離子注入裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及離子注入裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知使用在一個(gè)方向上搬送長(zhǎng)尺寸的膜的同時(shí)在其表面注入等離子體中的離子來(lái)進(jìn)行表面改質(zhì)的所謂離子注入方法，在例如膜表面中制作氣體阻隔層的例子(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0003]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了實(shí)施該離子注入方法的離子注入裝置。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的離子注入裝置中，在真空腔內(nèi)設(shè)置有卷出輥、卷取輥、電極輥等輥類(lèi)，并且設(shè)置有氣體導(dǎo)入單元。另外，在電極輥中設(shè)置有電壓施加單元。
[0004]在上述離子注入裝置中，如果向腔內(nèi)導(dǎo)入離子注入氣體，并對(duì)電極輥通過(guò)電壓施加單元施加電壓，則腔壁面成為接地而在電極輥與腔壁面之間形成電場(chǎng)，形成等離子體。由該等離子體所生成的離子通過(guò)負(fù)的直流高電壓脈沖的施加被吸引到電極輥側(cè)，從而在電極輥的膜的表面進(jìn)行離子注入。
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006 — 70238號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]但是，近年來(lái)，通過(guò)膜的寬度變寬，電極輥大型化，由此離子注入裝置大型化。如果這樣離子注入裝置大型化，則電極輥與腔壁面的距離變大，所以在電極輥與腔壁面之間形成的電場(chǎng)的強(qiáng)度(電場(chǎng)強(qiáng)度)變小。其原因?yàn)椋妶?chǎng)強(qiáng)度與電極間距離成反比例。另外，這樣伴隨裝置的大型化，在電極輥與腔壁面之間形成的電場(chǎng)強(qiáng)度變小，從而所形成的等離子體的密度(等離子體密度)變小，有產(chǎn)生無(wú)法進(jìn)行期望的離子注入處理這樣的問(wèn)題之虞。
[0007]此處，為了提高等離子體密度，還考慮使對(duì)電極輥施加的電壓成為更高的電壓，但用于高電壓化的電壓源的增設(shè)使制造成本變高，并且需要使足下空間增加、使裝置的耐電壓上升，所以不優(yōu)選。
[0008]因此，本發(fā)明的課題在于解決上述以往技術(shù)的問(wèn)題，其目的在于提供一種離子注入裝置，無(wú)需增設(shè)電壓源而能夠提高等離子體密度。
[0009]本發(fā)明提供一種離子注入裝置，具備:真空腔；在外周部的一部分纏繞膜的電極輥；對(duì)該電極輥施加電壓的電壓施加單元；以及向所述真空腔內(nèi)導(dǎo)入氣體的氣體導(dǎo)入單元，通過(guò)所述電壓施加單元對(duì)所述電極輥施加電壓，并且通過(guò)所述氣體導(dǎo)入單元導(dǎo)入氣體而形成等離子體，在所述膜的表面進(jìn)行離子注入處理，其特征在于:與所述電極輥的纏繞所述膜的面相向地設(shè)置了電極部件。
[0010]在本發(fā)明中，通過(guò)與所述電極輥的纏繞所述膜的面相向地設(shè)置電極部件，在電極輥與電極部件之間形成電場(chǎng)，所以相比于在電極輥與真空腔壁面之間形成電場(chǎng)，能夠形成電場(chǎng)強(qiáng)度更高的電場(chǎng)。因此，能夠提高等離子體密度。
[0011]沿著所述電極輥的圓周方向設(shè)置有所述電極部件。由此，在電極輥的圓周方向上均勻地形成電場(chǎng)強(qiáng)度高的電場(chǎng)。
[0012]作為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，所述電極部件由多個(gè)板狀部件構(gòu)成，沿著所述電極輥的圓周方向分別相互隔開(kāi)設(shè)置有所述電極部件。
[0013]沿著所述電極輥的軸方向設(shè)置有所述電極部件。由此，在電極輥的軸方向上均勻地形成電場(chǎng)強(qiáng)度高的電場(chǎng)。
[0014]所述電壓施加單元對(duì)所述電極輥的軸方向的端部施加電壓，所述電極部件構(gòu)成為在電極輥的軸方向上的角度可變。如果對(duì)電極輥的軸方向的端部施加了電壓，則通過(guò)電極輥?zhàn)陨淼碾娮?，從由電壓施加單元施加了電壓的電極輥的端部的距離越遠(yuǎn)，電壓越降低，有電極輥的軸方向上的電場(chǎng)強(qiáng)度變得不均勻的擔(dān)心。但是，在本發(fā)明中，能夠變更電極部件和電極輥的間隔來(lái)改變電極輥的軸方向上的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而使電場(chǎng)強(qiáng)度變得均勻。
[0015]在所述電極輥的端部，設(shè)置有與所述電極輥相同直徑的延長(zhǎng)部件。通過(guò)設(shè)置與所述電極輥相同的直徑的延長(zhǎng)部件，能夠抑制電極輥端部處的等離子體的蔓延，能夠使寬度方向上的等離子體密度均勻化。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的離子注入裝置，能夠起到無(wú)需增設(shè)電壓源而能夠提高等離子體密度這樣的優(yōu)良的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是實(shí)施方式I的離子注入裝置的示意圖。
[0018]圖2是用于說(shuō)明在實(shí)施方式I的離子注入裝置中使用的電極部件的示意的立體圖。
[0019]圖3是用于說(shuō)明在實(shí)施方式2的離子注入裝置中使用的電極部件的示意圖。
[0020]圖4是用于說(shuō)明在實(shí)施方式2的離子注入裝置中使用的電極部件的示意圖。
[0021]圖5是用于說(shuō)明在實(shí)施方式3的離子注入裝置中使用的電極輥的示意圖。
[0022]圖6是示出實(shí)施例1、比較例I的結(jié)果的圖形。
[0023]圖7是示出實(shí)施例2、比較例2的結(jié)果的圖形。
[0024](符號(hào)說(shuō)明)
[0025]UlA:離子注入裝置；2:膜；3:相向電極；11:真空腔；12:真空泵;13、13A、13B:電極輥；14:卷出輥；15:搬送輥；16:卷取輥；17:接地；21:電壓施加單元；31:氣體導(dǎo)入單元;42、42A:電極部件；43:支撐部；44:框體;45:臺(tái)座;46、46A:支撐部件；51:柱狀部件；52:旋轉(zhuǎn)部；53:旋轉(zhuǎn)軸；54:凸部；55:引導(dǎo)部件；56:槽；57:孔；61:延長(zhǎng)部件。
【具體實(shí)施方式】
[0026](實(shí)施方式I)
[0027]使用圖1、2，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0028]如圖1所示，離子注入裝置I具備真空腔11。在真空腔11中，設(shè)置有具有真空泵12的排氣單元。排氣單元構(gòu)成為能夠使真空腔11內(nèi)部成為規(guī)定的真空度。
[0029]在真空腔11中，設(shè)置有電極輥13、卷出輥14、多個(gè)搬送輥15、卷取輥16。在電極輥13的下方側(cè)纏繞有從卷出輥14并經(jīng)由搬送輥15所搬送的膜2。膜2在該電極輥13中進(jìn)行詳細(xì)后述的離子注入處理，經(jīng)由搬送輥15搬送到卷取輥16。S卩，處于卷出輥14的膜是離子注入處理前的膜，處于卷取輥16的膜2是離子注入處理后的膜。
[0030]電極輥13由導(dǎo)電體構(gòu)成。在該電極輥13中，設(shè)置有電壓施加單元21。電壓施加單元21構(gòu)成為能夠?qū)﹄姌O輥13施加交流電壓以及直流電壓。另外，雖然在圖1中未圖示，電壓施加單元21構(gòu)成為對(duì)電極輥13的軸方向的端部施加電壓而沿著電極輥13的軸方向(寬度方向)流過(guò)電流。通過(guò)利用上述電壓施加單元21施加電壓，電極輥13作為電極而發(fā)揮功能。
[0031]另外，在真空腔11中，設(shè)置有氣體導(dǎo)入單元31。氣體導(dǎo)入單元31構(gòu)成為設(shè)置有未圖示的氣體源和控制單元，能夠在對(duì)來(lái)自氣體源的氣體進(jìn)行流量控制的同時(shí)導(dǎo)入到真空腔11內(nèi)。
[0032]此處，在真空腔11中，在電極輥13與真空腔11的壁面之間，與電極輥13的纏繞所述膜2的面相向地設(shè)置有由電極部件42構(gòu)成的相向電極3。詳細(xì)在后敘述，能夠通過(guò)設(shè)置上述相向電極3來(lái)形成高密度等離子體。
[0033]使用圖2，詳細(xì)說(shuō)明相向電極3的結(jié)構(gòu)。
[0034]相向電極3具有多個(gè)電極部件42。如圖2所示，電極部件42是沿著電極輥13的圓周方向設(shè)置的。電極部件42通過(guò)支撐該電極部件42的支撐部43，在真空腔11的底面被設(shè)置成位于電極輥13的下方。
[0035]支撐部43具有長(zhǎng)方體的框體44?？蝮w44的長(zhǎng)度方向與電極輥13的軸方向大致一致。在框體44的長(zhǎng)度方向的兩端上部，設(shè)置有臺(tái)座45。在臺(tái)座45中，分別相互隔開(kāi)設(shè)置有多個(gè)支撐部件46。支撐部件46固定于電極部件42的端部，在臺(tái)座45上支撐電極部件42。另外，關(guān)于支撐部43的形狀等，只要能夠支撐電極部件42、并且將電極部件42電氣地連接到真空腔11，則可以是任意的形狀。
[0036]電極部件42由板狀部件構(gòu)成。與電極輥的纏繞所述膜的面相向地沿著電極輥13的圓周方向分別相互隔開(kāi)設(shè)置各電極部件42。
[0037]電極部件42是沿著電極輥13的軸方向設(shè)置的。電極部件42的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度與電極輥13的軸方向的長(zhǎng)度大致一致。
[0038]在本實(shí)施方式中，6個(gè)板狀的電極部件42與電極輥13的下方面中