特許 6045266 イオン注入装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6045266

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】イオン注入装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/48 20060101AFI20161206BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20161206BHJP

   C23C 16/02 20060101ALN20161206BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/48

   H05H1/46 M

   !C23C16/02

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-204942(P2012-204942)

(22)【出願日】2012年9月18日

(65)【公開番号】特開2014-58724(P2014-58724A)

(43)【公開日】2014年4月3日

【審査請求日】2015年6月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102980

【氏名又は名称】リンテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(72)【発明者】

【氏名】永縄 智史

(72)【発明者】

【氏名】後藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】剱持 卓

【審査官】 山田 頼通

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／１０７０１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０７１６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００３／１０４５２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６２−２７４０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０４９１０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空チャンバと、フィルムが外周部の一部に巻き付けられる電極ロールと、該電極ロールに電圧を印加する電圧印加手段と、前記真空チャンバ内にイオン注入ガスを導入するためのガス吹出口を有するガス導入部と、前記真空チャンバ内のガスを排気するための排気口とを備え、前記ガス導入部と前記排気口が、前記電極ロールの軸方向において、該電極ロールを挟んで対向して設けられていること
を特徴とするイオン注入装置。

【請求項2】

前記ガス導入部には、複数のガス吹出口が設けられていることを特徴とする請求項１記載のイオン注入装置。

【請求項3】

前記ガス導入部の各ガス吹出口は、前記電極ロールの周縁に対向するように離間して設けられていることを特徴とする請求項２記載のイオン注入装置。

【請求項4】

前記電極ロールと前記真空チャンバの壁面との間に、前記ガス導入部から前記排気口に向かうガスの流れに沿うように整流部材が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオン注入装置。

【請求項5】

前記整流部材が導電性金属から構成されることを特徴とする請求項４記載のイオン注入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イオン注入装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、長尺のフィルムを一方向に搬送しながらその表面にプラズマ中のイオンを注入して表面改質を行ういわゆるイオン注入方法を用いて、例えばフィルム表面にガスバリア層を作ることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１では、このイオン注入方法を実施するイオン注入装置が開示されている。特許文献１に開示されたイオン注入装置では、真空チャンバ内に巻き出しロール、巻き取りロール、電極ロール等のロール類が設置されていると共に、ガス導入手段が設けられている。また、電極ロールには電圧印加手段が設けられている。

【0004】

かかるイオン注入装置では、チャンバ内にイオン注入ガスが導入され、電極ロールに電圧印加手段により電圧が印加されると、チャンバ壁面がアースとなって電極ロールとチャンバ壁面との間に電界が形成され、プラズマが形成される。このプラズマにより生成されたイオンが、負の直流高電圧パルスの印加によって電極ロール側に引き寄せられることで、電極ロールのフィルムの表面にイオン注入が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６―７０２３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、近年フィルムの幅が広くなることで、電極ロールが大型化し、これによりイオン注入装置が大型化している。このようにイオン注入装置が大型化すると、イオン注入ガスがイオン注入装置の中で滞留してしまってガス濃度が高くなる場所と、相対的にイオン注入ガスのガス濃度が低くなる場所ができてしまい、真空チャンバ内でのプラズマ密度が均一性を保てず、表面改質を均一に行うことができないという問題が生じる虞がある。

【0007】

そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、プラズマ密度の均一性を向上させることができるイオン注入装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のイオン注入装置は、真空チャンバと、フィルムが外周部の一部に巻き付けられる電極ロールと、該電極ロールに電圧を印加する電圧印加手段と、前記真空チャンバ内にイオン注入ガスを導入するためのガス吹出口を有するガス導入部と、前記真空チャンバ内のガスを排気するための排気口とを備え、前記ガス導入部と前記排気口が、前記電極ロールの軸方向において、該電極ロールを挟んで対向して設けられていることを特徴とする。

【0009】

本発明では、前記ガス導入部と前記排気口が、前記電極ロールの軸方向において、該電極ロールを挟んで対向して設けられていることで、電極ロールの軸方向においてガスの流れが形成されるので、イオン注入処理においてガスが流れ易く、真空チャンバ内においてガスが滞留しにくい。従って、ガス濃度が均一化されるのでプラズマ密度を均一化することができる。

【0010】

前記ガス導入部には、複数のガス吹出口が設けられていることが好ましい。このように複数のガス吹出口が設けられることで、真空チャンバ内に均一にガスが導入されるので、プラズマ密度をより均一化することができる。

【0011】

前記ガス導入部の各ガス吹出口は、前記電極ロールの周縁に対向するように離間して設けられていることが好ましい。このようにガス吹出口が設けられていることで、電極ロールの周囲、即ち電界が形成される領域にガスの流れを形成することができるので、プラズマ密度を高くすることができる。

【0012】

前記電極ロールと前記真空チャンバの壁面との間に、前記ガス吹出口から前記排気口に向かうガスの流れに沿うように整流部材が設けられたことが好ましい。整流部材が設けられていることで、ガスの流れを整流してより真空チャンバ内にガスが滞留しにくく、かつ、電界が形成されない位置にまで拡散されやすい。従って、ガス濃度が均一化されるのでプラズマ密度を均一化することができる。

【0013】

前記整流部材が導電性金属から構成されることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明のイオン注入装置によれば、プラズマ密度の均一性を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態１にかかるイオン注入装置の模式図。

【図2】延長部材を説明するための模式的斜視図。

【図3】実施形態１にかかるイオン注入装置の模式図。

【図4】実施形態１にかかるイオン注入装置のガス導入部を示す模式図。

【図5】実施形態２にかかるイオン注入装置の模式図。

【図6】実施形態２にかかるイオン注入装置に用いられる整流装置を説明するための模式的斜視図。

【図7】実施形態３にかかるイオン注入装置に用いられる整流装置を説明するための模式図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（実施形態１）
本発明の実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。

【0017】

図１に示すように、イオン注入装置１は、真空チャンバ１１を備える。

【0018】

真空チャンバ１１には、電極ロール１３、巻き出しロール１４、複数の搬送ロール１５、巻き取りロール１６が設けられている。電極ロール１３の下方側には、巻き出しロール１４から、搬送ロール１５を介して搬送されたフィルム３が巻き付いている。フィルム３は、この電極ロール１３において、詳細は後述するイオン注入処理が行われて、搬送ロール１５を介して巻き取りロール１６に搬送される。即ち、巻き出しロール１４にあるフィルムはイオン注入処理前であり、巻き取りロールに１６にあるフィルム３はイオン注入処理後である。

【0019】

電極ロール１３は、導電体からなる。この電極ロール１３には、電圧印加手段２３が設けられている。電圧印加手段２３は、電極ロール１３に対して交流電圧及び直流電圧を印加できるように構成されている。なお、図１中図示しないが電圧印加手段２３は、電極ロールの軸方向における端部に電圧を印加して電極ロールの軸方向（幅方向）に沿って電流が流れるように構成されている。かかる電圧印加手段２３により電圧を印加することで、電極ロール１３は電極として機能する。

【0020】

なお、図２に示すように、電極ロール１３の軸方向における長さを延長するための延長部材６１を実施形態１と同一の電極ロール１３の両端に付け足してもよい。延長部材６１は、電極ロール１３と同一径であり、電極ロール１３の両端に接合されている。これにより、電極ロール１３の軸方向の長さＨ１よりも延長部材６１の軸方向の長さＨ２の二つ分だけ電極ロール１３の長さが長くなる。

【0021】

このように延長部材６１を設けることで、電極ロール１３端部におけるプラズマの回り込みによるプラズマ密度の低下を防ぎ、フィルムの幅方向において均一にイオン注入処理を行うことができるように構成している。

【0022】

ここで、図３に示すように、真空チャンバ１１には、真空チャンバ１１内にイオン注入ガスを導入するためのガス吹出口３６（図４参照）を有するガス導入部３５、真空チャンバ１１内のガスを排気するための排気口２２が設けられている。ガス導入部３５は、電極ロール１３の軸方向において、電極ロール１３と真空チャンバ１１の壁面との間に設けられている。

【0023】

ガス導入部３５には、ガス源３１と、ガス源３１に接続されたガス管３２と、ガス管３２における流量を制御する制御手段３３が接続されている。ガス源３１には、イオン注入ガスが封入されており、真空チャンバ１１内にイオン注入ガスを導入するには、制御手段３３よりガス管３２を通過するガス源３１からのガスを制御しながら、ガス導入部３５を介して真空チャンバ１１内にイオン注入ガスを導入することができる。

【0024】

排気口２２には、真空ポンプ２１が接続され、真空チャンバ１１内のガスを排気するとともに、真空チャンバ１１内部を所定の真空度とすることができるように構成されている。排気口２２は、電極ロール１３の軸方向において、電極ロール１３を挟んでガス導入部３５と対向するように、真空チャンバ１１の側壁面１２に設けられている。

【0025】

ガス導入部３５は、図４（１）に示すように本実施形態では円盤状であり、複数のガス吹出口３６が設けられている。各ガス吹出口３６は、電極ロール１３の周縁に対向するように互いに離間して設けられている。また、各ガス吹出口３６は、電極ロール１３の下方面のフィルム３と接触する部分の周縁部に対応して設けられている。

【0026】

なお、ガス導入部３５の形状等は、電極ロール１３の周縁に対向するようにガス吹出口３６を設けることができる形状であれば、どのような形状であってもよい。例えば、図４（１）に示すように、電極ロール１３の略同一の円形状であってもよく、図４（２）に示すように、電極ロール１３に周縁に沿うように湾曲した形状であってもよい。また、本実施形態ではガス吹出口３６を複数設けたが、真空チャンバ内に均一にイオン注入ガスを導入することができれば単数であってもよい。

【0027】

かかるイオン注入装置１におけるイオン注入処理について説明する。

【0028】

イオン注入処理は、プラズマ中のイオンを対象物の表面に注入することで表面改質してイオン注入層を形成するものである。

【0029】

初めに、処理対象であるフィルム３について説明する。本実施形態における被処理対象であるフィルム３は、高分子フィルムである。高分子フィルムとしては、特に限定されないが、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系ポリマー、芳香族系重合体等が挙げられる。これらの中でも、ガスバリア性等を有する高分子フィルムとしての需要が多く、優れたガスバリア性等を有するイオン注入層が得られることから、ポリエステル、ポリアミド又はシクロオレフィン系ポリマーが好ましく、ポリエステル又はシクロオレフィン系ポリマーが特に好ましい。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート等が挙げられる。なお、本発明において、被処理対象であるフィルム３は、上述したものに限定されない。フィルム３は、高分子フィルム上に、イオンを注入することによりガスバリア性が発現する材料（例えば、ポリシラザン、ポリオルガノシロキサン等のケイ素含有高分子）を含む層が積層されているものであってもよい。

【0030】

フィルム３の厚みは特に制限されないが、巻き取りの容易性や使用を考慮すれば、通常１〜１０００μｍ、好ましくは５〜５００μｍ、より好ましくは１０〜２００μｍである。

【0031】

イオン注入装置を作動させ、真空チャンバ１１内の圧力を５．０×１０^−３Ｐａ以下とする。

【0032】

真空チャンバ１１内が上記範囲の所定の圧力で一定となった後に、ガス導入部３５からイオン注入ガスを真空チャンバ１１内に導入する。

【0033】

導入されるイオン注入ガスとしては、例えば水、水素、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、フルオロカーボン等の希ガス又は非金属のガスや、金、銀、銅、白金、ニッケル、アルミニウムなどの導電性金属のイオン等が挙げられる。これらの中でも、より簡便にイオン注入することができ、良好なガスバリア性等を有するフィルムを効率良く製造することができることから、希ガス又は非金属のガスが好ましい。これらのうち、表面処理の要求に応じて適宜選択できるが、利便性から窒素、酸素、アルゴン、ヘリウムがより好ましく、特にアルゴンが好ましい。

【0034】

導入時のガス流量は、１０〜２０００ｓｃｃｍであり、好ましくは１００〜１０００ｓｃｃｍである。この範囲にあることで、所望のプラズマを形成することができる。イオン注入ガスを導入した際の、真空チャンバ１１内の圧力は、１．０×１０^−４〜１．０Ｐａ程度、好ましくは１．０×１０^−２〜１．０×１０^−１Ｐａ程度である。

【0035】

この状態で、巻き出しロール１４から搬送ロール１５、電極ロール１３を介してフィルム３を巻き取りロール１６へ搬送する。フィルム３の巻き取り速度は、特に限定されないが、通常、例えば０．５〜２０ｍ／ｍｉｎである。

【0036】

そして、電極ロール１３に電圧印加手段２３により交流電圧を印加することで、プラズマが発生する。印加される交流電圧の周波数は、特に制限はないが、通常５００〜５０００Ｈｚであり、印加される電力は、特に制限はないが、通常５００〜１００００Ｗである。それぞれこの範囲にあることで、安定してプラズマを形成することができる。

【0037】

そして、電極ロール１３には、電圧印加手段２３により、直流電圧が印加される。直流電圧は、例えば、−１ｋＶ〜−５０ｋＶ、より好ましくは−３ｋＶ〜−３０ｋＶ、特に好ましくは−５ｋＶ〜−２０ｋＶである。印加される直流電圧が−１ｋＶより高いと、イオンが吸引されにくく、このため十分なガスバリア性等を有するイオン注入層の形成が困難となり、−５０ｋＶより低いとＸ線が発生し、生産上好ましくない。

【0038】

これにより、真空チャンバ１１の壁面と電極ロール１３との間に電界が形成されて、プラズマが発生する。発生したプラズマ中の陽イオンは、負の電圧印加により電極ロール１３に引き寄せられて電極ロール１３に巻き取られたフィルム３の表面に注入される。このようにしてフィルム３の表面にイオン注入が行われる。

【0039】

ガス導入部３５において、制御手段３３よりガス管３２を通過したイオン注入ガスが、複数の各ガス吹出口３６から、それぞれ真空チャンバ１１内に均一に導入される。導入されたガスは、排気口２２から排気される。

【0040】

本実施形態では電極ロール１３の軸方向において、電極ロール１３を挟んでガス吹出口３６と排気口２２とが対向しているので、ガス吹出口３６から導入されたイオン注入ガスが排気口２２に向かって直線的に流れることで、イオン注入ガスが真空チャンバ内で滞留することを抑制できる。従って電極ロール１３の軸方向においてガス濃度が均一となる。これにより、形成されたプラズマのプラズマ密度も軸方向において均一となり、所望の均一なイオン注入層を形成することができる。

【0041】

このように、本実施形態では、ガス吹出口３６を有するガス導入部３５と排気口２２が、電極ロール１３の軸方向において、電極ロール１３を挟んで対向するように設けられている。これにより、ガス吹出口３６から導入されたイオン注入ガスは、電極ロール１３の軸方向に沿って流れて排気口２２から排気される。これにより、イオン注入ガスの分布が電極ロール１３の軸方向において均一となるので、イオン注入処理におけるプラズマの密度を均一化することができる。

【0042】

（実施形態２）
本実施形態では、図５、６に示すように真空チャンバ１１では、電極ロール１３と真空チャンバ１１の壁面との間には、整流部材４２が設けられている点が実施形態１とは異なる。詳しくは後述するが、かかる整流部材４２は、真空チャンバ内でのイオン注入ガスの流れを整流するものであり、これを設けることで均一性の高いプラズマを形成することができる。

【0043】

整流部材４２の構成について、図５、６を用いて詳細に説明する。

【0044】

整流部材４２は、支持部４３により、電極ロール１３と真空チャンバ１１の壁面との間に設置されている。整流部材４２と電極ロール１３との間の間隙３７は、一定である。

【0045】

支持部４３は、直方体の枠体４４を有する。枠体４４の長手方向は、電極ロール１３の軸方向に略一致する。枠体４４の長手方向の両端上部には、台座４５が設けられている。台座４５には、複数の支持部材４６がそれぞれ離間して設けられている。支持部材４６は、整流部材４２の端部に固定され、台座４５上で整流部材４２を支持する。なお、支持部４３の形状等は、整流部材４２を支持し、かつ固定することができれば、どのような形状であってもよい。

【0046】

整流部材４２は、矩形状の板状部材である。整流部材４２は、電極ロール１３の周方向のうち、下方面のうちフィルム３が接触する面（フィルムが巻き付く面）にのみ対応し、かつ、整流部材４２と電極ロール１３との間には間隙３７が形成される。なお、整流部材４２の形状等は、真空チャンバ１１内でのイオン注入ガスの流れを整流することができれば、どのような形状であってもよい。

【0047】

矩形状の整流部材４２は、その短辺が電極ロール１３の周方向に沿うように複数が離間して配されている。また、電極ロール１３の軸方向に亘って整流部材４２の長辺が延在しており、整流部材４２の長辺は電極ロール１３の軸方向の長さと略一致する。

【0048】

本実施形態では、６枚の整流部材４２が電極ロール１３の下方面のうちフィルム３が接触する面に沿って、互いに離間して配されている。

【0049】

また、本実施形態では、整流部材４２は、互いに離間して設けたが、真空チャンバ１１内でのイオン注入ガスの流れを整流することができれば、これに限定されない。例えば、電極ロール１３と真空チャンバ１１の壁面との間に、整流部材４２として、周方向に沿って湾曲した一枚の板状部材が配されていてもよい。また、周方向に沿って湾曲した複数の板状部材が電極ロール１３の軸方向に配されていてもよい。

【0050】

本実施形態では電極ロール１３と真空チャンバ１１の壁面との間に整流部材４２が設けてあることから、電極ロール１３と整流部材４２との間隙３７にイオン注入ガスが均一に流れることができる。即ち、整流部材４２が設けられていることで、大型化した真空チャンバ１１内イオン注入ガスが拡散せずに整流されて電極ロール１３と整流部材４２との間隙３７に流入することができるので、電極ロール１３の軸方向におけるイオン注入ガスのガス濃度が均一となり、プラズマ密度が軸方向においてより均一となる。

【0051】

また、整流部材４２には、軽量化する目的で、イオン注入ガスの流れを整流する効果を損なわない程度に、孔が設けてあってもよい。

【0052】

整流部材４２は、真空チャンバ内でのイオン注入ガスの流れを整流するものであれば、材質は特に限定されないが、詳しくは後述するように電極としても機能するように構成する場合は、鉄、アルミやこれらを含む合金等の金属から構成されている。本実施形態では強度及び製造コストに鑑みてＳＵＳを用いている。即ち、本実施形態では整流部材４２は電極として機能する。

【0053】

この場合、整流部材４２は、支持部４３を介して真空チャンバ１１に接続されている。即ち、この整流部材４２は真空チャンバ１１及び支持部４３を介してアースに接続されている。

【0054】

このように整流部材４２が電極としても機能する材料である場合には、アースとして機能する整流部材４２と電極ロール１３との間に電界が形成されて、プラズマが発生し、発生したプラズマ中のイオンは、電極ロール１３に吸引されて電極ロール１３に巻き取られたフィルム３の表面に注入される。

【0055】

さらに、本実施形態では、整流部材４２が電極としても機能する材料であるので、電極ロール１３と真空チャンバ１１の壁面との間に設けた整流部材４２が電極としても機能することで、電極ロール１３と整流部材４２との間に電界が形成されるため、電極ロール１３とチャンバ壁面との間に形成される電界よりも強い電界を形成することができる。これは、二つの電極間における電界の強さは電極間距離に反比例するからである。したがって、本実施形態では、整流部材４２が電極としても機能する材料であるので、電極ロール１３と整流部材４２との間の電界が強いことから、この電極間で発生するプラズマの密度を高くすることができる。

【0056】

特に、整流部材４２の長辺が電極ロール１３の幅（軸方向における長さ）に亘って配されていることから、整流部材４２と電極ロール１３表面との間の距離が軸方向において一定である。従って、電極ロール１３の軸方向に沿って均一で、かつ電界強度の高い電界が形成される。これにより、電極ロール１３の軸方向においてプラズマ密度を高め、かつ軸方向において均一なプラズマ密度となるようにプラズマを発生させることができる。

【0057】

また整流部材４２が電極ロール１３の周方向に沿って設けられていることから、整流部材４２と電極ロール１３表面との間の距離が周方向において一定である。従って、電極ロール１３の周方向に沿って均一で、かつ電界強度の高い電界が形成される。これにより、電極ロール１３の周方向においてプラズマ密度を高め、かつ周方向において均一なプラズマ密度となるようにプラズマを発生させることができる。

【0058】

このように、本実施形態にかかるイオン注入装置１においては、排気口２２とガス導入部３５とが対向していることで、真空チャンバ１１内のイオン注入ガスの流れを電極ロール１３の軸方向に対して均一化することができ、これによりプラズマ密度を均一化することができる。

【0059】

さらに、電極ロール１３の下方側に整流部材４２を設置することで、イオン注入ガスの流れを整流でき、プラズマ密度を均一化することができる。また、この整流部材４２が電極部材（アース）としても機能することで、プラズマ形成時の電界をより強い電界強度で形成することができ、所望のプラズマを電圧源を新たに設置することなく形成することができる。

【0060】

従って、実施形態２におけるイオン注入装置では、所望のイオン注入処理をより効果的に行うことが可能である。

【0061】

（実施形態３）
本実施形態にかかるイオン注入装置では、実施形態２とは整流部材４２Ａの角度を調整することができるように構成されている点が異なっている。

【0062】

本実施形態にかかるイオン注入装置１Ａでは、図７に示すように、整流部材４２Ａの設置角度が可変、即ち電極ロール１３Ａの軸方向において整流部材４２Ａと電極ロール１３Ａの表面との間隙３７Ａを調整できるように構成されている。

【0063】

このように整流部材４２Ａの間隔を調整することができることで、より整流部材４２Ａにより整流効果を高めることができる。具体的には、ガス導入部側の電極ロール１３Ａと整流部材４２Ａとの間隙３７Ａは、ガス導入部側から排気口側に向かって徐々に狭くなっていることが好ましい。即ち、ガス導入部側の電極ロール１３Ａと整流部材４２Ａとの間隔を広くし、他方で排気口側の電極ロール１３Ａと整流部材４２Ａとの間隔を狭くすることで、イオン注入ガスが電極ロール１３Ａと整流部材４２Ａとの間隙に入り込みやすく、さらに入り込んだガスが排気口２２Ａから排気されやすいので、真空チャンバ内でイオン注入ガスのガス流入方向に沿った流れが形成され、イオン注入ガスが拡散しにくく、かつ滞留しにくい。

【0064】

なお、整流部材４２Ａの間隙３７Ａを調整する方法としては、特に限定されず、例えば、ガス導入部側の整流部材４２Ａの設置角度および排気口側の整流部材４２Ａの設置角度を変更すればよい。

【0065】

整流部材４２Ａが電極としても機能する材料から構成されている場合には、上記の効果に加え、整流部材４２Ａと電極ロール１３Ａとの間隙３７Ａがガス導入部側から排気口側に向かって徐々に狭くなっていることで、電極ロール１３Ａと整流部材４２Ａとの間に形成される電界の強度を均一にすることができる。

【0066】

これは、以下のような理由である。電極ロール１３Ａには、電圧印加手段２３Ａにより、電極ロール１３Ａの一方の端部に電圧が印加される。電極ロール１３Ａに印加された電圧は、電極ロール１３Ａ自体の抵抗により、電圧が印加された一方の端部側から、電極ロール１３Ａの軸方向における他端部側に向かって低下する。この低下により、電極ロール１３Ａと整流部材４２Ａとの間に形成される電界の電界強度が電極ロール１３Ａの軸方向（長手方向）において電圧が印加された端部の側から、他端部側に向かって低下してしまうことが考えられ、フィルムの軸方向におけるプラズマ密度の不均一化が生じてしまう。

【0067】

このため、本実施形態では整流部材４２Ａの角度、即ち整流部材４２Ａと電極ロール１３Ａとの距離を変更して電極ロール１３Ａの軸方向において形成される電界の電界強度が均一になるように構成している。具体的には、電圧が印加された一方の端部側の電極ロール１３Ａと整流部材４２Ａとの間隔は実施形態１と同一にし、電極ロール１３Ａの軸方向における他端部側の電極ロール１３Ａと整流部材４２Ａとの間隔は狭めることで、電極ロール１３Ａの軸方向において形成される電界の電界強度が均一になるように構成している。

【0068】

このように、本実施形態にかかるイオン注入装置１Ａにおいては、排気口とガス導入部とが対向していることで、真空チャンバ１１内のイオン注入ガスの流れを電極ロール１３Ａの軸方向に対して均一化することができ、これによりプラズマ密度を均一化することができる。

【0069】

さらに、電極ロール１３の下方側に整流部材４２Ａを可変可能に設置することで、イオン注入ガスの流れをより整流でき、プラズマ密度を均一化することができる。また、この整流部材４２Ａが電極部材（アース）としても機能することで、プラズマ形成時の電界をさらに強い電界強度で形成することができ、所望のプラズマを電圧源を新たに設置することなく形成することができる。

【符号の説明】

【0070】

１、１Ａ イオン注入装置
２ 排気口
３ フィルム
１１ 真空チャンバ
１２ 側壁面
１３、１３Ａ 電極ロール
１４ 巻き出しロール
１５ 搬送ロール
１６ 巻き取りロール
２１ 真空ポンプ
２２、２２Ａ 排気口
２３、２３Ａ 電圧印加手段
３１ ガス源
３２ ガス管
３３ 制御手段
３５ ガス導入部
３６ ガス吹出口
３７、３７Ａ 間隙
４２、４２Ａ 整流部材
４３ 支持部
４４ 枠体
４５ 台座
４６ 支持部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図6】

【図5】

【図7】