プラズマ改質成膜装置
【課題】 一つの低圧チャンバー内で、基材の表面の改質と該表面への成膜とを連続して行うことができるプラズマ改質成膜装置を提供する。
【解決手段】 プラズマ改質成膜装置１は、チャンバー１０と、基材Ｆを搬送する搬送手段２０、２００、２０１と、基材Ｆの表面を改質するＥＣＲプラズマ生成装置３と、基材Ｆの該表面に薄膜を形成する成膜装置６と、を備える。ＥＣＲプラズマ生成装置３は、マイクロ波を伝送する矩形導波管３１と、該マイクロ波が通過するスロット３２０を有するスロットアンテナ３２と、スロット３２０を覆うように配置され、プラズマ生成領域側の表面３３０はスロット３２０から入射する該マイクロ波の入射方向に平行である誘電体部３３と、誘電体部３３の裏面に配置される支持板３４と、支持板３４の裏面に配置される永久磁石３５と、を備え、ＥＣＲプラズマＰ１を生成する。
【解決手段】 プラズマ改質成膜装置１は、チャンバー１０と、基材Ｆを搬送する搬送手段２０、２００、２０１と、基材Ｆの表面を改質するＥＣＲプラズマ生成装置３と、基材Ｆの該表面に薄膜を形成する成膜装置６と、を備える。ＥＣＲプラズマ生成装置３は、マイクロ波を伝送する矩形導波管３１と、該マイクロ波が通過するスロット３２０を有するスロットアンテナ３２と、スロット３２０を覆うように配置され、プラズマ生成領域側の表面３３０はスロット３２０から入射する該マイクロ波の入射方向に平行である誘電体部３３と、誘電体部３３の裏面に配置される支持板３４と、支持板３４の裏面に配置される永久磁石３５と、を備え、ＥＣＲプラズマＰ１を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一つのチャンバー内において、基材の表面の改質と該表面への成膜とを連続して行うことができるプラズマ改質成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユビキタス社会の到来に向け、スマートフォンなどの携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、タブレットＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、モバイルノートＰＣ等の携帯情報端末、小型ゲーム機器、電子ペーパー等のモバイル機器が普及拡大している。また、これらのモバイル機器に対して、軽量化、薄型化、フレキシブル化、落下、衝撃等による破損抑制等のニーズが高まっている。このため、現在多用されているガラス製の表示部に代わり、樹脂基材に機能性薄膜を積層した機能性樹脂フィルムを用いたタッチパネル、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）デバイス等の需要が増加している。さらに、太陽電池市場においても、機能性樹脂フィルムを用いた、フレキシブルで軽量、薄型の有機系薄膜太陽電池が脚光を浴びている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２４２６９号公報
【特許文献２】特開２００５−１９７３７１号公報
【特許文献３】特開２００７−１８４２５９号公報
【特許文献４】特開２００９−２７５２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、機能性樹脂フィルムを用いた製品においては、従来のガラス製品と比較して、寿命が短いという課題がある。この原因の一つとして、樹脂基材の表面にある、樹脂成分に由来するノジュール（ブルームした粒状の塊）が考えられる。すなわち、樹脂基材へ機能性薄膜を形成する際、樹脂基材の表面にノジュールがあると、ノジュールに沿って薄膜が凹凸に形成されてしまう。薄膜に凹凸があると、凸部に電界が集中し、デバイスが破損しやすくなる。
【０００５】
一例として、フレキシブル有機ＥＬデバイスについて説明する。図７に、有機ＥＬデバイスの断面図を示す。図７に示すように、有機ＥＬデバイス８は、前方から後方に向かって、ハードコート層８０と、樹脂基材８１と、前面ガスバリア膜８２と、陽極８３と、ホール輸送層８４と、電子輸送性発光層８５と、陰極８６と、後面ガスバリア層８７と、を備えている。
【０００６】
有機ＥＬデバイス８の発光原理について簡単に説明する。陽極８３、陰極８６に電圧を印加すると、陽極８３からホール（正孔）が、陰極８６から電子が、各々、発生する。ホールは、陽極８３から、ホール輸送層８４を通過し、電子輸送性発光層８５に進入する。一方、電子は、陰極８６から、電子輸送性発光層８５に進入する。電子輸送性発光層８５においてホールと電子とが結合することにより、発光する。ここで、電子輸送性発光層８５の前方に配置されているハードコート層８０、樹脂基材８１、前面ガスバリア膜８２、陽極８３、ホール輸送層８４は透明である。このため、当該発光は、有機ＥＬデバイス８の前方から視認することができる。
【０００７】
有機ＥＬデバイス８において、ガスバリア膜８２および陽極８３は、スパッタやＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等により、樹脂基材８１の後面に形成される。しかしながら、樹脂基材８１の後面に粒子径の大きなノジュールが存在したまま、ガスバリア膜８２および陽極８３を形成すると、当該ノジュールに沿って膜の凹凸が大きくなってしまう。そして、陽極８３の凸部に電界が集中し、その影響で電子輸送性発光層８５が劣化して、発光しなくなる。
【０００８】
形成する薄膜の凹凸を小さくするためには、成膜前に、樹脂基材の表面のノジュールを微細化、あるいは除去しておくことが望ましい。そこで、本発明者は、マイクロ波プラズマを照射して、樹脂基材の表面を改質する方法を検討した。しかし、例えば特許文献１、２に記載されているような従来の方法においては、５Ｐａ以上の圧力下でマイクロ波プラズマを生成する。つまり、それよりも低い圧力下においては、マイクロ波プラズマを生成することは難しい。一方、スパッタ等による成膜は、不純物の侵入を抑制し、膜質を維持するために、０．３〜１Ｐａ程度の低圧下で行うことが望ましい。したがって、従来は、マイクロ波プラズマを生成できる圧力と、成膜時の圧力と、が異なっていたため、改質処理と成膜処理とを別々のチャンバーで行う必要があった（例えば、特許文献１の図７、図８参照）。
【０００９】
この場合、ガスを供給、排出するための装置や、基材の搬送装置等が、チャンバーごとに必要になる。このため、設備費用が大きくなり製造コストがかさむ。また、改質処理を終えた基材が成膜チャンバーへ搬送される間に、表面に不純物が付着するなどして、基材が汚染されるおそれがある。
【００１０】
ちなみに、低圧下でプラズマを維持する試みとして、上記特許文献１には、誘電体部のチャンバー側に磁石を配置する態様が、開示されている。しかしながら、誘電体部のチャンバー側に磁石を配置した場合、磁石が、生成したプラズマや、誘電体部の表面を伝播するマイクロ波に晒される。このため、磁石の温度が上昇して、磁性が低下してしまう。よって、マイクロ波プラズマを、低圧下で安定して生成することは難しい。また、上記特許文献３には、誘電体部のチャンバー側にホロー状穴を形成する態様が、開示されている。しかし、この態様によると、マイクロ波プラズマを均一に生成させることは難しい。加えて、低圧下で安定して生成することも難しい。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、一つの低圧チャンバー内で、基材の表面の改質と該表面への成膜とを連続して行うことができるプラズマ改質成膜装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記課題を解決するため、本発明のプラズマ改質成膜装置は、チャンバーと、該チャンバー内に配置され、基材を搬送する搬送手段と、マイクロ波を用いた電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）によりプラズマを生成し、該プラズマにより該基材の表面を改質するＥＣＲプラズマ生成装置と、該基材の該表面に薄膜を形成する成膜装置と、を備え、一つの該チャンバー内において、該基材の該表面の改質と該表面への成膜とを連続して行うことができるプラズマ改質成膜装置であって、該ＥＣＲプラズマ生成装置は、マイクロ波を伝送する矩形導波管と、該矩形導波管の一面に配置され、該マイクロ波が通過するスロットを有するスロットアンテナと、該スロットアンテナの該スロットを覆うように配置され、プラズマ生成領域側の表面は該スロットから入射する該マイクロ波の入射方向に平行である誘電体部と、該誘電体部の裏面に配置され該誘電体部を支持する支持板と、該支持板の裏面に配置され該プラズマ生成領域に磁場を形成する永久磁石と、を備え、該誘電体部から該磁場中に伝播する該マイクロ波によりＥＣＲを発生させながらプラズマを生成することを特徴とする。
【００１３】
本発明のプラズマ改質成膜装置においては、基材の表面の改質処理を、ＥＣＲプラズマ生成装置を用いて行う。当該ＥＣＲプラズマ生成装置によると、１Ｐａ以下の低圧下でも、高密度なプラズマを安定して生成することができる。この理由を、以下に説明する。なお、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置においては、プラズマ生成領域側の面を「表面」とし、表面に背向する面を「裏面」と称する。
【００１４】
まず、従来のマイクロ波プラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の構成を説明する。図６に、従来のプラズマ生成部の斜視図を示す。図６に示すように、プラズマ生成部９は、導波管９０と、スロットアンテナ９１と、誘電体部９２と、を有している。スロットアンテナ９１は、導波管９０の右方開口部を塞ぐように配置されている。すなわち、スロットアンテナ９１は、導波管９０の右壁を形成している。スロットアンテナ９１には、複数の長孔状のスロット９１０が形成されている。誘電体部９２は、スロット９１０を覆うように、スロットアンテナ９１の右面（チャンバー側）に配置されている。導波管９０の前端から伝送されたマイクロ波は、図中左右方向の白抜き矢印Ｙ１で示すように、スロット９１０を通過して、誘電体部９２に入射する。誘電体部９２に入射したマイクロ波は、図中前後方向の白抜き矢印Ｙ２で示すように、誘電体部９２の右面９２０に沿って伝播する。これにより、マイクロ波プラズマＰが生成される。
【００１５】
ここで、スロット９１０から誘電体部９２へ入射するマイクロ波の入射方向（矢印Ｙ１）と、誘電体部９２の右面９２０と、は直交する。このため、誘電体部９２に入射したマイクロ波は、生成したマイクロ波プラズマＰに遮られ、進行方向を９０°変えて、誘電体部９２の右面９２０を伝播する（矢印Ｙ２）。このように、生成したマイクロ波プラズマＰに対して垂直にマイクロ波が入射するため、プラズマソースであるマイクロ波がマイクロ波プラズマＰに伝播しにくい。このため、低圧下でのプラズマ生成が難しいと考えられる。
【００１６】
次に、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の構成を説明する。図３に、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の斜視図を示す。なお、図３は、プラズマ生成部の一実施形態を示す図である（後述する実施形態参照）。図３は、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置を、何ら限定するものではない。
【００１７】
図３に示すように、プラズマ生成部３０は、導波管３１と、スロットアンテナ３２と、誘電体部３３と、支持板３４と、永久磁石３５と、を有している。導波管３１の後端左方には、マイクロ波を伝送する管体部５１が接続されている。スロットアンテナ３２は、導波管３１の上方開口部を塞ぐように配置されている。すなわち、スロットアンテナ３２は、導波管３１の上壁を形成している。スロットアンテナ３２には、複数の長孔状のスロット３２０が形成されている。誘電体部３３は、スロット３２０を覆うように、スロットアンテナ３２の上面に配置されている。
【００１８】
管体部５１から伝送されたマイクロ波は、図中上下方向の白抜き矢印Ｙ１で示すように、スロット３２０を通過して、誘電体部３３に入射する。誘電体部３３に入射したマイクロ波は、図中前後方向の白抜き矢印Ｙ２で示すように、主に誘電体部３３の右面３３０に沿って伝播する。これにより、マイクロ波プラズマが生成される。ここで、スロット３２０から誘電体部３３に入射するマイクロ波の入射方向は、誘電体部３３の右面３３０（プラズマ生成領域側の表面）に平行である。生成したマイクロ波プラズマに沿ってマイクロ波が入射するため、プラズマソースであるマイクロ波がマイクロ波プラズマに伝播しやすい。
【００１９】
また、誘電体部３３の左方には、支持板３４を介して、永久磁石３５が八つ配置されている。八つの永久磁石３５は、いずれも右側がＮ極、左側がＳ極である。各々の永久磁石３５から右方に向かって、磁力線Ｍが生じている。これにより、誘電体部３３の右方（プラズマ生成領域）には、磁場が形成されている。
【００２０】
生成したマイクロ波プラズマ中の電子は、サイクロトロン角周波数ωｃｅに従って、磁力線Ｍ方向に対して右回りの旋回運動を行う。一方、マイクロ波プラズマ中を伝播するマイクロ波は、電子サイクロトロン波と呼ばれる右回りの円偏波を励起する。電子サイクロトロン波が右方に伝播し、その角周波数ωがサイクロトロン角周波数ωｃｅに一致すると、電子サイクロトロン波が減衰し、波動エネルギーが電子に吸収される。すなわち、ＥＣＲが生じる。例えば、マイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚの場合、磁束密度０．０８７５Ｔで、ＥＣＲが生じる。ＥＣＲによりエネルギーが増大した電子は、磁力線Ｍに拘束されながら、周辺の中性粒子と衝突する。これにより、中性粒子が次々に電離する。電離により生じた電子も、ＥＣＲにより加速され、さらに中性粒子を電離させる。このようにして、誘電体部３３の右方に、高密度のＥＣＲプラズマＰ１が生成される。
【００２１】
このように、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置によると、生成するマイクロ波プラズマに沿ってマイクロ波を入射させると共に、ＥＣＲを利用してプラズマ密度を大きくすることにより、１Ｐａ以下の低圧下、さらには０．１Ｐａ以下の極低圧下においても、プラズマを生成することができる。すなわち、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置を用いると、成膜処理を行う低圧下においても、高密度なプラズマを安定して生成することができる。したがって、従来、処理圧力の違いから、別々のチャンバーにおいて行わなければならなかった改質処理と成膜処理とを、一つの低圧チャンバー内で連続して行うことができる。これにより、従来は改質、成膜の各チャンバーごとに必要であった、ガスの供給、排出装置や基材の搬送装置等を、一つにまとめることができる。よって、設備費用を削減することができる。また、改質と成膜とを同じチャンバー内で連続して行うため、改質処理された基材の表面に、不純物が付着するおそれは小さい。つまり、基材が汚染されにくくなる。このため、より凹凸の少ない薄膜を形成することができる。
【００２２】
また、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置によると、低電位のまま、エネルギーの大きなプラズマを生成することができる。これにより、基材の粗面化や変形を抑制しながら、大きな改質効果を得ることができる。
【００２３】
また、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置によると、長尺状の矩形導波管を用いて、長手方向にスロットを配置することにより、長尺状のプラズマを生成することができる。したがって、基材の幅が大きく大面積の場合でも、容易に改質処理を行うことができる。
【００２４】
本発明のプラズマ改質成膜装置によると、改質処理により、樹脂基材の表面のノジュールを微細化することができる。このため、その後に形成される薄膜の凹凸を小さくすることができる。したがって、例えば、有機ＥＬデバイス用の樹脂基材に対して、本発明のプラズマ改質成膜装置を用いて改質および成膜を行えば、形成されるガスバリア膜や陽極の凹凸を小さくすることができる。その結果、陽極の凸部への電界集中を抑制し、電子輸送性発光層の劣化を抑制することができる。
【００２５】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記チャンバー内の圧力を０．０５Ｐａ以上３Ｐａ以下にして、改質および成膜を行う構成とする方がよい。
【００２６】
チャンバー内を０．０５Ｐａ以上３Ｐａ以下の高真空状態にすることにより、スパッタ成膜用のプラズマが安定すると共に、不純物の侵入を抑制することができる。また、スパッタ成膜においては、ターゲット粒子の平均自由行程を長くすることができる。これにより、形成される薄膜の膜質が向上する。
【００２７】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記ＥＣＲプラズマ生成装置の前記支持板は、前記永久磁石の温度上昇を抑制するための支持板用冷却手段を有する構成とする方がよい。
【００２８】
永久磁石は、支持板を介して誘電体部の裏面側に配置される。このため、プラズマを生成する際、永久磁石の温度が上昇しやすい。永久磁石の温度がキュリー温度以上になると、磁性が失われてしまう。本構成によると、支持板用冷却手段により、永久磁石の温度上昇が抑制される。このため、永久磁石の磁性が失われるおそれは小さい。したがって、本構成によると、安定した磁場を形成することができる。
【００２９】
（４）好ましくは、上記（１）〜（３）のいずれかの構成において、前記成膜装置は、ターゲットと、該ターゲットの表面に磁場を形成するための磁場形成手段と、を備え、マグネトロン放電で生成したプラズマにより該ターゲットをスパッタし、飛び出したスパッタ粒子を前記基材の前記表面に付着させて薄膜を形成するマグネトロンスパッタ成膜装置である構成とする方がよい。
【００３０】
スパッタによる成膜方法としては、二極スパッタ法や、マグネトロンスパッタ法等がある。なかでも、マグネトロンスパッタ法によると、ターゲット表面に発生した磁場により、ターゲットから飛び出した二次電子が捕らえられる。このため、基材の温度が上昇しにくい。また、捕らえた二次電子でガスのイオン化が促進されるため、成膜速度を速くすることができる。したがって、本構成によると、熱による基材の変形が小さく、比較的速やかに薄膜を形成することができる。なお、本構成のマグネトロンスパッタ成膜装置においては、ＤＣ（直流）マグネトロンスパッタ法（ＤＣパルス方式を含む）を採用することが、望ましい。
【００３１】
（５）好ましくは、上記（４）の構成において、前記マグネトロンスパッタ成膜装置は、さらに、前記ＥＣＲプラズマ生成装置を備え、該ＥＣＲプラズマ生成装置により、該基材と該ターゲットとの間にＥＣＲプラズマが照射される構成とする方がよい。
【００３２】
マグネトロンスパッタ成膜装置においては、生成するプラズマを安定化させるため、ターゲットに数百ボルトの高電圧を印加することが多い。印加電圧が高いと、ターゲットから、クラスター粒子のような粒子径の大きな粒子が飛び出す場合がある。粒子径の大きな粒子が基材に付着すると、形成された膜の表面に凹凸が生じてしまう。膜の表面の凹凸が大きい場合、凹部に酸素等が吸着しやすくなり、膜自身や、膜と接する相手材を劣化させるおそれがある。また、凸部により、相手材を劣化させるおそれがある。
【００３３】
このような問題を解決すべく、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、マグネトロン放電で生成したプラズマ（以下、適宜「マグネトロンプラズマ」と称す）による成膜を、マイクロ波プラズマを照射しながら行えば、印加電圧を下げることができるという見地に至った。このような見地に基づいた本構成のマグネトロンスパッタ成膜装置は、上述したＥＣＲプラズマ生成装置を備える。つまり、本構成のマグネトロンスパッタ成膜装置においては、マグネトロンプラズマによる成膜を、ＥＣＲプラズマを照射しながら行う。基材とターゲットとの間にＥＣＲプラズマを照射することにより、印加電圧を下げても、マグネトロンプラズマを安定に維持することができる。これにより、クラスター粒子のような粒子径の大きな粒子のターゲットからの飛び出しを、抑制することができる。その結果、スパッタ粒子の粒子径のばらつきが抑制され、形成される薄膜の表面の凹凸を、小さくすることができる。また、ＥＣＲプラズマを照射すると、スパッタ粒子が微細化される。このため、よりきめ細やかな薄膜を形成することができる。
【００３４】
（６）好ましくは、上記（１）〜（５）のいずれかの構成において、前記搬送手段は、ロール部材を備える構成とする方がよい。
【００３５】
基材をロール部材で搬送すると、例えば、コンベア等を用いて直線的に搬送する場合と比較して、チャンバーを小型化することができる。
【００３６】
（７）好ましくは、上記（６）の構成において、前記ロール部材は、外周面の温度を低下させるロール用冷却手段を有する構成とする方がよい。
【００３７】
上記（６）の構成によると、基材は、ロール部材の外周面に支持されて搬送される。基材には、ＥＣＲプラズマが照射される。この際、基材の温度が上昇しやすい。基材の温度が高くなると、基材が変形したり、損傷を受けるおそれがある。この点、本構成によると、ロール用冷却手段により、ロール部材の外周面の温度を低下させることができる。よって、搬送される基材の温度上昇を抑制することができる。これにより、熱による基材の変形や、損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態のプラズマ改質成膜装置の左右方向断面図である。
【図２】図１のＥＣＲプラズマ生成装置付近を拡大した断面図である。
【図３】同ＥＣＲプラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の斜視図である。
【図４】図１のマグネトロンスパッタ成膜装置付近を拡大した断面図である。
【図５】同マグネトロンスパッタ成膜装置を構成するＥＣＲプラズマ生成装置のプラズマ生成部の斜視図である。
【図６】従来のマイクロ波プラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の斜視図である。
【図７】有機ＥＬデバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明のプラズマ改質成膜装置の実施の形態について説明する。
【００４０】
＜全体構成＞
まず、本実施形態のプラズマ改質成膜装置の全体構成について説明する。図１に、本実施形態のプラズマ改質成膜装置の左右方向断面図を示す。なお、図１において、紙面手前、奥方向が前後方向になる。図１に示すように、プラズマ改質成膜装置１は、処理室１０と、処理ロール２０と、二つのガイドロール２００、２０１と、ＥＣＲプラズマ生成装置３と、マグネトロンスパッタ成膜装置６と、供給室１１と、巻取り室１２と、を備えている。
【００４１】
供給室１１は、ステンレス鋼製であって、直方体箱状を呈している。供給室１１は、処理室１０の左側に配置されている。供給室１１と処理室１０とを区画する仕切り壁には、基材Ｆが通過可能な開口部１０１が形成されている。供給室１１には、供給ロール２１と、ガイドロール２１０と、後述するＥＣＲプラズマ生成装置３のマイクロ波伝送部５０と、が配置されている。供給ロール２１およびガイドロール２１０は、いずれも前後方向に長い、円柱状を呈している。供給ロール２１には、モータ（図略）が接続されている。また、供給ロール２１には、基材Ｆが巻回されている。基材Ｆは、長尺状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである。モータの駆動により、供給ロール２１が反時計回りに回転することにより、基材Ｆは、ガイドロール２１０に案内されて、処理室１０に送られる。
【００４２】
巻取り室１２は、ステンレス鋼製であって、直方体箱状を呈している。巻取り室１２は、処理室１０の右側に配置されている。巻取り室１２と処理室１０とを区画する仕切り壁には、処理後の基材Ｆ（成膜フィルムＦ’）が通過可能な開口部１０２が形成されている。巻取り室１２には、巻取りロール２２と、ガイドロール２２０と、後述するＥＣＲプラズマ生成装置４のマイクロ波伝送部５０と、が配置されている。巻取りロール２２およびガイドロール２２０は、いずれも前後方向に長い、円柱状を呈している。巻取りロール２２には、モータ（図略）が接続されている。モータの駆動により、巻取りロール２２が反時計回りに回転することにより、処理室１０から送られる成膜フィルムＦ’は、ガイドロール２２０に案内されて、巻取りロール２２に巻き取られる。
【００４３】
処理室１０は、ステンレス鋼製であって、直方体箱状を呈している。処理室１０の図示しない後壁には、ガス供給孔が穿設されている。ガス供給孔には、アルゴン（Ａｒ）ガスを処理室１０内に供給するためのガス供給管の下流端が接続されている。処理室１０の下壁には、排気孔（図略）が穿設されている。排気孔には、処理室１０の内部のガスを排出するための真空排気装置（図略）が接続されている。処理室１０は、本発明のチャンバーに含まれる。
【００４４】
処理ロール２０は、前後方向に長い、円柱状を呈している。処理ロール２０は、処理室１０内の中央付近に配置されている。処理ロール２０の軸方向中心には、回転軸が配置されている。処理ロール２０は、当該回転軸を中心に、反時計回りに回転可能である。処理ロール２０の外周面には、基材Ｆが支持されている。また、処理ロール２０は、冷却管（図略）を内蔵している。冷却液が冷却管を循環することにより、処理ロール２０の外周面は冷却されている。冷却液および冷却管は、本発明のロール用冷却手段に含まれる。
【００４５】
二つのガイドロール２００、２０１は、各々、前後方向に長い、円柱状を呈している。ガイドロール２００は、処理ロール２０の左側上方に配置されている。同様に、ガイドロール２０１は、処理ロール２０の右側上方に配置されている。二つのガイドロール２００、２０１は、処理ロール２０と平行に、所定の間隔で離間して、対向して配置されている。ガイドロール２００は、回転軸を中心に、時計回りに回転可能である。ガイドロール２００は、供給室１１から送られる基材Ｆを、処理ロール２０に搬送する。ガイドロール２０１は、回転軸を中心に、時計回りに回転可能である。ガイドロール２０１は、処理ロール２０から送られる処理後の基材Ｆ（成膜フィルムＦ’）を、巻取り室１２に搬送する。処理ロール２０およびガイドロール２００、２０１は、本発明のロール部材および搬送手段に含まれる。
【００４６】
ＥＣＲプラズマ生成装置３は、処理ロール２０の左側に配置されている。ＥＣＲプラズマ生成装置３は、プラズマ生成部３０と、マイクロ波伝送部５０と、を備えている。ＥＣＲプラズマ生成装置３は、ＥＣＲプラズマＰ１を生成し、当該ＥＣＲプラズマＰ１により基材Ｆの表面を改質する。ＥＣＲプラズマ生成装置３の詳細については、後述する。
【００４７】
マグネトロンスパッタ成膜装置６は、処理ロール２０の下側に配置されている。マグネトロンスパッタ成膜装置６は、スパッタ部６０と、ＥＣＲプラズマ生成装置４と、を備えている。マグネトロンスパッタ成膜装置６は、ＥＣＲプラズマ生成装置４によりＥＣＲプラズマＰ１を照射しながら、スパッタ部６０のマグネトロンプラズマＰ２によるスパッタにより、基材Ｆの表面に薄膜を形成する。マグネトロンスパッタ成膜装置６の詳細については、後述する。
【００４８】
＜ＥＣＲプラズマ生成装置＞
次に、ＥＣＲプラズマ生成装置３の構成について説明する。図２に、図１のＥＣＲプラズマ生成装置付近を拡大した断面図を示す。図３に、同ＥＣＲプラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の斜視図を示す。図２、図３に示すように、ＥＣＲプラズマ生成装置３は、プラズマ生成部３０と、マイクロ波伝送部５０と、を備えている。マイクロ波伝送部５０は、管体部５１と、マイクロ波電源５２と、マイクロ波発振器５３と、アイソレータ５４と、パワーモニタ５５と、ＥＨ整合器５６と、を有している。マイクロ波発振器５３、アイソレータ５４、パワーモニタ５５、およびＥＨ整合器５６は、管体部５１により連結されている。管体部５１は、処理室１０の左壁に穿設された導波孔を通って、プラズマ生成部３０の導波管３１の左側に接続されている。
【００４９】
プラズマ生成部３０は、導波管３１と、スロットアンテナ３２と、誘電体部３３と、支持板３４と、永久磁石３５と、を有している。図３に示すように、導波管３１は、アルミニウム製であって、上方に開口する直方体箱状を呈している。導波管３１は、前後方向に延在している。導波管３１は、本発明における矩形導波管に含まれる。管体部５１および導波管３１は、内部圧力が大気圧あるいは０．０１Ｐａ以下の高真空状態になるように、シールされている。このため、管体部５１および導波管３１の内部で、プラズマが生成されることはない。
【００５０】
スロットアンテナ３２は、アルミニウム製であって、長方形板状を呈している。スロットアンテナ３２は、導波管３１の開口部を上方から塞いでいる。すなわち、スロットアンテナ３２は、導波管３１の上壁を形成している。スロットアンテナ３２には、スロット３２０が四つ形成されている。スロット３２０は、前後方向に伸びる長孔状を呈している。スロット３２０は、電界が強い位置に配置されている。
【００５１】
誘電体部３３は、石英製であって、直方体状を呈している。誘電体部３３は、スロットアンテナ３２の上面右側に配置されている。誘電体部３３は、スロット３２０を上方から覆っている。上述したように、誘電体部３３の右面３３０は、スロット３２０から入射するマイクロ波の入射方向Ｙ１に対して平行に配置されている。右面３３０は、誘電体部３３におけるプラズマ生成領域側の表面に含まれる。
【００５２】
支持板３４は、ステンレス鋼製であって、平板状を呈している。支持板３４は、スロットアンテナ３２の上面において、誘電体部３３の左面（裏面）に接するように配置されている。支持板３４の内部には、冷媒通路３４０が形成されている。冷媒通路３４０は、前後方向に延在するＵ字状を呈している。冷媒通路３４０の前端は、冷却管３４１に接続されている。冷媒通路３４０は、冷却管３４１を介して、処理室１０の外部において、熱交換器およびポンプ（共に図略）に接続されている。冷却液は、冷媒通路３４０→冷却管３４１→熱交換器→ポンプ→冷却管３４１→再び冷媒通路３４０という経路を循環している。冷却液の循環により、支持板３４は冷却されている。冷媒通路３４０および冷却液は、本発明の支持板用冷却手段に含まれる。
【００５３】
永久磁石３５は、ネオジム磁石であり、直方体状を呈している。永久磁石３５は、支持板３４の左面（裏面）に八つ配置されている。八つの永久磁石３５は、前後方向に直列に配置されている。八つの永久磁石３５は、いずれも右側がＮ極、左側がＳ極である。各々の永久磁石３５から右方に向かって、磁力線Ｍが生じている。これにより、誘電体部３３の右方のプラズマ生成領域に、磁場が形成されている。
【００５４】
＜マグネトロンスパッタ成膜装置＞
次に、マグネトロンスパッタ成膜装置６の構成について説明する。図４に、図１のマグネトロンスパッタ成膜装置付近を拡大した断面図を示す。図５に、同マグネトロンスパッタ成膜装置を構成するＥＣＲプラズマ生成装置のプラズマ生成部の斜視図を示す。図４、図５に示すように、マグネトロンスパッタ成膜装置６は、スパッタ部６０と、ＥＣＲプラズマ生成装置４と、を備えている。
【００５５】
スパッタ部６０は、ターゲット６１と、バッキングプレート６２と、永久磁石６３ａ〜６３ｃと、カソード６４と、を備えている。カソード６４は、ステンレス鋼製であって、上方に開口する直方体箱状を呈している。カソード６４、ターゲット６１、およびバッキングプレート６２の周囲には、アースシールド６５が配置されている。カソード６４は、アースシールド６５を介して、処理室１０の下面に配置されている。カソード６４は、直流パルス電源６６に接続されている。
【００５６】
永久磁石６３ａ〜６３ｃは、カソード６４の内側に配置されている。永久磁石６３ａ〜６３ｃは、各々、前後方向に延びる直方体状を呈している。永久磁石６３ａ〜６３ｃは、左右方向に離間して、互いに平行になるように配置されている。永久磁石６３ａおよび永久磁石６３ｃについては、上側がＳ極、下側がＮ極である。永久磁石６３ｂについては、上側がＮ極、下側がＳ極である。永久磁石６３ａ〜６３ｃにより、ターゲット６１の上面に磁場が形成される。永久磁石６３ａ〜６３ｃは、本発明における磁場形成手段に含まれる。
【００５７】
バッキングプレート６２は、銅製であって、長方形板状を呈している。バッキングプレート６２は、カソード６４の上部開口を覆うように配置されている。
【００５８】
ターゲット６１は、酸化インジウム−酸化錫の複合酸化物（ＩＴＯ）であり、長方形薄板状を呈している。ターゲット６１は、バッキングプレート６２の上面に配置されている。ターゲット６１は、処理ロール２０の下面と対向するように配置されている。
【００５９】
ＥＣＲプラズマ生成装置４は、プラズマ生成部４０と、マイクロ波伝送部５０と、を備えている。マイクロ波伝送部５０の構成については、ＥＣＲプラズマ生成装置３において、説明した通りである。また、プラズマ生成部４０の構成は、ＥＣＲプラズマ生成装置３のプラズマ生成部３０の構成と、同じである。以下、プラズマ生成部４０の構成を、簡単に説明する。
【００６０】
図５に示すように、プラズマ生成部４０は、導波管４１と、スロットアンテナ４２と、誘電体部４３と、支持板４４と、永久磁石４５と、を有している。導波管４１は、前後方向に延在している。導波管４１は、本発明における矩形導波管に含まれる。導波管４１は、内部圧力が大気圧あるいは０．０１Ｐａ以下の高真空状態になるように、シールされている。このため、上述したＥＣＲプラズマ生成装置３と同様、管体部５１および導波管４１の内部で、プラズマが生成されることはない。スロットアンテナ４２は、導波管４１の開口部を上方から塞いでいる。スロットアンテナ４２には、スロット４２０が四つ形成されている。誘電体部４３は、スロットアンテナ４２の上面左側に配置されている。誘電体部４３は、スロット４２０を上方から覆っている。誘電体部４３の左面４３０は、スロット４２０から入射するマイクロ波の入射方向Ｙ１に対して平行に配置されている。左面４３０は、誘電体部４３におけるプラズマ生成領域側の表面に含まれる。
【００６１】
支持板４４は、スロットアンテナ４２の上面において、誘電体部４３の右面（裏面）に接するように配置されている。支持板４４の内部には、冷媒通路４４０が形成されている。冷媒通路４４０の前端は、冷却管４４１に接続されている。冷媒通路４４０は、冷却管４４１を介して、処理室１０の外部において、熱交換器およびポンプ（共に図略）に接続されている。冷媒通路４４０、冷却管４４１を通る冷却液の循環により、支持板４４は冷却されている。冷媒通路４４０および冷却液は、本発明の支持板用冷却手段に含まれる。永久磁石４５は、支持板４４の右面（裏面）に八つ配置されている。各々の永久磁石４５から左方に向かって、磁力線Ｍが生じている。これにより、誘電体部４３の左方のプラズマ生成領域に、磁場が形成されている。
【００６２】
＜動き＞
次に、プラズマ改質成膜装置１の動きについて説明する。まず、真空排気装置（図略）を作動させて、処理室１０の内部のガスを排気孔から排出し、処理室１０の内部を減圧状態にする。次に、ガス供給管から、アルゴンガスを処理室１０内へ供給して、処理室１０内の圧力を約０．１Ｐａにする。この状態で、各ロール２０、２１、２２、２００、２０１、２１０、２２０のモータを駆動させ、供給ロール２１から基材Ｆを、処理室１０に搬送する。
【００６３】
そして、二つのＥＣＲプラズマ生成装置３、４のマイクロ波電源５２を、オンにする。マイクロ波電源５２をオンにすると、マイクロ波発振器５３が、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生する。発生したマイクロ波は、管体部５１内を伝播する。ここで、アイソレータ５４は、プラズマ生成部３０、４０から反射されたマイクロ波が、マイクロ波発振器５３に戻るのを抑制する。パワーモニタ５５は、発生したマイクロ波の出力と、反射したマイクロ波の出力と、をモニタリングする。ＥＨ整合器５６は、マイクロ波の反射量を調整する。管体部５１内を通過したマイクロ波は、プラズマ生成部３０の導波管３１の内部を伝播する。同様に、プラズマ生成部４０の導波管４１の内部を伝播する。
【００６４】
導波管３１の内部を伝播するマイクロ波は、スロットアンテナ３２のスロット３２０に進入する。そして、前出図３中白抜き矢印Ｙ１で示すように、スロット３２０を通過して、誘電体部３３に入射する。誘電体部３３に入射したマイクロ波は、同図中白抜き矢印Ｙ２で示すように、主に誘電体部３３の右面３３０に沿って伝播する。このマイクロ波の強電界により、処理室１０内のアルゴンガスが電離して、誘電体部３３の右方にマイクロ波プラズマが生成される。生成したマイクロ波プラズマ中の電子は、サイクロトロン角周波数に従って、磁力線Ｍ方向に対して右回りの旋回運動を行う。一方、マイクロ波プラズマ中を伝播するマイクロ波は、電子サイクロトロン波を励起する。電子サイクロトロン波の角周波数は、磁束密度０．０８７５Ｔで、サイクロトロン角周波数に一致する。これにより、ＥＣＲが生じる。ＥＣＲによりエネルギーが増大した電子は、磁力線Ｍに拘束されながら、周辺の中性粒子と衝突する。これにより、中性粒子が次々に電離する。電離により生じた電子も、ＥＣＲにより加速され、さらに中性粒子を電離させる。このようにして、誘電体部３３の右方に、高密度のＥＣＲプラズマＰ１が生成される。このＥＣＲプラズマＰ１により、処理ロール２０により搬送されてきた基材Ｆの表面を、改質する。また、プラズマ生成部３０と同様にして、プラズマ生成部４０の誘電体部４３の左方にも、高密度のＥＣＲプラズマＰ１が生成される。
【００６５】
スパッタ部６０においては、直流パルス電源６６をオンにして、カソード６４に電圧を印加する。これにより生じたマグネトロン放電で、アルゴンガスが電離して、ターゲット６１の上方にマグネトロンプラズマＰ２が生成される。そして、マグネトロンプラズマＰ２（アルゴンイオン）によりターゲット６１をスパッタし、ターゲット６１からスパッタ粒子を叩き出す。ターゲット６１から飛び出したスパッタ粒子は、上方の基材Ｆに向かって飛散して、基材Ｆの改質処理された表面に付着することにより、ＩＴＯ膜を形成する。この際、基材Ｆとターゲット６１との間（マグネトロンプラズマＰ２生成領域を含む）には、プラズマ生成部４０からＥＣＲプラズマＰ１が照射される。
【００６６】
改質および成膜処理された基材Ｆ、つまり、成膜フィルムＦ’は、ガイドロール２０１、２２０に案内されて、処理室１０から巻取り室１２に搬送され、巻取りロール２２に巻き取られる。
【００６７】
＜作用効果＞
次に、本実施形態のプラズマ改質成膜装置の作用効果について説明する。本実施形態のプラズマ改質成膜装置１においては、基材Ｆの表面の改質処理を、ＥＣＲプラズマ生成装置３を用いて行う。ＥＣＲプラズマ生成装置３によると、成膜処理を行う０．３〜１Ｐａ程度の低圧下においても、高密度なプラズマを安定して生成することができる。したがって、従来、処理圧力の違いから、別々の処理室において行わなければならなかった改質処理と成膜処理とを、一つの処理室１０内で連続して行うことができる。これにより、従来は改質、成膜の各処理室ごとに必要であった、ガスの供給、排出装置や基材の搬送装置等を、一つにまとめることができる。よって、設備費用を削減することができる。また、改質と成膜とを同じ処理室１０内で連続して行うため、改質処理された基材Ｆの表面に、不純物が付着するおそれは小さい。つまり、基材Ｆが汚染されにくくなる。このため、より凹凸の少ない薄膜を形成することができる。
【００６８】
プラズマ改質成膜装置１においては、基材Ｆを処理ロール２０等により搬送する。よって、コンベア等を用いて直線的に搬送する場合と比較して、処理室１０を小型化することができる。ここで、処理ロール２０の内部には、冷却管を通して冷却液が循環している。これにより、処理ロール２０の外周面は、冷却されている。よって、搬送される基材Ｆの温度上昇を抑制し、熱による基材Ｆの変形や、損傷を抑制することができる。
【００６９】
プラズマ改質成膜装置１によると、改質処理により、ＰＥＴ製の基材Ｆの表面のノジュールが、微細化される。このため、その後に形成されるＩＴＯ膜の凹凸は小さい。よって、成膜フィルムＦ’を有機ＥＬデバイスに用いれば、陽極の凸部への電界集中を抑制し、電子輸送性発光層の劣化を抑制することができる。
【００７０】
また、ＥＣＲプラズマ生成装置３によると、低電位のまま、エネルギーの大きなＥＣＲプラズマＰ１を生成することができる。これにより、基材Ｆの粗面化や変形を抑制しながら、大きな改質効果を得ることができる。また、導波管３１は、前後方向に延びる長尺の箱状を呈している。そして、スロット３２０は、前後方向に直列に配置されている。これにより、長尺状のＥＣＲプラズマＰ１を生成することができる。したがって、基材Ｆの幅が大きく大面積の場合でも、容易に改質処理を行うことができる。また、八つの永久磁石３５は、支持板３４の左面に配置されている。支持板３４の内部には、冷媒通路３４０を通して冷却液が循環している。これにより、支持板３４は冷却されている。よって、永久磁石３５の温度は上昇しにくい。つまり、永久磁石３５の磁性が失われるおそれは小さい。したがって、プラズマ生成時においても、安定した磁場が形成される。
【００７１】
プラズマ改質成膜装置１においては、基材Ｆの表面への成膜を、マグネトロンスパッタ成膜装置６を用いて行う。マグネトロンスパッタ成膜装置６は、スパッタ部６０と、ＥＣＲプラズマ生成装置４と、を備えている。これにより、マグネトロンプラズマＰ２によるスパッタ成膜を、ＥＣＲプラズマＰ１を照射しながら行うことができる。
【００７２】
スパッタ部６０において、ターゲット６１表面に発生した磁場により、ターゲット６１から飛び出した二次電子が捕らえられる。このため、基材Ｆの温度が上昇しにくい。よって、熱による基材Ｆの変形は小さい。また、捕らえた二次電子でアルゴンガスのイオン化が促進されるため、成膜速度が速い。
【００７３】
また、ＥＣＲプラズマＰ１を照射することにより、印加電圧を下げても、マグネトロンプラズマＰ２を安定に維持することができる。これにより、クラスター粒子のような粒子径の大きな粒子のターゲット６１からの飛び出しを、抑制することができる。その結果、スパッタ粒子の粒子径のばらつきが抑制され、形成される薄膜の表面の凹凸を、小さくすることができる。また、ＥＣＲプラズマＰ１を照射すると、スパッタ粒子が微細化される。このため、よりきめ細やかな薄膜を形成することができる。また、処理室１０内を０．１Ｐａ程度の高真空状態にすることにより、マグネトロンプラズマＰ２が安定すると共に、不純物の侵入を抑制し、ターゲット粒子の平均自由行程を長くすることができる。これにより、形成される薄膜の膜質が向上する。
【００７４】
ＥＣＲプラズマ生成装置４において、導波管４１は、前後方向に延びる長尺の箱状を呈している。そして、スロット４２０は、前後方向に直列に配置されている。これにより、ＥＣＲプラズマ生成装置４によると、長尺状のＥＣＲプラズマＰ１を生成することができる。したがって、ＥＣＲプラズマ生成装置４は、大面積の薄膜を形成する場合に好適である。
【００７５】
＜その他＞
以上、本発明のプラズマ改質成膜装置の一実施形態について説明した。しかしながら、プラズマ改質成膜装置の実施の形態は上記形態に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００７６】
例えば、上記実施形態においては、成膜装置として、マグネトロンスパッタ成膜装置を用いた。しかし、成膜装置は、磁場を形成せずにスパッタを行う装置（二極スパッタ装置等）でもよく、プラズマＣＶＤ装置でもよい。また、成膜の際、必ずしもＥＣＲプラズマを照射する必要はない。つまり、ＥＣＲプラズマ生成装置を用いずに成膜装置を構成してもよい。また、成膜装置としてＥＣＲプラズマ生成装置を用いる場合には、改質処理を行うＥＣＲプラズマ生成装置を兼用してもよい。
【００７７】
マグネトロンスパッタ成膜装置を用いる場合、スパッタ部のバッキングプレート、およびカソードの材質や形状については、特に限定されない。例えば、バッキングプレートには、非磁性の導電性材料を用いればよい。なかでも、導電性および熱伝導性が高い銅等の金属材料が望ましい。カソードには、ステンレス鋼の他、アルミニウム等の金属を用いることができる。また、ターゲットの表面に磁場を形成するための磁場形成手段の構成は、上記実施形態に限定されない。磁場形成手段として永久磁石を用いる場合、永久磁石の種類や配置形態については、適宜決定すればよい。例えば、各々の永久磁石のＮ極とＳ極とが、上記実施形態と逆でもよい。
【００７８】
基材の搬送手段は、上記実施形態のようなロール部材を用いた方式には限定されない。搬送手段は、改質処理と成膜処理とを一つのチャンバー内で連続して行えるように、基材を搬送できるものであればよい。また、ロール部材を用いる場合でも、ロール部材の構成や配置形態は、限定されない。
【００７９】
上記実施形態においては、プラズマ改質成膜装置を、処理室の他に、供給室、巻取り室を備えて構成した。しかし、供給室、巻取り室は必ずしも必要ではない。基材に改質処理と成膜処理とを行う処理室（チャンバー）のみから、プラズマ改質成膜装置を構成してもよい。チャンバーの材質や形状についても、特に限定されない。例えば、チャンバーは金属材料で形成されていればよい。金属材料のなかでも、導電性の高い材料を採用することが望ましい。
【００８０】
上記実施形態においては、マグネトロンスパッタ成膜装置のターゲットとして、ＩＴＯを用いた。しかし、ターゲットの材料は、特に限定されるものではなく、形成する薄膜の種類に応じて適宜決定すればよい。勿論、形成する薄膜の種類も限定されない。同様に、基材についても、用途に応じて、適宜選択すればよい。上記実施形態のＰＥＴフィルムの他、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム、ポリアミド（ＰＡ）６フィルム、ＰＡ１１フィルム、ＰＡ１２フィルム、ＰＡ４６フィルム、ポリアミドＭＸＤ６フィルム、ＰＡ９Ｔフィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、フッ素樹脂フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）フィルム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、シクロオレフィンポリマー等のポリオレフィンフィルム等を用いることができる。
【００８１】
ＥＣＲプラズマ生成装置において、スロットアンテナの材質、スロットの数、形状、配置等は、特に限定されない。例えば、スロットアンテナの材質は、非磁性の金属であればよく、アルミニウムの他、ステンレス鋼や真鍮等でも構わない。また、スロットは、一列ではなく、二列以上に配置されていてもよい。スロットの数は、奇数個でも偶数個でもよい。また、スロットの配置角度を変えて、ジグザグ状に配置してもよい。誘電体部の材質、形状についても、特に限定されない。誘電体部の材質としては、誘電率が低く、マイクロ波を吸収しにくい材料が望ましい。例えば、石英の他、酸化アルミニウム（アルミナ）等が好適である。
【００８２】
また、支持板の材質や形状は、特に限定されない。上記実施形態においては、支持板用冷却手段として、冷媒通路および冷却液を配置した。しかし、支持板用冷却手段の構成は、特に限定されない。支持板は、支持板用冷却手段を有していなくてもよい。
【００８３】
また、誘電体部の右方、あるいは左方（プラズマ生成領域）に磁場を形成する永久磁石は、ＥＣＲを発生させることができれば、その形状、種類、個数、配置形態等は特に限定されない。例えば、永久磁石を一つだけ配置してもよく、複数個を二列以上に配置してもよい。
【００８４】
上記実施形態においては、ＥＣＲプラズマの生成に、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いた。しかし、マイクロ波の周波数は特に限定されない。８．３５ＧＨｚ、１．９８ＧＨｚ、９１５ＭＨｚ等であってもよい。
【００８５】
上記実施形態においては、約０．１Ｐａの圧力下で、改質および成膜処理を行った。しかし、処理の圧力は、当該圧力に限定されない。改質および成膜処理は、適宜最適な圧力下で行えばよい。また、供給するガスとしては、アルゴンの他、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガス、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、水素（Ｈ２）等を用いてもよい。なお、二種類以上のガスを混合して用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明のプラズマ改質成膜装置は、例えば、タッチパネル、ディスプレイ、ＬＥＤ（発光ダイオード）照明、太陽電池、電子ペーパー等に用いられる透明導電膜等の形成に有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１：プラズマ改質成膜装置、１０：処理室（チャンバー）、１１：供給室、１２：巻取り室、１０１、１０２：開口部。
２０：処理ロール（搬送手段）、２１：供給ロール、２２：巻取りロール、２００、２０１：ガイドロール（搬送手段）、２１０、２２０：ガイドロール。
３：ＥＣＲプラズマ生成装置、３０：プラズマ生成部、３１：導波管（矩形導波管）、３２：スロットアンテナ、３３：誘電体部、３４：支持板、３５：永久磁石、３２０：スロット、３３０：右面、３４０：冷媒通路（支持板用冷却手段）、３４１：冷却管。
４：ＥＣＲプラズマ生成装置、４０：プラズマ生成部、４１：導波管（矩形導波管）、４２：スロットアンテナ、４３：誘電体部、４４：支持板、４５：永久磁石、４２０：スロット、４３０：左面、４４０：冷媒通路（支持板用冷却手段）、４４１：冷却管。
５０：マイクロ波伝送部、５１：管体部、５２：マイクロ波電源、５３：マイクロ波発振器、５４：アイソレータ、５５：パワーモニタ、５６：ＥＨ整合器。
６：マグネトロンスパッタ成膜装置、６０：スパッタ部、６１：ターゲット、６２：バッキングプレート、６３ａ〜６３ｃ：永久磁石（磁場形成手段）、６４：カソード、６５：アースシールド、６６：直流パルス電源。
Ｆ：基材、Ｆ’：成膜フィルム、Ｍ：磁力線、Ｐ１：ＥＣＲプラズマ、Ｐ２：マグネトロンプラズマ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一つのチャンバー内において、基材の表面の改質と該表面への成膜とを連続して行うことができるプラズマ改質成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユビキタス社会の到来に向け、スマートフォンなどの携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、タブレットＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、モバイルノートＰＣ等の携帯情報端末、小型ゲーム機器、電子ペーパー等のモバイル機器が普及拡大している。また、これらのモバイル機器に対して、軽量化、薄型化、フレキシブル化、落下、衝撃等による破損抑制等のニーズが高まっている。このため、現在多用されているガラス製の表示部に代わり、樹脂基材に機能性薄膜を積層した機能性樹脂フィルムを用いたタッチパネル、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）デバイス等の需要が増加している。さらに、太陽電池市場においても、機能性樹脂フィルムを用いた、フレキシブルで軽量、薄型の有機系薄膜太陽電池が脚光を浴びている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２４２６９号公報
【特許文献２】特開２００５−１９７３７１号公報
【特許文献３】特開２００７−１８４２５９号公報
【特許文献４】特開２００９−２７５２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、機能性樹脂フィルムを用いた製品においては、従来のガラス製品と比較して、寿命が短いという課題がある。この原因の一つとして、樹脂基材の表面にある、樹脂成分に由来するノジュール（ブルームした粒状の塊）が考えられる。すなわち、樹脂基材へ機能性薄膜を形成する際、樹脂基材の表面にノジュールがあると、ノジュールに沿って薄膜が凹凸に形成されてしまう。薄膜に凹凸があると、凸部に電界が集中し、デバイスが破損しやすくなる。
【０００５】
一例として、フレキシブル有機ＥＬデバイスについて説明する。図７に、有機ＥＬデバイスの断面図を示す。図７に示すように、有機ＥＬデバイス８は、前方から後方に向かって、ハードコート層８０と、樹脂基材８１と、前面ガスバリア膜８２と、陽極８３と、ホール輸送層８４と、電子輸送性発光層８５と、陰極８６と、後面ガスバリア層８７と、を備えている。
【０００６】
有機ＥＬデバイス８の発光原理について簡単に説明する。陽極８３、陰極８６に電圧を印加すると、陽極８３からホール（正孔）が、陰極８６から電子が、各々、発生する。ホールは、陽極８３から、ホール輸送層８４を通過し、電子輸送性発光層８５に進入する。一方、電子は、陰極８６から、電子輸送性発光層８５に進入する。電子輸送性発光層８５においてホールと電子とが結合することにより、発光する。ここで、電子輸送性発光層８５の前方に配置されているハードコート層８０、樹脂基材８１、前面ガスバリア膜８２、陽極８３、ホール輸送層８４は透明である。このため、当該発光は、有機ＥＬデバイス８の前方から視認することができる。
【０００７】
有機ＥＬデバイス８において、ガスバリア膜８２および陽極８３は、スパッタやＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等により、樹脂基材８１の後面に形成される。しかしながら、樹脂基材８１の後面に粒子径の大きなノジュールが存在したまま、ガスバリア膜８２および陽極８３を形成すると、当該ノジュールに沿って膜の凹凸が大きくなってしまう。そして、陽極８３の凸部に電界が集中し、その影響で電子輸送性発光層８５が劣化して、発光しなくなる。
【０００８】
形成する薄膜の凹凸を小さくするためには、成膜前に、樹脂基材の表面のノジュールを微細化、あるいは除去しておくことが望ましい。そこで、本発明者は、マイクロ波プラズマを照射して、樹脂基材の表面を改質する方法を検討した。しかし、例えば特許文献１、２に記載されているような従来の方法においては、５Ｐａ以上の圧力下でマイクロ波プラズマを生成する。つまり、それよりも低い圧力下においては、マイクロ波プラズマを生成することは難しい。一方、スパッタ等による成膜は、不純物の侵入を抑制し、膜質を維持するために、０．３〜１Ｐａ程度の低圧下で行うことが望ましい。したがって、従来は、マイクロ波プラズマを生成できる圧力と、成膜時の圧力と、が異なっていたため、改質処理と成膜処理とを別々のチャンバーで行う必要があった（例えば、特許文献１の図７、図８参照）。
【０００９】
この場合、ガスを供給、排出するための装置や、基材の搬送装置等が、チャンバーごとに必要になる。このため、設備費用が大きくなり製造コストがかさむ。また、改質処理を終えた基材が成膜チャンバーへ搬送される間に、表面に不純物が付着するなどして、基材が汚染されるおそれがある。
【００１０】
ちなみに、低圧下でプラズマを維持する試みとして、上記特許文献１には、誘電体部のチャンバー側に磁石を配置する態様が、開示されている。しかしながら、誘電体部のチャンバー側に磁石を配置した場合、磁石が、生成したプラズマや、誘電体部の表面を伝播するマイクロ波に晒される。このため、磁石の温度が上昇して、磁性が低下してしまう。よって、マイクロ波プラズマを、低圧下で安定して生成することは難しい。また、上記特許文献３には、誘電体部のチャンバー側にホロー状穴を形成する態様が、開示されている。しかし、この態様によると、マイクロ波プラズマを均一に生成させることは難しい。加えて、低圧下で安定して生成することも難しい。
【００１１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、一つの低圧チャンバー内で、基材の表面の改質と該表面への成膜とを連続して行うことができるプラズマ改質成膜装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記課題を解決するため、本発明のプラズマ改質成膜装置は、チャンバーと、該チャンバー内に配置され、基材を搬送する搬送手段と、マイクロ波を用いた電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）によりプラズマを生成し、該プラズマにより該基材の表面を改質するＥＣＲプラズマ生成装置と、該基材の該表面に薄膜を形成する成膜装置と、を備え、一つの該チャンバー内において、該基材の該表面の改質と該表面への成膜とを連続して行うことができるプラズマ改質成膜装置であって、該ＥＣＲプラズマ生成装置は、マイクロ波を伝送する矩形導波管と、該矩形導波管の一面に配置され、該マイクロ波が通過するスロットを有するスロットアンテナと、該スロットアンテナの該スロットを覆うように配置され、プラズマ生成領域側の表面は該スロットから入射する該マイクロ波の入射方向に平行である誘電体部と、該誘電体部の裏面に配置され該誘電体部を支持する支持板と、該支持板の裏面に配置され該プラズマ生成領域に磁場を形成する永久磁石と、を備え、該誘電体部から該磁場中に伝播する該マイクロ波によりＥＣＲを発生させながらプラズマを生成することを特徴とする。
【００１３】
本発明のプラズマ改質成膜装置においては、基材の表面の改質処理を、ＥＣＲプラズマ生成装置を用いて行う。当該ＥＣＲプラズマ生成装置によると、１Ｐａ以下の低圧下でも、高密度なプラズマを安定して生成することができる。この理由を、以下に説明する。なお、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置においては、プラズマ生成領域側の面を「表面」とし、表面に背向する面を「裏面」と称する。
【００１４】
まず、従来のマイクロ波プラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の構成を説明する。図６に、従来のプラズマ生成部の斜視図を示す。図６に示すように、プラズマ生成部９は、導波管９０と、スロットアンテナ９１と、誘電体部９２と、を有している。スロットアンテナ９１は、導波管９０の右方開口部を塞ぐように配置されている。すなわち、スロットアンテナ９１は、導波管９０の右壁を形成している。スロットアンテナ９１には、複数の長孔状のスロット９１０が形成されている。誘電体部９２は、スロット９１０を覆うように、スロットアンテナ９１の右面（チャンバー側）に配置されている。導波管９０の前端から伝送されたマイクロ波は、図中左右方向の白抜き矢印Ｙ１で示すように、スロット９１０を通過して、誘電体部９２に入射する。誘電体部９２に入射したマイクロ波は、図中前後方向の白抜き矢印Ｙ２で示すように、誘電体部９２の右面９２０に沿って伝播する。これにより、マイクロ波プラズマＰが生成される。
【００１５】
ここで、スロット９１０から誘電体部９２へ入射するマイクロ波の入射方向（矢印Ｙ１）と、誘電体部９２の右面９２０と、は直交する。このため、誘電体部９２に入射したマイクロ波は、生成したマイクロ波プラズマＰに遮られ、進行方向を９０°変えて、誘電体部９２の右面９２０を伝播する（矢印Ｙ２）。このように、生成したマイクロ波プラズマＰに対して垂直にマイクロ波が入射するため、プラズマソースであるマイクロ波がマイクロ波プラズマＰに伝播しにくい。このため、低圧下でのプラズマ生成が難しいと考えられる。
【００１６】
次に、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の構成を説明する。図３に、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の斜視図を示す。なお、図３は、プラズマ生成部の一実施形態を示す図である（後述する実施形態参照）。図３は、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置を、何ら限定するものではない。
【００１７】
図３に示すように、プラズマ生成部３０は、導波管３１と、スロットアンテナ３２と、誘電体部３３と、支持板３４と、永久磁石３５と、を有している。導波管３１の後端左方には、マイクロ波を伝送する管体部５１が接続されている。スロットアンテナ３２は、導波管３１の上方開口部を塞ぐように配置されている。すなわち、スロットアンテナ３２は、導波管３１の上壁を形成している。スロットアンテナ３２には、複数の長孔状のスロット３２０が形成されている。誘電体部３３は、スロット３２０を覆うように、スロットアンテナ３２の上面に配置されている。
【００１８】
管体部５１から伝送されたマイクロ波は、図中上下方向の白抜き矢印Ｙ１で示すように、スロット３２０を通過して、誘電体部３３に入射する。誘電体部３３に入射したマイクロ波は、図中前後方向の白抜き矢印Ｙ２で示すように、主に誘電体部３３の右面３３０に沿って伝播する。これにより、マイクロ波プラズマが生成される。ここで、スロット３２０から誘電体部３３に入射するマイクロ波の入射方向は、誘電体部３３の右面３３０（プラズマ生成領域側の表面）に平行である。生成したマイクロ波プラズマに沿ってマイクロ波が入射するため、プラズマソースであるマイクロ波がマイクロ波プラズマに伝播しやすい。
【００１９】
また、誘電体部３３の左方には、支持板３４を介して、永久磁石３５が八つ配置されている。八つの永久磁石３５は、いずれも右側がＮ極、左側がＳ極である。各々の永久磁石３５から右方に向かって、磁力線Ｍが生じている。これにより、誘電体部３３の右方（プラズマ生成領域）には、磁場が形成されている。
【００２０】
生成したマイクロ波プラズマ中の電子は、サイクロトロン角周波数ωｃｅに従って、磁力線Ｍ方向に対して右回りの旋回運動を行う。一方、マイクロ波プラズマ中を伝播するマイクロ波は、電子サイクロトロン波と呼ばれる右回りの円偏波を励起する。電子サイクロトロン波が右方に伝播し、その角周波数ωがサイクロトロン角周波数ωｃｅに一致すると、電子サイクロトロン波が減衰し、波動エネルギーが電子に吸収される。すなわち、ＥＣＲが生じる。例えば、マイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚの場合、磁束密度０．０８７５Ｔで、ＥＣＲが生じる。ＥＣＲによりエネルギーが増大した電子は、磁力線Ｍに拘束されながら、周辺の中性粒子と衝突する。これにより、中性粒子が次々に電離する。電離により生じた電子も、ＥＣＲにより加速され、さらに中性粒子を電離させる。このようにして、誘電体部３３の右方に、高密度のＥＣＲプラズマＰ１が生成される。
【００２１】
このように、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置によると、生成するマイクロ波プラズマに沿ってマイクロ波を入射させると共に、ＥＣＲを利用してプラズマ密度を大きくすることにより、１Ｐａ以下の低圧下、さらには０．１Ｐａ以下の極低圧下においても、プラズマを生成することができる。すなわち、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置を用いると、成膜処理を行う低圧下においても、高密度なプラズマを安定して生成することができる。したがって、従来、処理圧力の違いから、別々のチャンバーにおいて行わなければならなかった改質処理と成膜処理とを、一つの低圧チャンバー内で連続して行うことができる。これにより、従来は改質、成膜の各チャンバーごとに必要であった、ガスの供給、排出装置や基材の搬送装置等を、一つにまとめることができる。よって、設備費用を削減することができる。また、改質と成膜とを同じチャンバー内で連続して行うため、改質処理された基材の表面に、不純物が付着するおそれは小さい。つまり、基材が汚染されにくくなる。このため、より凹凸の少ない薄膜を形成することができる。
【００２２】
また、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置によると、低電位のまま、エネルギーの大きなプラズマを生成することができる。これにより、基材の粗面化や変形を抑制しながら、大きな改質効果を得ることができる。
【００２３】
また、本発明のＥＣＲプラズマ生成装置によると、長尺状の矩形導波管を用いて、長手方向にスロットを配置することにより、長尺状のプラズマを生成することができる。したがって、基材の幅が大きく大面積の場合でも、容易に改質処理を行うことができる。
【００２４】
本発明のプラズマ改質成膜装置によると、改質処理により、樹脂基材の表面のノジュールを微細化することができる。このため、その後に形成される薄膜の凹凸を小さくすることができる。したがって、例えば、有機ＥＬデバイス用の樹脂基材に対して、本発明のプラズマ改質成膜装置を用いて改質および成膜を行えば、形成されるガスバリア膜や陽極の凹凸を小さくすることができる。その結果、陽極の凸部への電界集中を抑制し、電子輸送性発光層の劣化を抑制することができる。
【００２５】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記チャンバー内の圧力を０．０５Ｐａ以上３Ｐａ以下にして、改質および成膜を行う構成とする方がよい。
【００２６】
チャンバー内を０．０５Ｐａ以上３Ｐａ以下の高真空状態にすることにより、スパッタ成膜用のプラズマが安定すると共に、不純物の侵入を抑制することができる。また、スパッタ成膜においては、ターゲット粒子の平均自由行程を長くすることができる。これにより、形成される薄膜の膜質が向上する。
【００２７】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記ＥＣＲプラズマ生成装置の前記支持板は、前記永久磁石の温度上昇を抑制するための支持板用冷却手段を有する構成とする方がよい。
【００２８】
永久磁石は、支持板を介して誘電体部の裏面側に配置される。このため、プラズマを生成する際、永久磁石の温度が上昇しやすい。永久磁石の温度がキュリー温度以上になると、磁性が失われてしまう。本構成によると、支持板用冷却手段により、永久磁石の温度上昇が抑制される。このため、永久磁石の磁性が失われるおそれは小さい。したがって、本構成によると、安定した磁場を形成することができる。
【００２９】
（４）好ましくは、上記（１）〜（３）のいずれかの構成において、前記成膜装置は、ターゲットと、該ターゲットの表面に磁場を形成するための磁場形成手段と、を備え、マグネトロン放電で生成したプラズマにより該ターゲットをスパッタし、飛び出したスパッタ粒子を前記基材の前記表面に付着させて薄膜を形成するマグネトロンスパッタ成膜装置である構成とする方がよい。
【００３０】
スパッタによる成膜方法としては、二極スパッタ法や、マグネトロンスパッタ法等がある。なかでも、マグネトロンスパッタ法によると、ターゲット表面に発生した磁場により、ターゲットから飛び出した二次電子が捕らえられる。このため、基材の温度が上昇しにくい。また、捕らえた二次電子でガスのイオン化が促進されるため、成膜速度を速くすることができる。したがって、本構成によると、熱による基材の変形が小さく、比較的速やかに薄膜を形成することができる。なお、本構成のマグネトロンスパッタ成膜装置においては、ＤＣ（直流）マグネトロンスパッタ法（ＤＣパルス方式を含む）を採用することが、望ましい。
【００３１】
（５）好ましくは、上記（４）の構成において、前記マグネトロンスパッタ成膜装置は、さらに、前記ＥＣＲプラズマ生成装置を備え、該ＥＣＲプラズマ生成装置により、該基材と該ターゲットとの間にＥＣＲプラズマが照射される構成とする方がよい。
【００３２】
マグネトロンスパッタ成膜装置においては、生成するプラズマを安定化させるため、ターゲットに数百ボルトの高電圧を印加することが多い。印加電圧が高いと、ターゲットから、クラスター粒子のような粒子径の大きな粒子が飛び出す場合がある。粒子径の大きな粒子が基材に付着すると、形成された膜の表面に凹凸が生じてしまう。膜の表面の凹凸が大きい場合、凹部に酸素等が吸着しやすくなり、膜自身や、膜と接する相手材を劣化させるおそれがある。また、凸部により、相手材を劣化させるおそれがある。
【００３３】
このような問題を解決すべく、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、マグネトロン放電で生成したプラズマ（以下、適宜「マグネトロンプラズマ」と称す）による成膜を、マイクロ波プラズマを照射しながら行えば、印加電圧を下げることができるという見地に至った。このような見地に基づいた本構成のマグネトロンスパッタ成膜装置は、上述したＥＣＲプラズマ生成装置を備える。つまり、本構成のマグネトロンスパッタ成膜装置においては、マグネトロンプラズマによる成膜を、ＥＣＲプラズマを照射しながら行う。基材とターゲットとの間にＥＣＲプラズマを照射することにより、印加電圧を下げても、マグネトロンプラズマを安定に維持することができる。これにより、クラスター粒子のような粒子径の大きな粒子のターゲットからの飛び出しを、抑制することができる。その結果、スパッタ粒子の粒子径のばらつきが抑制され、形成される薄膜の表面の凹凸を、小さくすることができる。また、ＥＣＲプラズマを照射すると、スパッタ粒子が微細化される。このため、よりきめ細やかな薄膜を形成することができる。
【００３４】
（６）好ましくは、上記（１）〜（５）のいずれかの構成において、前記搬送手段は、ロール部材を備える構成とする方がよい。
【００３５】
基材をロール部材で搬送すると、例えば、コンベア等を用いて直線的に搬送する場合と比較して、チャンバーを小型化することができる。
【００３６】
（７）好ましくは、上記（６）の構成において、前記ロール部材は、外周面の温度を低下させるロール用冷却手段を有する構成とする方がよい。
【００３７】
上記（６）の構成によると、基材は、ロール部材の外周面に支持されて搬送される。基材には、ＥＣＲプラズマが照射される。この際、基材の温度が上昇しやすい。基材の温度が高くなると、基材が変形したり、損傷を受けるおそれがある。この点、本構成によると、ロール用冷却手段により、ロール部材の外周面の温度を低下させることができる。よって、搬送される基材の温度上昇を抑制することができる。これにより、熱による基材の変形や、損傷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態のプラズマ改質成膜装置の左右方向断面図である。
【図２】図１のＥＣＲプラズマ生成装置付近を拡大した断面図である。
【図３】同ＥＣＲプラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の斜視図である。
【図４】図１のマグネトロンスパッタ成膜装置付近を拡大した断面図である。
【図５】同マグネトロンスパッタ成膜装置を構成するＥＣＲプラズマ生成装置のプラズマ生成部の斜視図である。
【図６】従来のマイクロ波プラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の斜視図である。
【図７】有機ＥＬデバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明のプラズマ改質成膜装置の実施の形態について説明する。
【００４０】
＜全体構成＞
まず、本実施形態のプラズマ改質成膜装置の全体構成について説明する。図１に、本実施形態のプラズマ改質成膜装置の左右方向断面図を示す。なお、図１において、紙面手前、奥方向が前後方向になる。図１に示すように、プラズマ改質成膜装置１は、処理室１０と、処理ロール２０と、二つのガイドロール２００、２０１と、ＥＣＲプラズマ生成装置３と、マグネトロンスパッタ成膜装置６と、供給室１１と、巻取り室１２と、を備えている。
【００４１】
供給室１１は、ステンレス鋼製であって、直方体箱状を呈している。供給室１１は、処理室１０の左側に配置されている。供給室１１と処理室１０とを区画する仕切り壁には、基材Ｆが通過可能な開口部１０１が形成されている。供給室１１には、供給ロール２１と、ガイドロール２１０と、後述するＥＣＲプラズマ生成装置３のマイクロ波伝送部５０と、が配置されている。供給ロール２１およびガイドロール２１０は、いずれも前後方向に長い、円柱状を呈している。供給ロール２１には、モータ（図略）が接続されている。また、供給ロール２１には、基材Ｆが巻回されている。基材Ｆは、長尺状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである。モータの駆動により、供給ロール２１が反時計回りに回転することにより、基材Ｆは、ガイドロール２１０に案内されて、処理室１０に送られる。
【００４２】
巻取り室１２は、ステンレス鋼製であって、直方体箱状を呈している。巻取り室１２は、処理室１０の右側に配置されている。巻取り室１２と処理室１０とを区画する仕切り壁には、処理後の基材Ｆ（成膜フィルムＦ’）が通過可能な開口部１０２が形成されている。巻取り室１２には、巻取りロール２２と、ガイドロール２２０と、後述するＥＣＲプラズマ生成装置４のマイクロ波伝送部５０と、が配置されている。巻取りロール２２およびガイドロール２２０は、いずれも前後方向に長い、円柱状を呈している。巻取りロール２２には、モータ（図略）が接続されている。モータの駆動により、巻取りロール２２が反時計回りに回転することにより、処理室１０から送られる成膜フィルムＦ’は、ガイドロール２２０に案内されて、巻取りロール２２に巻き取られる。
【００４３】
処理室１０は、ステンレス鋼製であって、直方体箱状を呈している。処理室１０の図示しない後壁には、ガス供給孔が穿設されている。ガス供給孔には、アルゴン（Ａｒ）ガスを処理室１０内に供給するためのガス供給管の下流端が接続されている。処理室１０の下壁には、排気孔（図略）が穿設されている。排気孔には、処理室１０の内部のガスを排出するための真空排気装置（図略）が接続されている。処理室１０は、本発明のチャンバーに含まれる。
【００４４】
処理ロール２０は、前後方向に長い、円柱状を呈している。処理ロール２０は、処理室１０内の中央付近に配置されている。処理ロール２０の軸方向中心には、回転軸が配置されている。処理ロール２０は、当該回転軸を中心に、反時計回りに回転可能である。処理ロール２０の外周面には、基材Ｆが支持されている。また、処理ロール２０は、冷却管（図略）を内蔵している。冷却液が冷却管を循環することにより、処理ロール２０の外周面は冷却されている。冷却液および冷却管は、本発明のロール用冷却手段に含まれる。
【００４５】
二つのガイドロール２００、２０１は、各々、前後方向に長い、円柱状を呈している。ガイドロール２００は、処理ロール２０の左側上方に配置されている。同様に、ガイドロール２０１は、処理ロール２０の右側上方に配置されている。二つのガイドロール２００、２０１は、処理ロール２０と平行に、所定の間隔で離間して、対向して配置されている。ガイドロール２００は、回転軸を中心に、時計回りに回転可能である。ガイドロール２００は、供給室１１から送られる基材Ｆを、処理ロール２０に搬送する。ガイドロール２０１は、回転軸を中心に、時計回りに回転可能である。ガイドロール２０１は、処理ロール２０から送られる処理後の基材Ｆ（成膜フィルムＦ’）を、巻取り室１２に搬送する。処理ロール２０およびガイドロール２００、２０１は、本発明のロール部材および搬送手段に含まれる。
【００４６】
ＥＣＲプラズマ生成装置３は、処理ロール２０の左側に配置されている。ＥＣＲプラズマ生成装置３は、プラズマ生成部３０と、マイクロ波伝送部５０と、を備えている。ＥＣＲプラズマ生成装置３は、ＥＣＲプラズマＰ１を生成し、当該ＥＣＲプラズマＰ１により基材Ｆの表面を改質する。ＥＣＲプラズマ生成装置３の詳細については、後述する。
【００４７】
マグネトロンスパッタ成膜装置６は、処理ロール２０の下側に配置されている。マグネトロンスパッタ成膜装置６は、スパッタ部６０と、ＥＣＲプラズマ生成装置４と、を備えている。マグネトロンスパッタ成膜装置６は、ＥＣＲプラズマ生成装置４によりＥＣＲプラズマＰ１を照射しながら、スパッタ部６０のマグネトロンプラズマＰ２によるスパッタにより、基材Ｆの表面に薄膜を形成する。マグネトロンスパッタ成膜装置６の詳細については、後述する。
【００４８】
＜ＥＣＲプラズマ生成装置＞
次に、ＥＣＲプラズマ生成装置３の構成について説明する。図２に、図１のＥＣＲプラズマ生成装置付近を拡大した断面図を示す。図３に、同ＥＣＲプラズマ生成装置におけるプラズマ生成部の斜視図を示す。図２、図３に示すように、ＥＣＲプラズマ生成装置３は、プラズマ生成部３０と、マイクロ波伝送部５０と、を備えている。マイクロ波伝送部５０は、管体部５１と、マイクロ波電源５２と、マイクロ波発振器５３と、アイソレータ５４と、パワーモニタ５５と、ＥＨ整合器５６と、を有している。マイクロ波発振器５３、アイソレータ５４、パワーモニタ５５、およびＥＨ整合器５６は、管体部５１により連結されている。管体部５１は、処理室１０の左壁に穿設された導波孔を通って、プラズマ生成部３０の導波管３１の左側に接続されている。
【００４９】
プラズマ生成部３０は、導波管３１と、スロットアンテナ３２と、誘電体部３３と、支持板３４と、永久磁石３５と、を有している。図３に示すように、導波管３１は、アルミニウム製であって、上方に開口する直方体箱状を呈している。導波管３１は、前後方向に延在している。導波管３１は、本発明における矩形導波管に含まれる。管体部５１および導波管３１は、内部圧力が大気圧あるいは０．０１Ｐａ以下の高真空状態になるように、シールされている。このため、管体部５１および導波管３１の内部で、プラズマが生成されることはない。
【００５０】
スロットアンテナ３２は、アルミニウム製であって、長方形板状を呈している。スロットアンテナ３２は、導波管３１の開口部を上方から塞いでいる。すなわち、スロットアンテナ３２は、導波管３１の上壁を形成している。スロットアンテナ３２には、スロット３２０が四つ形成されている。スロット３２０は、前後方向に伸びる長孔状を呈している。スロット３２０は、電界が強い位置に配置されている。
【００５１】
誘電体部３３は、石英製であって、直方体状を呈している。誘電体部３３は、スロットアンテナ３２の上面右側に配置されている。誘電体部３３は、スロット３２０を上方から覆っている。上述したように、誘電体部３３の右面３３０は、スロット３２０から入射するマイクロ波の入射方向Ｙ１に対して平行に配置されている。右面３３０は、誘電体部３３におけるプラズマ生成領域側の表面に含まれる。
【００５２】
支持板３４は、ステンレス鋼製であって、平板状を呈している。支持板３４は、スロットアンテナ３２の上面において、誘電体部３３の左面（裏面）に接するように配置されている。支持板３４の内部には、冷媒通路３４０が形成されている。冷媒通路３４０は、前後方向に延在するＵ字状を呈している。冷媒通路３４０の前端は、冷却管３４１に接続されている。冷媒通路３４０は、冷却管３４１を介して、処理室１０の外部において、熱交換器およびポンプ（共に図略）に接続されている。冷却液は、冷媒通路３４０→冷却管３４１→熱交換器→ポンプ→冷却管３４１→再び冷媒通路３４０という経路を循環している。冷却液の循環により、支持板３４は冷却されている。冷媒通路３４０および冷却液は、本発明の支持板用冷却手段に含まれる。
【００５３】
永久磁石３５は、ネオジム磁石であり、直方体状を呈している。永久磁石３５は、支持板３４の左面（裏面）に八つ配置されている。八つの永久磁石３５は、前後方向に直列に配置されている。八つの永久磁石３５は、いずれも右側がＮ極、左側がＳ極である。各々の永久磁石３５から右方に向かって、磁力線Ｍが生じている。これにより、誘電体部３３の右方のプラズマ生成領域に、磁場が形成されている。
【００５４】
＜マグネトロンスパッタ成膜装置＞
次に、マグネトロンスパッタ成膜装置６の構成について説明する。図４に、図１のマグネトロンスパッタ成膜装置付近を拡大した断面図を示す。図５に、同マグネトロンスパッタ成膜装置を構成するＥＣＲプラズマ生成装置のプラズマ生成部の斜視図を示す。図４、図５に示すように、マグネトロンスパッタ成膜装置６は、スパッタ部６０と、ＥＣＲプラズマ生成装置４と、を備えている。
【００５５】
スパッタ部６０は、ターゲット６１と、バッキングプレート６２と、永久磁石６３ａ〜６３ｃと、カソード６４と、を備えている。カソード６４は、ステンレス鋼製であって、上方に開口する直方体箱状を呈している。カソード６４、ターゲット６１、およびバッキングプレート６２の周囲には、アースシールド６５が配置されている。カソード６４は、アースシールド６５を介して、処理室１０の下面に配置されている。カソード６４は、直流パルス電源６６に接続されている。
【００５６】
永久磁石６３ａ〜６３ｃは、カソード６４の内側に配置されている。永久磁石６３ａ〜６３ｃは、各々、前後方向に延びる直方体状を呈している。永久磁石６３ａ〜６３ｃは、左右方向に離間して、互いに平行になるように配置されている。永久磁石６３ａおよび永久磁石６３ｃについては、上側がＳ極、下側がＮ極である。永久磁石６３ｂについては、上側がＮ極、下側がＳ極である。永久磁石６３ａ〜６３ｃにより、ターゲット６１の上面に磁場が形成される。永久磁石６３ａ〜６３ｃは、本発明における磁場形成手段に含まれる。
【００５７】
バッキングプレート６２は、銅製であって、長方形板状を呈している。バッキングプレート６２は、カソード６４の上部開口を覆うように配置されている。
【００５８】
ターゲット６１は、酸化インジウム−酸化錫の複合酸化物（ＩＴＯ）であり、長方形薄板状を呈している。ターゲット６１は、バッキングプレート６２の上面に配置されている。ターゲット６１は、処理ロール２０の下面と対向するように配置されている。
【００５９】
ＥＣＲプラズマ生成装置４は、プラズマ生成部４０と、マイクロ波伝送部５０と、を備えている。マイクロ波伝送部５０の構成については、ＥＣＲプラズマ生成装置３において、説明した通りである。また、プラズマ生成部４０の構成は、ＥＣＲプラズマ生成装置３のプラズマ生成部３０の構成と、同じである。以下、プラズマ生成部４０の構成を、簡単に説明する。
【００６０】
図５に示すように、プラズマ生成部４０は、導波管４１と、スロットアンテナ４２と、誘電体部４３と、支持板４４と、永久磁石４５と、を有している。導波管４１は、前後方向に延在している。導波管４１は、本発明における矩形導波管に含まれる。導波管４１は、内部圧力が大気圧あるいは０．０１Ｐａ以下の高真空状態になるように、シールされている。このため、上述したＥＣＲプラズマ生成装置３と同様、管体部５１および導波管４１の内部で、プラズマが生成されることはない。スロットアンテナ４２は、導波管４１の開口部を上方から塞いでいる。スロットアンテナ４２には、スロット４２０が四つ形成されている。誘電体部４３は、スロットアンテナ４２の上面左側に配置されている。誘電体部４３は、スロット４２０を上方から覆っている。誘電体部４３の左面４３０は、スロット４２０から入射するマイクロ波の入射方向Ｙ１に対して平行に配置されている。左面４３０は、誘電体部４３におけるプラズマ生成領域側の表面に含まれる。
【００６１】
支持板４４は、スロットアンテナ４２の上面において、誘電体部４３の右面（裏面）に接するように配置されている。支持板４４の内部には、冷媒通路４４０が形成されている。冷媒通路４４０の前端は、冷却管４４１に接続されている。冷媒通路４４０は、冷却管４４１を介して、処理室１０の外部において、熱交換器およびポンプ（共に図略）に接続されている。冷媒通路４４０、冷却管４４１を通る冷却液の循環により、支持板４４は冷却されている。冷媒通路４４０および冷却液は、本発明の支持板用冷却手段に含まれる。永久磁石４５は、支持板４４の右面（裏面）に八つ配置されている。各々の永久磁石４５から左方に向かって、磁力線Ｍが生じている。これにより、誘電体部４３の左方のプラズマ生成領域に、磁場が形成されている。
【００６２】
＜動き＞
次に、プラズマ改質成膜装置１の動きについて説明する。まず、真空排気装置（図略）を作動させて、処理室１０の内部のガスを排気孔から排出し、処理室１０の内部を減圧状態にする。次に、ガス供給管から、アルゴンガスを処理室１０内へ供給して、処理室１０内の圧力を約０．１Ｐａにする。この状態で、各ロール２０、２１、２２、２００、２０１、２１０、２２０のモータを駆動させ、供給ロール２１から基材Ｆを、処理室１０に搬送する。
【００６３】
そして、二つのＥＣＲプラズマ生成装置３、４のマイクロ波電源５２を、オンにする。マイクロ波電源５２をオンにすると、マイクロ波発振器５３が、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生する。発生したマイクロ波は、管体部５１内を伝播する。ここで、アイソレータ５４は、プラズマ生成部３０、４０から反射されたマイクロ波が、マイクロ波発振器５３に戻るのを抑制する。パワーモニタ５５は、発生したマイクロ波の出力と、反射したマイクロ波の出力と、をモニタリングする。ＥＨ整合器５６は、マイクロ波の反射量を調整する。管体部５１内を通過したマイクロ波は、プラズマ生成部３０の導波管３１の内部を伝播する。同様に、プラズマ生成部４０の導波管４１の内部を伝播する。
【００６４】
導波管３１の内部を伝播するマイクロ波は、スロットアンテナ３２のスロット３２０に進入する。そして、前出図３中白抜き矢印Ｙ１で示すように、スロット３２０を通過して、誘電体部３３に入射する。誘電体部３３に入射したマイクロ波は、同図中白抜き矢印Ｙ２で示すように、主に誘電体部３３の右面３３０に沿って伝播する。このマイクロ波の強電界により、処理室１０内のアルゴンガスが電離して、誘電体部３３の右方にマイクロ波プラズマが生成される。生成したマイクロ波プラズマ中の電子は、サイクロトロン角周波数に従って、磁力線Ｍ方向に対して右回りの旋回運動を行う。一方、マイクロ波プラズマ中を伝播するマイクロ波は、電子サイクロトロン波を励起する。電子サイクロトロン波の角周波数は、磁束密度０．０８７５Ｔで、サイクロトロン角周波数に一致する。これにより、ＥＣＲが生じる。ＥＣＲによりエネルギーが増大した電子は、磁力線Ｍに拘束されながら、周辺の中性粒子と衝突する。これにより、中性粒子が次々に電離する。電離により生じた電子も、ＥＣＲにより加速され、さらに中性粒子を電離させる。このようにして、誘電体部３３の右方に、高密度のＥＣＲプラズマＰ１が生成される。このＥＣＲプラズマＰ１により、処理ロール２０により搬送されてきた基材Ｆの表面を、改質する。また、プラズマ生成部３０と同様にして、プラズマ生成部４０の誘電体部４３の左方にも、高密度のＥＣＲプラズマＰ１が生成される。
【００６５】
スパッタ部６０においては、直流パルス電源６６をオンにして、カソード６４に電圧を印加する。これにより生じたマグネトロン放電で、アルゴンガスが電離して、ターゲット６１の上方にマグネトロンプラズマＰ２が生成される。そして、マグネトロンプラズマＰ２（アルゴンイオン）によりターゲット６１をスパッタし、ターゲット６１からスパッタ粒子を叩き出す。ターゲット６１から飛び出したスパッタ粒子は、上方の基材Ｆに向かって飛散して、基材Ｆの改質処理された表面に付着することにより、ＩＴＯ膜を形成する。この際、基材Ｆとターゲット６１との間（マグネトロンプラズマＰ２生成領域を含む）には、プラズマ生成部４０からＥＣＲプラズマＰ１が照射される。
【００６６】
改質および成膜処理された基材Ｆ、つまり、成膜フィルムＦ’は、ガイドロール２０１、２２０に案内されて、処理室１０から巻取り室１２に搬送され、巻取りロール２２に巻き取られる。
【００６７】
＜作用効果＞
次に、本実施形態のプラズマ改質成膜装置の作用効果について説明する。本実施形態のプラズマ改質成膜装置１においては、基材Ｆの表面の改質処理を、ＥＣＲプラズマ生成装置３を用いて行う。ＥＣＲプラズマ生成装置３によると、成膜処理を行う０．３〜１Ｐａ程度の低圧下においても、高密度なプラズマを安定して生成することができる。したがって、従来、処理圧力の違いから、別々の処理室において行わなければならなかった改質処理と成膜処理とを、一つの処理室１０内で連続して行うことができる。これにより、従来は改質、成膜の各処理室ごとに必要であった、ガスの供給、排出装置や基材の搬送装置等を、一つにまとめることができる。よって、設備費用を削減することができる。また、改質と成膜とを同じ処理室１０内で連続して行うため、改質処理された基材Ｆの表面に、不純物が付着するおそれは小さい。つまり、基材Ｆが汚染されにくくなる。このため、より凹凸の少ない薄膜を形成することができる。
【００６８】
プラズマ改質成膜装置１においては、基材Ｆを処理ロール２０等により搬送する。よって、コンベア等を用いて直線的に搬送する場合と比較して、処理室１０を小型化することができる。ここで、処理ロール２０の内部には、冷却管を通して冷却液が循環している。これにより、処理ロール２０の外周面は、冷却されている。よって、搬送される基材Ｆの温度上昇を抑制し、熱による基材Ｆの変形や、損傷を抑制することができる。
【００６９】
プラズマ改質成膜装置１によると、改質処理により、ＰＥＴ製の基材Ｆの表面のノジュールが、微細化される。このため、その後に形成されるＩＴＯ膜の凹凸は小さい。よって、成膜フィルムＦ’を有機ＥＬデバイスに用いれば、陽極の凸部への電界集中を抑制し、電子輸送性発光層の劣化を抑制することができる。
【００７０】
また、ＥＣＲプラズマ生成装置３によると、低電位のまま、エネルギーの大きなＥＣＲプラズマＰ１を生成することができる。これにより、基材Ｆの粗面化や変形を抑制しながら、大きな改質効果を得ることができる。また、導波管３１は、前後方向に延びる長尺の箱状を呈している。そして、スロット３２０は、前後方向に直列に配置されている。これにより、長尺状のＥＣＲプラズマＰ１を生成することができる。したがって、基材Ｆの幅が大きく大面積の場合でも、容易に改質処理を行うことができる。また、八つの永久磁石３５は、支持板３４の左面に配置されている。支持板３４の内部には、冷媒通路３４０を通して冷却液が循環している。これにより、支持板３４は冷却されている。よって、永久磁石３５の温度は上昇しにくい。つまり、永久磁石３５の磁性が失われるおそれは小さい。したがって、プラズマ生成時においても、安定した磁場が形成される。
【００７１】
プラズマ改質成膜装置１においては、基材Ｆの表面への成膜を、マグネトロンスパッタ成膜装置６を用いて行う。マグネトロンスパッタ成膜装置６は、スパッタ部６０と、ＥＣＲプラズマ生成装置４と、を備えている。これにより、マグネトロンプラズマＰ２によるスパッタ成膜を、ＥＣＲプラズマＰ１を照射しながら行うことができる。
【００７２】
スパッタ部６０において、ターゲット６１表面に発生した磁場により、ターゲット６１から飛び出した二次電子が捕らえられる。このため、基材Ｆの温度が上昇しにくい。よって、熱による基材Ｆの変形は小さい。また、捕らえた二次電子でアルゴンガスのイオン化が促進されるため、成膜速度が速い。
【００７３】
また、ＥＣＲプラズマＰ１を照射することにより、印加電圧を下げても、マグネトロンプラズマＰ２を安定に維持することができる。これにより、クラスター粒子のような粒子径の大きな粒子のターゲット６１からの飛び出しを、抑制することができる。その結果、スパッタ粒子の粒子径のばらつきが抑制され、形成される薄膜の表面の凹凸を、小さくすることができる。また、ＥＣＲプラズマＰ１を照射すると、スパッタ粒子が微細化される。このため、よりきめ細やかな薄膜を形成することができる。また、処理室１０内を０．１Ｐａ程度の高真空状態にすることにより、マグネトロンプラズマＰ２が安定すると共に、不純物の侵入を抑制し、ターゲット粒子の平均自由行程を長くすることができる。これにより、形成される薄膜の膜質が向上する。
【００７４】
ＥＣＲプラズマ生成装置４において、導波管４１は、前後方向に延びる長尺の箱状を呈している。そして、スロット４２０は、前後方向に直列に配置されている。これにより、ＥＣＲプラズマ生成装置４によると、長尺状のＥＣＲプラズマＰ１を生成することができる。したがって、ＥＣＲプラズマ生成装置４は、大面積の薄膜を形成する場合に好適である。
【００７５】
＜その他＞
以上、本発明のプラズマ改質成膜装置の一実施形態について説明した。しかしながら、プラズマ改質成膜装置の実施の形態は上記形態に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００７６】
例えば、上記実施形態においては、成膜装置として、マグネトロンスパッタ成膜装置を用いた。しかし、成膜装置は、磁場を形成せずにスパッタを行う装置（二極スパッタ装置等）でもよく、プラズマＣＶＤ装置でもよい。また、成膜の際、必ずしもＥＣＲプラズマを照射する必要はない。つまり、ＥＣＲプラズマ生成装置を用いずに成膜装置を構成してもよい。また、成膜装置としてＥＣＲプラズマ生成装置を用いる場合には、改質処理を行うＥＣＲプラズマ生成装置を兼用してもよい。
【００７７】
マグネトロンスパッタ成膜装置を用いる場合、スパッタ部のバッキングプレート、およびカソードの材質や形状については、特に限定されない。例えば、バッキングプレートには、非磁性の導電性材料を用いればよい。なかでも、導電性および熱伝導性が高い銅等の金属材料が望ましい。カソードには、ステンレス鋼の他、アルミニウム等の金属を用いることができる。また、ターゲットの表面に磁場を形成するための磁場形成手段の構成は、上記実施形態に限定されない。磁場形成手段として永久磁石を用いる場合、永久磁石の種類や配置形態については、適宜決定すればよい。例えば、各々の永久磁石のＮ極とＳ極とが、上記実施形態と逆でもよい。
【００７８】
基材の搬送手段は、上記実施形態のようなロール部材を用いた方式には限定されない。搬送手段は、改質処理と成膜処理とを一つのチャンバー内で連続して行えるように、基材を搬送できるものであればよい。また、ロール部材を用いる場合でも、ロール部材の構成や配置形態は、限定されない。
【００７９】
上記実施形態においては、プラズマ改質成膜装置を、処理室の他に、供給室、巻取り室を備えて構成した。しかし、供給室、巻取り室は必ずしも必要ではない。基材に改質処理と成膜処理とを行う処理室（チャンバー）のみから、プラズマ改質成膜装置を構成してもよい。チャンバーの材質や形状についても、特に限定されない。例えば、チャンバーは金属材料で形成されていればよい。金属材料のなかでも、導電性の高い材料を採用することが望ましい。
【００８０】
上記実施形態においては、マグネトロンスパッタ成膜装置のターゲットとして、ＩＴＯを用いた。しかし、ターゲットの材料は、特に限定されるものではなく、形成する薄膜の種類に応じて適宜決定すればよい。勿論、形成する薄膜の種類も限定されない。同様に、基材についても、用途に応じて、適宜選択すればよい。上記実施形態のＰＥＴフィルムの他、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム、ポリアミド（ＰＡ）６フィルム、ＰＡ１１フィルム、ＰＡ１２フィルム、ＰＡ４６フィルム、ポリアミドＭＸＤ６フィルム、ＰＡ９Ｔフィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルム、フッ素樹脂フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）フィルム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、シクロオレフィンポリマー等のポリオレフィンフィルム等を用いることができる。
【００８１】
ＥＣＲプラズマ生成装置において、スロットアンテナの材質、スロットの数、形状、配置等は、特に限定されない。例えば、スロットアンテナの材質は、非磁性の金属であればよく、アルミニウムの他、ステンレス鋼や真鍮等でも構わない。また、スロットは、一列ではなく、二列以上に配置されていてもよい。スロットの数は、奇数個でも偶数個でもよい。また、スロットの配置角度を変えて、ジグザグ状に配置してもよい。誘電体部の材質、形状についても、特に限定されない。誘電体部の材質としては、誘電率が低く、マイクロ波を吸収しにくい材料が望ましい。例えば、石英の他、酸化アルミニウム（アルミナ）等が好適である。
【００８２】
また、支持板の材質や形状は、特に限定されない。上記実施形態においては、支持板用冷却手段として、冷媒通路および冷却液を配置した。しかし、支持板用冷却手段の構成は、特に限定されない。支持板は、支持板用冷却手段を有していなくてもよい。
【００８３】
また、誘電体部の右方、あるいは左方（プラズマ生成領域）に磁場を形成する永久磁石は、ＥＣＲを発生させることができれば、その形状、種類、個数、配置形態等は特に限定されない。例えば、永久磁石を一つだけ配置してもよく、複数個を二列以上に配置してもよい。
【００８４】
上記実施形態においては、ＥＣＲプラズマの生成に、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いた。しかし、マイクロ波の周波数は特に限定されない。８．３５ＧＨｚ、１．９８ＧＨｚ、９１５ＭＨｚ等であってもよい。
【００８５】
上記実施形態においては、約０．１Ｐａの圧力下で、改質および成膜処理を行った。しかし、処理の圧力は、当該圧力に限定されない。改質および成膜処理は、適宜最適な圧力下で行えばよい。また、供給するガスとしては、アルゴンの他、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の希ガス、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、水素（Ｈ２）等を用いてもよい。なお、二種類以上のガスを混合して用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明のプラズマ改質成膜装置は、例えば、タッチパネル、ディスプレイ、ＬＥＤ（発光ダイオード）照明、太陽電池、電子ペーパー等に用いられる透明導電膜等の形成に有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１：プラズマ改質成膜装置、１０：処理室（チャンバー）、１１：供給室、１２：巻取り室、１０１、１０２：開口部。
２０：処理ロール（搬送手段）、２１：供給ロール、２２：巻取りロール、２００、２０１：ガイドロール（搬送手段）、２１０、２２０：ガイドロール。
３：ＥＣＲプラズマ生成装置、３０：プラズマ生成部、３１：導波管（矩形導波管）、３２：スロットアンテナ、３３：誘電体部、３４：支持板、３５：永久磁石、３２０：スロット、３３０：右面、３４０：冷媒通路（支持板用冷却手段）、３４１：冷却管。
４：ＥＣＲプラズマ生成装置、４０：プラズマ生成部、４１：導波管（矩形導波管）、４２：スロットアンテナ、４３：誘電体部、４４：支持板、４５：永久磁石、４２０：スロット、４３０：左面、４４０：冷媒通路（支持板用冷却手段）、４４１：冷却管。
５０：マイクロ波伝送部、５１：管体部、５２：マイクロ波電源、５３：マイクロ波発振器、５４：アイソレータ、５５：パワーモニタ、５６：ＥＨ整合器。
６：マグネトロンスパッタ成膜装置、６０：スパッタ部、６１：ターゲット、６２：バッキングプレート、６３ａ〜６３ｃ：永久磁石（磁場形成手段）、６４：カソード、６５：アースシールド、６６：直流パルス電源。
Ｆ：基材、Ｆ’：成膜フィルム、Ｍ：磁力線、Ｐ１：ＥＣＲプラズマ、Ｐ２：マグネトロンプラズマ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーと、
該チャンバー内に配置され、基材を搬送する搬送手段と、
マイクロ波を用いた電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）によりプラズマを生成し、該プラズマにより該基材の表面を改質するＥＣＲプラズマ生成装置と、
該基材の該表面に薄膜を形成する成膜装置と、
を備え、一つの該チャンバー内において、該基材の該表面の改質と該表面への成膜とを連続して行うことができるプラズマ改質成膜装置であって、
該ＥＣＲプラズマ生成装置は、
マイクロ波を伝送する矩形導波管と、
該矩形導波管の一面に配置され、該マイクロ波が通過するスロットを有するスロットアンテナと、
該スロットアンテナの該スロットを覆うように配置され、プラズマ生成領域側の表面は該スロットから入射する該マイクロ波の入射方向に平行である誘電体部と、
該誘電体部の裏面に配置され該誘電体部を支持する支持板と、
該支持板の裏面に配置され該プラズマ生成領域に磁場を形成する永久磁石と、
を備え、該誘電体部から該磁場中に伝播する該マイクロ波によりＥＣＲを発生させながらプラズマを生成することを特徴とするプラズマ改質成膜装置。
【請求項２】
前記チャンバー内の圧力を０．０５Ｐａ以上３Ｐａ以下にして、改質および成膜を行う請求項１に記載のプラズマ改質成膜装置。
【請求項３】
前記ＥＣＲプラズマ生成装置の前記支持板は、前記永久磁石の温度上昇を抑制するための支持板用冷却手段を有する請求項１または請求項２に記載のプラズマ改質成膜装置。
【請求項４】
前記成膜装置は、ターゲットと、該ターゲットの表面に磁場を形成するための磁場形成手段と、を備え、マグネトロン放電で生成したプラズマにより該ターゲットをスパッタし、飛び出したスパッタ粒子を前記基材の前記表面に付着させて薄膜を形成するマグネトロンスパッタ成膜装置である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のプラズマ改質成膜装置。
【請求項５】
前記マグネトロンスパッタ成膜装置は、さらに、前記ＥＣＲプラズマ生成装置を備え、
該ＥＣＲプラズマ生成装置により、該基材と該ターゲットとの間にＥＣＲプラズマが照射される請求項４に記載のプラズマ改質成膜装置。
【請求項６】
前記搬送手段は、ロール部材を備える請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のプラズマ改質成膜装置。
【請求項７】
前記ロール部材は、外周面の温度を低下させるロール用冷却手段を有する請求項６に記載のプラズマ改質成膜装置。
【請求項１】
チャンバーと、
該チャンバー内に配置され、基材を搬送する搬送手段と、
マイクロ波を用いた電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）によりプラズマを生成し、該プラズマにより該基材の表面を改質するＥＣＲプラズマ生成装置と、
該基材の該表面に薄膜を形成する成膜装置と、
を備え、一つの該チャンバー内において、該基材の該表面の改質と該表面への成膜とを連続して行うことができるプラズマ改質成膜装置であって、
該ＥＣＲプラズマ生成装置は、
マイクロ波を伝送する矩形導波管と、
該矩形導波管の一面に配置され、該マイクロ波が通過するスロットを有するスロットアンテナと、
該スロットアンテナの該スロットを覆うように配置され、プラズマ生成領域側の表面は該スロットから入射する該マイクロ波の入射方向に平行である誘電体部と、
該誘電体部の裏面に配置され該誘電体部を支持する支持板と、
該支持板の裏面に配置され該プラズマ生成領域に磁場を形成する永久磁石と、
を備え、該誘電体部から該磁場中に伝播する該マイクロ波によりＥＣＲを発生させながらプラズマを生成することを特徴とするプラズマ改質成膜装置。
【請求項２】
前記チャンバー内の圧力を０．０５Ｐａ以上３Ｐａ以下にして、改質および成膜を行う請求項１に記載のプラズマ改質成膜装置。
【請求項３】
前記ＥＣＲプラズマ生成装置の前記支持板は、前記永久磁石の温度上昇を抑制するための支持板用冷却手段を有する請求項１または請求項２に記載のプラズマ改質成膜装置。
【請求項４】
前記成膜装置は、ターゲットと、該ターゲットの表面に磁場を形成するための磁場形成手段と、を備え、マグネトロン放電で生成したプラズマにより該ターゲットをスパッタし、飛び出したスパッタ粒子を前記基材の前記表面に付着させて薄膜を形成するマグネトロンスパッタ成膜装置である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のプラズマ改質成膜装置。
【請求項５】
前記マグネトロンスパッタ成膜装置は、さらに、前記ＥＣＲプラズマ生成装置を備え、
該ＥＣＲプラズマ生成装置により、該基材と該ターゲットとの間にＥＣＲプラズマが照射される請求項４に記載のプラズマ改質成膜装置。
【請求項６】
前記搬送手段は、ロール部材を備える請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のプラズマ改質成膜装置。
【請求項７】
前記ロール部材は、外周面の温度を低下させるロール用冷却手段を有する請求項６に記載のプラズマ改質成膜装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０８１１６（Ｐ２０１３−１０８１１６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２３９０（Ｐ２０１１−２５２３９０）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
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