离子注入装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及离子注入装置。
【背景技术】
[0002]以往，已知使用在一个方向上搬送长尺寸的膜的同时在其表面注入等离子体中的离子来进行表面改质的所谓离子注入方法，在例如膜表面中制作气体阻隔层的例子(例如参照专利文献I)。
[0003]在专利文献I中，公开了实施该离子注入方法的离子注入装置。在专利文献I所公开的离子注入装置中，在真空腔内设置有卷出辊、卷取辊、电极辊等辊类，并且设置有气体导入单元。另外，在电极辊中设置有电压施加单元。
[0004]在上述离子注入装置中，如果向腔内导入离子注入气体，并对电极辊通过电压施加单元施加电压，则腔壁面成为接地而在电极辊与腔壁面之间形成电场，形成等离子体。由该等离子体所生成的离子通过负的直流高电压脉冲的施加被吸引到电极辊侧，从而在电极辊的膜的表面进行离子注入。
[0005]专利文献1:日本特开2006 — 70238号公报
【发明内容】
[0006]但是，近年来，通过膜的宽度变宽，电极辊大型化，由此离子注入装置大型化。如果这样离子注入装置大型化，则电极辊与腔壁面的距离变大，所以在电极辊与腔壁面之间形成的电场的强度(电场强度)变小。其原因为，电场强度与电极间距离成反比例。另外，这样伴随装置的大型化，在电极辊与腔壁面之间形成的电场强度变小，从而所形成的等离子体的密度(等离子体密度)变小，有产生无法进行期望的离子注入处理这样的问题之虞。
[0007]此处，为了提高等离子体密度，还考虑使对电极辊施加的电压成为更高的电压，但用于高电压化的电压源的增设使制造成本变高，并且需要使足下空间增加、使装置的耐电压上升，所以不优选。
[0008]因此，本发明的课题在于解决上述以往技术的问题，其目的在于提供一种离子注入装置，无需增设电压源而能够提高等离子体密度。
[0009]本发明提供一种离子注入装置，具备:真空腔；在外周部的一部分缠绕膜的电极辊；对该电极辊施加电压的电压施加单元；以及向所述真空腔内导入气体的气体导入单元，通过所述电压施加单元对所述电极辊施加电压，并且通过所述气体导入单元导入气体而形成等离子体，在所述膜的表面进行离子注入处理，其特征在于:与所述电极辊的缠绕所述膜的面相向地设置了电极部件。
[0010]在本发明中，通过与所述电极辊的缠绕所述膜的面相向地设置电极部件，在电极辊与电极部件之间形成电场，所以相比于在电极辊与真空腔壁面之间形成电场，能够形成电场强度更高的电场。因此，能够提高等离子体密度。
[0011]沿着所述电极辊的圆周方向设置有所述电极部件。由此，在电极辊的圆周方向上均匀地形成电场强度高的电场。
[0012]作为本发明的优选的实施方式，所述电极部件由多个板状部件构成，沿着所述电极辊的圆周方向分别相互隔开设置有所述电极部件。
[0013]沿着所述电极辊的轴方向设置有所述电极部件。由此，在电极辊的轴方向上均匀地形成电场强度高的电场。
[0014]所述电压施加单元对所述电极辊的轴方向的端部施加电压，所述电极部件构成为在电极辊的轴方向上的角度可变。如果对电极辊的轴方向的端部施加了电压，则通过电极辊自身的电阻，从由电压施加单元施加了电压的电极辊的端部的距离越远，电压越降低，有电极辊的轴方向上的电场强度变得不均匀的担心。但是，在本发明中，能够变更电极部件和电极辊的间隔来改变电极辊的轴方向上的电场强度，从而使电场强度变得均匀。
[0015]在所述电极辊的端部，设置有与所述电极辊相同直径的延长部件。通过设置与所述电极辊相同的直径的延长部件，能够抑制电极辊端部处的等离子体的蔓延，能够使宽度方向上的等离子体密度均匀化。
[0016]根据本发明的离子注入装置，能够起到无需增设电压源而能够提高等离子体密度这样的优良的效果。
【附图说明】
[0017]图1是实施方式I的离子注入装置的示意图。
[0018]图2是用于说明在实施方式I的离子注入装置中使用的电极部件的示意的立体图。
[0019]图3是用于说明在实施方式2的离子注入装置中使用的电极部件的示意图。
[0020]图4是用于说明在实施方式2的离子注入装置中使用的电极部件的示意图。
[0021]图5是用于说明在实施方式3的离子注入装置中使用的电极辊的示意图。
[0022]图6是示出实施例1、比较例I的结果的图形。
[0023]图7是示出实施例2、比较例2的结果的图形。
[0024](符号说明)
[0025]UlA:离子注入装置；2:膜；3:相向电极；11:真空腔；12:真空泵;13、13A、13B:电极辊；14:卷出辊；15:搬送辊；16:卷取辊；17:接地；21:电压施加单元；31:气体导入单元;42、42A:电极部件；43:支撑部；44:框体;45:台座;46、46A:支撑部件；51:柱状部件；52:旋转部；53:旋转轴；54:凸部；55:引导部件；56:槽；57:孔；61:延长部件。
【具体实施方式】
[0026](实施方式I)
[0027]使用图1、2，说明本发明的实施方式。
[0028]如图1所示，离子注入装置I具备真空腔11。在真空腔11中，设置有具有真空泵12的排气单元。排气单元构成为能够使真空腔11内部成为规定的真空度。
[0029]在真空腔11中，设置有电极辊13、卷出辊14、多个搬送辊15、卷取辊16。在电极辊13的下方侧缠绕有从卷出辊14并经由搬送辊15所搬送的膜2。膜2在该电极辊13中进行详细后述的离子注入处理，经由搬送辊15搬送到卷取辊16。S卩，处于卷出辊14的膜是离子注入处理前的膜，处于卷取辊16的膜2是离子注入处理后的膜。
[0030]电极辊13由导电体构成。在该电极辊13中，设置有电压施加单元21。电压施加单元21构成为能够对电极辊13施加交流电压以及直流电压。另外，虽然在图1中未图示，电压施加单元21构成为对电极辊13的轴方向的端部施加电压而沿着电极辊13的轴方向(宽度方向)流过电流。通过利用上述电压施加单元21施加电压，电极辊13作为电极而发挥功能。
[0031]另外，在真空腔11中，设置有气体导入单元31。气体导入单元31构成为设置有未图示的气体源和控制单元，能够在对来自气体源的气体进行流量控制的同时导入到真空腔11内。
[0032]此处，在真空腔11中，在电极辊13与真空腔11的壁面之间，与电极辊13的缠绕所述膜2的面相向地设置有由电极部件42构成的相向电极3。详细在后叙述，能够通过设置上述相向电极3来形成高密度等离子体。
[0033]使用图2，详细说明相向电极3的结构。
[0034]相向电极3具有多个电极部件42。如图2所示，电极部件42是沿着电极辊13的圆周方向设置的。电极部件42通过支撑该电极部件42的支撑部43，在真空腔11的底面被设置成位于电极辊13的下方。
[0035]支撑部43具有长方体的框体44。框体44的长度方向与电极辊13的轴方向大致一致。在框体44的长度方向的两端上部，设置有台座45。在台座45中，分别相互隔开设置有多个支撑部件46。支撑部件46固定于电极部件42的端部，在台座45上支撑电极部件42。另外，关于支撑部43的形状等，只要能够支撑电极部件42、并且将电极部件42电气地连接到真空腔11，则可以是任意的形状。
[0036]电极部件42由板状部件构成。与电极辊的缠绕所述膜的面相向地沿着电极辊13的圆周方向分别相互隔开设置各电极部件42。
[0037]电极部件42是沿着电极辊13的轴方向设置的。电极部件42的长度方向的长度与电极辊13的轴方向的长度大致一致。
[0038]在本实施方式中，6个板状的电极部件42与电极辊13的下方面中