JP7832461B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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Description

本開示は、プラズマ処理装置に関する。
処理室に連続して供給されるフィルム（長尺のフレキシブルな被処理基板）に対してプラズマ処理を行うために、ローラを使用してフィルムを搬送しつつ、ドラムの周面で支持された搬送中のフィルムに対してプラズマ処理を実施するプラズマ処理装置が知られている。
特開２００８－１１５４１２号公報
しかしながら、上記の従来のプラズマ処理装置では、アンテナが、ドラムの周面に対向するように設けられていた。このため、従来のプラズマ処理装置は、コンパクトに構成することが困難であった。
本開示は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、連続して供給されるフィルムに対してプラズマ処理を行うことができるコンパクトなプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本開示の一側面に係るプラズマ処理装置は、処理室を備え、前記処理室に連続して供給されるフィルムに対して、プラズマを用いた処理を行うプラズマ処理装置であって、前記処理室の内部に、前記処理室に連続して供給される前記フィルムをガイドするドラムと、前記処理室の内部に誘導結合性のプラズマを発生させるためのアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記ドラムの内部に配置され、前記プラズマ処理は、前記ドラム上の前記フィルムに対して行われている。
本開示の一態様によれば、連続して供給されるフィルムに対してプラズマ処理を行うことができるコンパクトなプラズマ処理装置を提供することができる。
本開示の実施形態１に係るプラズマ処理装置の構成を説明する図である。 図１に示したドラムとアンテナとの関係を説明する図である。 上記アンテナの具体的な構成例を説明する図である。 図１に示した内部電極の具体的な構成例を説明する図である。 上記内部電極の機能を説明する図である。 上記プラズマ処理装置の変形例の要部構成を説明する図である。 本開示の実施形態２に係るプラズマ処理装置の構成を説明する図である。 図７に示したアンテナの具体的な構成例を説明する図である。
〔実施形態１〕
以下、本開示の実施形態１について、図１から図４を用いて詳細に説明する。図１は、本開示の実施形態１に係るプラズマ処理装置１の構成を説明する図である。図２は、図１に示したドラム６とアンテナ８との関係を説明する図である。図３は、上記アンテナ８の具体的な構成例を説明する図である。図４は、図１に示した内部電極１０の具体的な構成例を説明する図である。
なお、以下の説明では、所定のプラズマ処理として、誘導結合性のプラズマを使用したプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition；化学気相堆積）法によって被処理基板Ｈ１上に成膜処理を行うプラズマ装置を例示して説明する。しかしながら、本開示のプラズマ処理装置１は、所定のプラズマ処理として、例えば、ターゲットを用いて被処理基板Ｈ１に所定物を形成するスパッタリング処理、または被処理基板Ｈ１から所定物を除去するエッチング処理あるいはアッシング処理を実施するプラズマ処理装置にも適用することができる。尚、スパッタリング処理を行うプラズマ処理装置においては、上記ターゲットは、例えば、後述するプラズマ生成領域に設置される。
＜プラズマ処理装置１＞
図１に示すように、本実施形態１のプラズマ処理装置１は、被処理基板Ｈ１に対して所定のプラズマ処理を行う処理室２を備えている。プラズマ処理装置１では、長尺の被処理基板Ｈ１に対して連続的にプラズマ処理を行うようになっており、被処理基板Ｈ１は処理室２の内部に形成されたプラズマ生成領域ＰＡに順次搬送される。そして、プラズマ処理装置１では、被処理基板Ｈ１に対するプラズマ処理がプラズマ生成領域ＰＡで行われるように構成されている。なお、ここでいう長尺の被処理基板Ｈ１とは、処理室２に連続して供給される、フレキシブルな可撓性を有するフィルムの一例である。
具体的にいえば、プラズマ処理装置１は、支持体３Ａに巻回されたプラズマ処理前の被処理基板Ｈ１を外部から搬入するための第１のロードロック室３を備えている。また、プラズマ処理装置１は、支持体４Ａに巻回されたプラズマ処理後の被処理基板Ｈ１を外部に搬出するための第２のロードロック室４を備えている。これら第１のロードロック室３及び第２のロードロック室４は、処理室２に対して気密に接続されている。
尚、支持体３Ａ及び支持体４Ａの少なくとも一方には、図示しない駆動機構が接続されている。そして、プラズマ処理装置１では、上記駆動機構が対応する支持体３Ａまたは支持体４Ａを回転させることにより、被処理基板Ｈ１は、第１のロードロック室３、処理室２、及び第２のロードロック室４に順番に移送される。
また、処理室２の内部には、第１のロードロック室３からの被処理基板Ｈ１を支持体に送出する送出部としての第１の内部ローラ５が設けられている。また、処理室２の内部には、上記支持体としてのドラム６と、ドラム６から被処理基板Ｈ１を第２のロードロック室４に搬出する搬出部としての第２の内部ローラ７と、が設けられている。プラズマ処理装置１では、図１に示すように、被処理基板Ｈ１が支持体３Ａから、第１の内部ローラ５、及びドラム６の各外周面上を順次搬送される。すなわち、プラズマ処理装置１では、被処理基板Ｈ１が処理室２に連続して供給されてプラズマ処理が行われる。
また、プラズマ処理装置１では、ドラム６の外周面の一部分は、図１に示すように、処理室２の内部に配置されたマスク９によって区切られた、プラズマ生成領域ＰＡに位置するように設けられている。そして、プラズマ処理装置１では、ドラム６によってプラズマ生成領域ＰＡに運ばれた、ドラム６上の被処理基板Ｈ１の部分に所定のプラズマ処理が行われて、当該部分の表面上に所定物（被膜）が成膜される。
また、プラズマ処理装置１では、図１に示すように、所定の被膜が成膜された被処理基板Ｈ１がドラム６から第２の内部ローラ７を介して第２のロードロック室４に搬送されて、支持体４Ａに巻回される。
被処理基板Ｈ１は、例えば、液晶パネルディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネルディスプレイなどに用いられる各種フィルムや、合成樹脂基板（フレキシブル基板）であり得る。プラズマ処理装置１は、上記所定のプラズマ処理によって上記所定の被膜としてバリア（防湿）膜などを被処理基板Ｈ１上に成膜する。また、支持体４Ａに巻回された被処理基板Ｈ１は、用途などに応じて、所望のサイズに適宜カットされて使用される。
また、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理装置１の各部を制御する制御部（図示せず）を備えている。この制御部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御を行う機能ブロックである。
＜処理室２＞
処理室２は、接地された真空容器を用いて構成されており、当該真空容器の内部が所定の真空度に保たれた状態で、上記制御部の制御によって、所定のプラズマ処理が被処理基板Ｈ１に施されるようになっている。
また、処理室２には、上記所定のプラズマ処理に対応した、上記被膜の成膜用ガスを含んだ処理ガスを処理室２の内部に導入する処理ガス供給部が設けられており（図示せず）、処理ガスの雰囲気化で当該プラズマ処理が行われるようになっている。処理ガスは、例えば、アルゴン、水素、窒素、シラン、または酸素である。また、上記処理ガス供給部のガス供給口は、プラズマ生成領域ＰＡに対応して、マスク９の下方側の処理室２の壁面に設けられている（図示せず）。また、処理ガスを外部に排気する不図示の排気口が適宜設けられている。
また、処理室２では、所定の予備加熱処理を被処理基板Ｈ１に行った後、プラズマ生成領域ＰＡでのプラズマ処理が行われるようにしてもよい。例えば、第１の内部ローラ５に、被処理基板Ｈ１に対して予備加熱する加熱部ＨＡが設けられる。加熱部ＨＡは、処理室２の外部に設けられた加熱制御部ＨＡＣによって制御されることにより、被処理基板Ｈ１に対する予備加熱処理が適切に実施される。このように、予備加熱処理を被処理基板Ｈ１に適切に実施することにより、プラズマＣＶＤ法により被処理基板Ｈ１上に成膜された膜の膜質を高めることができるなど、被処理基板Ｈ１に対する高品質のプラズマ処理を施すことができる。
＜ドラム６＞
ドラム６は、例えば、円筒状の筒体であり、処理室２に回動可能に支持されている。図２に示すように、ドラム６の両端部は、各々ベアリングＢを介して取付構造Ｔに回動可能に接続されている。取付構造Ｔは、処理室２の壁面に対して、パッキンＰ２を介して気密に取り付けられている。また、ドラム６は、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）、化アルミニウム、石英、または窒化ケイ素などの誘電体を用いて構成されている。ドラム６は、上記駆動機構によって、被処理基板Ｈ１が搬送されたときに、ドラム６の外周面に接する被処理基板Ｈ１からの摩擦力により、図１にＲにて示す方向に回動するように構成されている。
また、ドラム６は、回動可能に処理室２に支持されているので、ドラム６が被処理基板Ｈ１をガイドしつつ、円滑に搬送させることができるようになる。この結果、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、被処理基板Ｈ１に対するプラズマ処理をより適切に施すことができる。
なお、上記の説明以外に、ドラム６にモータなどの動作機構を接続することにより、ドラム６を回動させて被処理基板Ｈ１を駆動する構成でもよい。また、ドラム６を処理室２の壁面に固定して、ドラム６が回動することなく、ドラム６の外周面上を被処理基板Ｈ１が摺動するように構成してもよい。
すなわち、本実施形態のドラム６は、アンテナ８が挿通可能な筒体であって、処理室２の内部に生成される、プラズマの生成領域（プラズマ生成領域ＰＡ）に被処理基板Ｈ１をガイドすることができる筒体であればよい。
但し、上記のように、ドラム６が処理室２に回動可能に設けられている場合の方が、被処理基板Ｈ１を円滑に搬送させることが可能となり、被処理基板Ｈ１に対するプラズマ処理をより適切に施すことができる点で好ましい。また、ドラム６の回動部、特にベアリングＢの近傍部は取付構造Ｔに含まれた隣接するフランジ等の固定部との摩擦によりパーティクル等を発塵する恐れがある。このため、ドラム６を回動可能に設ける場合には、ドラム６の端部を覆うカバーをドラム６の端部近傍に設ける構成であることが好ましい。このようにすることで、被処理基板Ｈ１に付着するパーティクル量を大幅に低減することができる。
＜アンテナ８＞
また、ドラム６の内部には、図２に示すように、誘導結合性のプラズマを処理室２の内部に発生させるためのアンテナ８が設けられている。具体的には、アンテナ８は直線状のアンテナであり、ドラム６と同軸となるように設けられており、両端部が各々パッキンＰ１を介して取付構造Ｔに気密に取り付けられている。つまり、本開示のプラズマ処理装置１は、アンテナ８に高周波電流を流してアンテナ８の近傍に高周波誘導電界を発生させ、誘導結合性のプラズマを生成させる。
また、アンテナ８の両端部は、各々処理室２の外部に引き出されている。また、アンテナ８の一方の端部及び他方の端部には、図３に示すように、インピーダンス調整部１２及びインピーダンス調整部１４がそれぞれ設けられている。
インピーダンス調整部１２は、整合回路を備えており、インピーダンス調整部１２を介してアンテナ８の一方の端部が電源１３に接続されている。また、インピーダンス調整部１４は、可変コンデンサを備えている。アンテナ８の他方の端部は、インピーダンス調整部１４を介して接地されている。
電源１３は、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力を、インピーダンス調整部１２を介してアンテナ８の一方の端部に供給する。上記制御部がインピーダンス調整部１４の上記可変コンデンサの容量を変更することにより、処理室２の内部のアンテナ８に高周波電力が効率的に供給されるように制御する。そして、アンテナ８は、ドラム６と同軸となるように設けられていることから、ドラム６の外周面に向かう方向で周方向に均一にプラズマを発生させることができる。この結果、本実施形態のプラズマ処理装置１では、被処理基板Ｈ１への成膜の均一性を高めることができる。
また、上記のようにアンテナ８がドラム６の内部に同軸となるように設けられているので、プラズマ処理装置１において、部材のばらつき等により、量産前の試作段階で、成膜レート等の分布が確認された場合、その分布を補償する方向にアンテナ８の位置を調整することができる。例えば、アンテナ８の長手方向において、アンテナ８の片側端部付近の成膜レートが低い場合、当該端部をプラズマ生成領域ＰＡの方向（図１の紙面下方）に近づけるような調整を行うことができ、上述の分布を解消することができる。
なお、上記の説明以外に、処理室２に対して、アンテナ８を回動可能に構成してもよい。但し、アンテナ８を固定する場合の方が、プラズマ処理装置１の構成を簡略化することができる点で好ましい。
＜内部電極１０＞
処理室２の内部には、内部電極１０がドラム６の外部でプラズマ生成領域ＰＡ内に設けられている。具体的には、内部電極１０は、ドラム６の外周面に沿うように、断面形状が略円弧状に構成されている。内部電極１０は、絶縁スペーサー１１を介してマスク９に固定されることにより、プラズマ生成領域ＰＡ内でドラム６の外周面及び当該外周面上の被処理基板Ｈ１に対向して配置されている。
内部電極１０は、例えば、カーボン板または金属板を用いて構成されている。内部電極１０は、処理室２の内部において、上記プラズマに含まれた荷電粒子を制御する制御電極である。すなわち、内部電極１０には、内部電極１０に接続された電源を含み、当該電源を制御することにより、内部電極１０の電位を制御する電極電位制御部１０Ｅ（図５）が接続されている。電極電位制御部１０Ｅは、上記制御部からの指示に従って、電極電源から内部電極１０に印加する印加電圧を可変に調整することにより、内部電極１０の電位を所定の電位に制御する。
尚、カーボン板を用いて内部電極１０を構成した場合には、カーボン板は、金属板に比べて密度が小さいにもかかわらず、強度が強く、たわみ等が内部電極１０に発生しにくい。このため、内部電極１０を大型化したときでも、たわみ等に起因した、プラズマの面内不均一性を生じ難くすることができる。
また、金属板には、密度が低く、電気伝導度が高い金属材料を用いることが好ましく、具体的には、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることが好ましい。また、このような金属材料の金属板を用いて内部電極１０を構成した場合には、カーボン板を用いた内部電極１０よりも、機械的衝撃に優れた内部電極１０を構成することができ、プラズマ処理装置１の耐衝撃性を高めることができる。この結果、例えば、プラズマ処理装置１に対し、不図示のバルブの開閉等に起因する振動等が伝わる場合には、上述の金属板を用いて内部電極１０を構成する場合の方が好ましい。
内部電極１０は、図４に示すように、例えば、各々円形状に形成された、複数の開口１０ａを有するパンチングメタル形状のグリッド電極によって構成されている。内部電極１０では、上記荷電粒子の極性に応じて、選択的に運動エネルギーを荷電粒子に与えたり、被処理基板Ｈ１への荷電粒子の到達量を低減させたりする（詳細は後述。）。
なお、上記の説明以外に、例えば、メッシュ状のグリッド電極を内部電極１０に用いる構成でもよい。
また、上記の説明以外に、開口１０ａを設けていない、平板状の内部電極１０を用いることもできる。この場合、プラズマ生成領域ＰＡは、ドラム６と内部電極１０の間に限定される傾向となる。これにより、高密度なプラズマを生成でき、成膜レートやエッチングレートを向上させることが可能となってタクトタイムを短くできる。但し、処理ガスが、プラズマ生成領域ＰＡに効率よく供給されるように、処理ガスの噴出位置および噴出角度を調整することが好ましい。
一方、開口１０ａを設けている場合、処理ガスの噴出位置や噴出角度によらず、開口１０ａによって処理室２の内部に導入された処理ガスをドラム６上の領域に円滑に供給することができる。このため、開口１０ａを設けている場合、内部電極１０を処理室２の内部に配置したことによるプラズマ処理の処理効率の低下を抑えることができる。
＜動作例＞
図５も用いて、本実施形態１のプラズマ処理装置１の動作について具体的に説明する。図５は、上記内部電極１０の機能を説明する図である。なお、以下の説明では、内部電極１０の動作について主に説明する。また、図５では、被処理基板Ｈ１、ドラム６、及びアンテナ８などの図示は省略する。
図５に示すように、アンテナ８（図１）が動作して処理室２の内部にプラズマが発生すると、当該プラズマに含まれた荷電粒子ｋは、中性粒子ｎと異なり、内部電極１０への印加電圧に応じて、移動する。つまり、処理室２の内部では、図５に示すように、処理室２は接地されているので、プラスイオンｐ及び電子あるいはマイナスイオンｅからなる荷電粒子ｋは、内部電極１０への印加電圧に応じて、運動する。つまり、処理室２の内部では、上記荷電粒子ｋは、その極性に応じて、内部電極１０から選択的に運動エネルギーを与えられたり、被処理基板Ｈ１への到達量を低減させられたりする。
具体的にいえば、図５の矢印Ｅにて示すように、電極電位制御部１０Ｅが、例えば、内部電極１０の電位がプラズマ電位よりも低電位となるように、内部電極１０に対して負の電圧を印加する。この場合、プラスイオンｐは、図５の矢印に示すように、被処理基板Ｈ１へ向かう方向での運動エネルギーが大きくされる。この結果、被処理基板Ｈ１の表面でのプラスイオンｐの反応を促進することができ、高品質な膜を当該表面上に成膜することができる。
一方、電子あるいはマイナスイオンｅは、図５の矢印に示すように、被処理基板Ｈ１とは反対側へ向かう方向での運動エネルギーが大きくされる。これにより、電子あるいはマイナスイオンｅの被処理基板Ｈ１への到達量を低減することができる。この結果、電子あるいはマイナスイオンｅがプラズマ処理による被処理基板Ｈ１の表面に形成される被膜の膜質を低下させる場合などにおいて、膜質の低下を抑えることができる。
以上のように構成された本実施形態１のプラズマ処理装置１は、被処理基板（フィルム）Ｈ１に対して所定のプラズマ処理を行う処理室２を備えている。処理室２の内部は、処理室２に連続して供給される被処理基板Ｈ１をガイドするドラム６と、処理室２の内部に誘導結合性のプラズマを発生させるためのアンテナ８と、を備えている。アンテナ８は、ドラム６の内部に配置され、プラズマ処理はドラム６上の被処理基板Ｈ１に対して行われている。これにより、本実施形態１では、処理室２に連続して供給される長尺の被処理基板Ｈ１に対してプラズマ処理を連続的に行う場合でも、高品質のプラズマ処理を行うことができるコンパクトなプラズマ処理装置１を構成することができる。
つまり、本実施形態１のプラズマ処理装置１は、長尺の被処理基板Ｈ１をガイドする円筒状のドラム６を用いているので、長尺の被処理基板Ｈ１に対してプラズマ処理を行うことができる。また、本実施形態１のプラズマ処理装置１は、アンテナ８をドラム６と同軸となるようにドラム６の内部に設けている。この結果、本実施形態１のプラズマ処理装置１は、処理室２の内部でドラム６の外周近傍にプラズマを効率よく生成できる。更に、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、上記従来例と異なり、処理室２の内部に、アンテナ８専用の設置スペースを確保する必要がない。したがって、本実施形態１のプラズマ処理装置１は、上記従来例と異なり、構造の大型化や複雑化することを抑えることができ、コンパクトなプラズマ処理装置１を構成することができる。
すなわち、上記従来例では、アンテナがドラムの周面に対向するように設けられていた。このため、従来例では、その構成の大型化や複雑化することを抑えるコンパクトに構成することが困難であった。また、従来例では、ドラムの周面に対して、アンテナを精度よく位置決めする必要があった。それ故、従来例では、ドラムの周方向におけるプラズマの均一性を容易に確保することができずに、フィルムでの成膜の均一性をも向上させることが難しいことがあった。特に、従来例において、ドラムの外周で周方向に沿って広い領域で成膜をさせる場合には、従来例ではアンテナを周方向に並べる必要があった。このため。従来例では、その構成が複雑化し、更には処理室の壁に沿ってアンテナの取付構造などを色々と設ける必要を生じた。
一方、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、アンテナ８専用の設置スペースを処理室２の内部に設けることなく、長尺の被処理基板Ｈ１に対しても高品質のプラズマ処理を行うことができる。このため、本実施形態１では、ドラム６の外周で周方向に沿って広い領域で成膜を行うことができるコンパクトなプラズマ処理装置１を構成することができる。
また、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、ドラム６の内部における、アンテナ８の位置を調整することにより、ドラム６の外周面からプラズマ生成領域ＰＡに向かって生じるプラズマを制御することが可能となる。これにより、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、アンテナ８からのプラズマをドラム６の外周面に向かって均一に発生させることが可能となる。この結果、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、被処理基板Ｈ１での成膜の均一性を高めることができる。従って、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、長尺の被処理基板Ｈ１に対してプラズマ処理を連続的に行う場合でも、高品質のプラズマ処理を行うことができる。
また、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、内部電極１０を処理室２の内部に備えているため、上記プラズマの荷電粒子のドラム６上の被処理基板Ｈ１に対する運動や到達量を直接的に制御することができる。さらに、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、内部電極１０とプラズマ処理中の被処理基板Ｈ１との間での電位勾配を大きく形成することができる。
この結果、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、図５に例示したように、プラズマに含まれた荷電粒子ｋの極性に応じて、選択的に運動エネルギーを荷電粒子ｋに与えることができる。このため、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、被処理基板Ｈ１への荷電粒子ｋの到達量を増減することができる。従って、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、荷電粒子ｋの動作を適切に制御することができ、被処理基板Ｈ１に対する高精度なプラズマ処理を容易に行うことができる。
また、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、内部電極１０はアンテナ８との間で被処理基板Ｈ１を挟むように配置される。そのため、ドラム６上の被処理基板Ｈ１に対してプラズマ処理を行うプラズマに対して、内部電極１０により被処理基板Ｈ１との間に付与される電界を作用させることができるようになる。よって、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、プラズマの荷電粒子の被処理基板Ｈ１に対する運動や到達量の制御を効率的に行うことができる。この結果、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、被処理基板Ｈ１に対する高精度なプラズマ処理をより容易に行うことができる。
また、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、プラズマ処理として、被処理基板Ｈ１に対してプラズマを使用した化学気相堆積法を行っている。これにより、本実施形態１のプラズマ処理装置１では、被処理基板Ｈ１に対し、高品質な成膜を施すことができる。
〔変形例〕
本開示の変形例について、図６を用いて具体的に説明する。図６は、上記プラズマ処理装置１の変形例の要部構成を説明する図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本変形例と上記実施形態１との主な相違点は、アンテナ８の長手方向の一端部８ａ及び他端部８ｂをドラム６の径方向に移動可能に処理室２に設けて、一端部８ａ及び他端部８ｂの各位置を制御する位置制御部８０を設けた点である。
本変形例のプラズマ処理装置１では、図６に示すように、処理室２において、ドラム６（図１）の径方向に開口した長孔２ａが壁面に形成されている。また、アンテナ８は、一端部８ａ及び他端部８ｂが各々長孔２ａを挿通するように処理室２の壁面に取り付けられており、一端部８ａ及び他端部８ｂは各々長孔２ａ内を上記径方向に移動可能となっている。つまり、線状のアンテナ８は、ドラム６の軸に略平行に配置されるとともに、ドラム６の軸と平行な方向からの角度のずれが調整可能であるように、処理室２に支持されている。
また、本変形例のプラズマ処理装置１では、位置制御部８０が、例えば、アンテナ８の一端部８ａに接続されている。この位置制御部８０は、アンテナ８の一端部８ａを上記径方向に移動させるためのモータ等の可動機構（図示せず）を備えている。そして、位置制御部８０は、上記制御部からの指示に従って、上記可動機構を動作させることにより、一端部８ａ及び他端部８ｂの各位置を制御する。これにより、アンテナ８は、ドラム６に対して、長手方向で傾いた状態で配置されることが可能となる。すなわち、本変形例では、アンテナ８は、ドラム６の内部でドラム６と同軸に配置された状態から、アンテナ８の中心軸がドラム６の中心軸に対して長手方向で傾斜した状態とされることができる。
以上のように、本変形例のプラズマ処理装置１では、位置制御部８０がアンテナ８の長手方向での傾きを調整することが可能である。このため、本変形例のプラズマ処理装置１では、上記長手方向における、アンテナ８とドラム６の外周面上の被処理基板Ｈ１との間の距離をアンテナ８の一端部８ａ側と他端部８ｂ側とで異なる値に設定することができる。従って、本変形例のプラズマ処理装置１では、被処理基板Ｈ１への成膜分布に偏りができた場合に、アンテナ８の取付けの上記調整を行うことで、偏りを調整して均一性を容易に確保することができる。この結果、本変形例のプラズマ処理装置１では、被処理基板Ｈ１に対する高精度なプラズマ処理を確実に行うことができる。
〔実施形態２〕
本開示の実施形態２について、図７及び図８を用いて具体的に説明する。図７は、本開示の実施形態２に係るプラズマ処理装置１の構成を説明する図である。図８は、図７に示したアンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃの具体的な構成例を説明する図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
本実施形態２と上記実施形態１との主な相違点は、複数のアンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃをドラム６の内周面に沿うようにドラム６の内部に並べて設けた点である。
本実施形態２のプラズマ処理装置１では、図７に示すように、複数、例えば、３つのアンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃがドラム６の内部に設けられている。また、これらのアンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、ドラム６の内周面に沿うように並べて設けられている。また、これらのアンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、例えば、上記内周面に対する離間距離が同じとなるように、配置されている。更に、アンテナ１８ｂは、図７の上下方向において、アンテナ１８ａ、１８ｃよりも下側の位置で、かつ、アンテナ１８ａとの距離及びアンテナ１８ｃとの距離が同一距離となるように、処理室２に取り付けられている。
図８に示すように、アンテナ１８ａの一方の端部には、インピーダンス調整部１２及び電源１３が順次接続されている。また、アンテナ１８ａの他方の端部及びアンテナ１８ｂの他方の端部には、インピーダンス調整部１４ａが接続されている。また、アンテナ１８ｂの一方の端部及びアンテナ１８ｃの一方の端部には、インピーダンス調整部１４ｂが接続されている。また、アンテナ１８ｃの他方の端部には、インピーダンス調整部１４ｃが接続されている。
インピーダンス調整部１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、各々可変コンデンサを備えている。アンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、インピーダンス調整部１４ａ、１４ｂを介在させて直列に接続されており、インピーダンス調整部１４ｃを介して接地されている。そして、本実施形態２のプラズマ処理装置１では、上記制御部がインピーダンス調整部１４ａ、１４ｂ、１４ｃの各可変コンデンサの容量を変更することにより、アンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃに高周波電力が効率的に供給されるように制御する。
以上の構成により、本実施形態２のプラズマ処理装置１では、上記実施形態１のものと同様な効果を奏する。また、本実施形態２のプラズマ処理装置１では、ドラム６の内部において、アンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃがドラム６の内周面に沿って均一に並べて設けられている。これにより、本実施形態２のプラズマ処理装置１では、アンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、プラズマ生成領域ＰＡにおいて、ドラム６の外周面上に生じるプラズマが均一になるように発生させることができる。従って、本実施形態２のプラズマ処理装置１では、ドラム６の外周面上のプラズマ処理中の被処理基板Ｈ１に対して、プラズマを均一に付与することができる。
この結果、本実施形態２のプラズマ処理装置１では、実施形態１のものに比べて、被処理基板Ｈ１に対するプラズマの均一性をより確実に確保することができ、被処理基板Ｈ１に対する高精度なプラズマ処理をより確実に行うことができる。
〔まとめ〕
上記の課題を解決するために、本開示の一側面に係るプラズマ処理装置は、処理室を備え、前記処理室に連続して供給されるフィルムに対して、プラズマを用いた処理を行うプラズマ処理装置であって、前記処理室の内部に、前記処理室に連続して供給される前記フィルムをガイドするドラムと、前記処理室の内部に誘導結合性のプラズマを発生させるためのアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記ドラムの内部に配置され、前記プラズマ処理は、前記ドラム上の前記フィルムに対して行われている。
上記構成によれば、プラズマ処理装置が、処理室に連続して供給されるフィルムをガイドするドラムを処理室の内部に備えているため、当該フィルムに対してプラズマ処理を行うことができる。その上、ドラムの内部にアンテナが配置されているため、ドラム上のフィルムに対してプラズマ処理を行うプラズマを効率よく生成できる。また、処理室が大型化や複雑化することを抑えて、高品質のプラズマ処理を行えるコンパクトなプラズマ処理装置を提供することができる。
上記一側面に係るプラズマ処理装置において、前記処理室の内部に、所定の電位が印加される内部電極をさらに備えてもよい。
上記構成によれば、プラズマ処理装置が、所定の電位が印加される内部電極を処理室の内部に備えているため、上記プラズマの荷電粒子のドラム上のフィルムに対する運動や到達量を直接的に制御することができる。この結果、フィルムに対する高精度なプラズマ処理を容易に行うことができる。
上記一側面に係るプラズマ処理装置において、前記内部電極は、前記ドラムの外に配置されてもよい。
上記構成によれば、内部電極がアンテナとの間にフィルムを挟むように配置される。そのため、ドラム上のフィルムに対してプラズマ処理を行うプラズマに対して、内部電極によりフィルムとの間に付与される電界を作用させることができるようになる。よって、プラズマの荷電粒子のフィルムに対する運動や到達量の制御を行うことができる。この結果、フィルムに対する高精度なプラズマ処理を容易に行うことができる。
上記一側面に係るプラズマ処理装置において、前記内部電極は、複数の開口を有するカーボン板または金属板からなってもよい。
上記構成によれば、開口によって処理室の内部に導入された処理ガスをドラム上の領域に円滑に移動させることができ、内部電極を処理室内部に配置したことによるプラズマ処理の処理効率の低下を抑えることができる。
上記一側面に係るプラズマ処理装置において、前記アンテナは、線状のアンテナであって、前記ドラムの軸に略平行に配置されるとともに、前記ドラムの軸と平行な方向からの角度のずれが調整可能であるように、前記処理室に支持されてもよい。
上記構成によれば、ドラムの内部に線状のアンテナを容易に配置することができる。また、アンテナは、ドラムの軸と平行な方向からの角度のずれが調整可能であるので、フィルムに対するプラズマの均一性をより容易に確保することができる。この結果、フィルムに対する高精度なプラズマ処理を確実に行うことができる。
上記一側面に係るプラズマ処理装置において、複数の前記アンテナが、前記ドラムの内部で当該ドラムの内周面に沿うように、並べて設けられてもよい。
上記構成によれば、複数の各アンテナがプラズマをドラムの外周面に向かって発生させるので、ドラムの外周面上のプラズマ処理中のフィルムに対して、プラズマを均一に付与することができる。この結果、フィルムに対する高精度なプラズマ処理をより確実に行うことができる。
上記一側面に係るプラズマ処理装置において、前記処理室に連続して供給される前記フィルムの、前記ドラムよりも上流側において前記フィルムを予備加熱する加熱部が設けられてもよい。
上記構成によれば、フィルムに対する高品質のプラズマ処理を施すことができる。
上記一側面に係るプラズマ処理装置において、前記ドラムは、回動可能に前記処理室に支持されてもよい。
上記構成によれば、ドラムがフィルムをガイドしつつ、搬送するので、フィルムを円滑に搬送させることができるようになる。この結果、フィルムに対するプラズマ処理をより適切に施すことができる。
上記一側面に係るプラズマ処理装置において、前記プラズマ処理では、前記プラズマを用いた化学気相堆積法による成膜処理であってもよい。
上記構成によれば、被処理物に対し、高品質な成膜を施すことができる。
本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。
１ プラズマ処理装置
２ 処理室
５ 第１の内部ローラ（送出部）
６ ドラム
８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ アンテナ
８ａ 一端部
８ｂ 他端部
１０ 内部電極
１０ａ 開口
８０ 位置制御部
Ｈ１ 被処理基板（フィルム）
ＰＡ プラズマの生成領域
ＨＡ 加熱部
ＨＡＣ 加熱制御部
ｋ 荷電粒子
ｐ プラスイオン
ｅ 電子あるいはマイナスイオン

Claims (9)

  1. 処理室を備え、前記処理室に連続して供給されるフィルムに対して、プラズマを用いた処理を行うプラズマ処理装置であって、
    前記処理室の内部に、
    前記処理室に連続して供給される前記フィルムをガイドする、誘電体を用いて構成されるドラムと、
    前記処理室の内部に誘導結合性のプラズマを発生させるためのアンテナと、を備え、
    前記アンテナは、前記ドラムの内部に配置され、
    前記プラズマ処理は、前記ドラム上の前記フィルムに対して行われている、プラズマ処理装置。
  2. 前記処理室の内部に、
    所定の電位が印加される内部電極をさらに備えている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
  3. 前記内部電極は、前記ドラムの外に配置されている、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
  4. 前記内部電極は、複数の開口を有するカーボン板または金属板からなる、請求項２または３に記載のプラズマ処理装置。
  5. 前記アンテナは、線状のアンテナであって、
    前記ドラムの軸に略平行に配置されるとともに、前記ドラムの軸と平行な方向からの角度のずれが調整可能であるように、前記処理室に支持されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
  6. 複数の前記アンテナが、前記ドラムの内部で当該ドラムの内周面に沿うように、並べて設けられている、請求項１から５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
  7. 前記処理室に連続して供給される前記フィルムの、前記ドラムよりも上流側において前記フィルムを予備加熱する加熱部が設けられている、請求項１から６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
  8. 前記ドラムは、回動可能に前記処理室に支持されている、請求項１から７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
  9. 前記プラズマ処理は、前記プラズマを用いた化学気相堆積法による成膜処理である、請求項１から８のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
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