成膜装置，想要进行对于辊的两端部的被膜形成的抑制，但在上述先行文献中并没有能够想到这样的技术的公开及启发。

即，美国专利公开2010/313810号及日本·特开2011－149059号并没有公开配置在辊内部的磁铁的结构与膜的宽度的相对关系。日本·特开2009－24205号原本对于配置在辊内部的磁铁就没有公开。日本·特表2005－504880号在使用彭宁放电产生等离子的例子中对于磁铁的大小与膜的宽度的相对关系进行了公开，而没有公开考虑到形成为跑道状的等离子的大小的磁铁的结构。在彭宁放电中，从成膜辊出来的磁力线向对置的辊延伸，磁力线不从成膜辊的表面出入。由于等离子在从成膜辊离开的地方形成，所以不能通过等离子使膜致密化。此外，在彭宁放电中，由于没有外侧的磁铁等，所以不能控制基板的端部的磁场而积极地防止基板端部的损伤，不能进行基材的端部附近的被膜厚度的控制。美国专利第5224441号公开了在与辊对置的电极中埋入磁控管的类型的CVD处理装置，没有公开配置在辊内部的磁铁的结构与膜的宽度的相对关系。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，目的是提供一种能够在基材（膜）上有选择地产生等离子而在尽可能大的范围中形成均匀的被膜、并且抑制辊的端部的等离子而抑制附着的被膜的量、减少维护的频度、而且抑制基材的端部处的绝缘破坏的真空成膜装置。

为了解决上述课题，本发明的真空成膜装置采取以下的技术手段。