JP2006104494A - 表面処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フイルム上への連続的に表面処理を行う表面処理装置において、表面処理室間の圧力差に影響を受けることなく、不純物ガスの拡散、混入を防止することが可能であり、また、装置の小型化が可能な表面処理装置を提供すること。
【解決手段】 チャンバ内に有するロール室及び表面処理室は、シールローラーと、これらに対して非接触で近接配置されたシール機構部とによって仕切られ、シールローラーとシール機構部との間に開口部を有し、シール機構部は、開口部にガスを供給するガス供給部と、開口部からガスを排気するガス排気部とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、合成樹脂や金属等から成る帯状の可撓性フィルム（以下、フィルムという。）に真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、プラズマエッチング等の表面処理を行う表面処理装置に関し、特に、複数の異なる処理室により連続的に表面処理を行い、各処理室で使用される原料ガス等が他の処理室へ不純物として拡散又は混入することを防止可能な非接触式のシール機構を備えた表面処埋装置に関する。

従来より、基体上やフィルム上に導体薄膜や絶縁体薄膜等を形成するため、表面処理として蒸着処理、スパッタリング処理、ＣＶＤ処理等が用いられている。

フィルムに表面処理を行って例えば膜を形成するものとしては、一例として、アモルファスシリコン太陽電池が挙げられる。アモルファスシリコン太陽電池の製造は、基体上にプラズマＣＶＤ法（ＰＣＶＤ法）によりボロンをドーピングしたａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）層からなるｐ層を成膜し、ｐ層の表面に真性ａ−Ｓｉ層からなるｉ層を成膜し、ｉ層の表面にリンをドーピングしたａ−Ｓｉ層からなるｎ層を成膜する。これらの薄膜の成膜は連続的に行われる。

一般に、太陽電池は、ガラス基板を基体としてガラス基板の表面に作製される場合のほか、長尺の可撓性フィルムの表面上に作製される場合もある。近年、ガラス基板等で用いられる枚葉式生産方法（基板を一枚ずつ処理する方法）に比べて、高い生産性が期待されるフィルム（高分子材料、ステンレス箔などの金属材料等）上に太陽電池を作製する生産方法が注目されている。

フィルムに対して連続的に異なる表面処理、とりわけ薄膜を形成する方式としては、一般に、フィルムの走行形態により次の２種類が知られている。第１の成膜方式は、フィルムに膜を形成する成膜室でフィルムを静止させて成膜を行い、成膜後にフィルムを次の成膜室まで走行させる静止成膜方式である、この静止成膜方式としては、例えば特許文献１のようなものが開示されている。

前記静止成膜方式では、膜の積層数に応じた成膜室（「表面処理室」ともいう。）と、真空排気が可能なバッファ室を交互に配置し、成膜室を含めた各真空室内にフィルムを略一直線に貫通させ、各成膜室の前後に配設された接触式のシール機構により、成膜のために静止しているフィルムを挟み、成膜室とバッファ室間のガスの流動を遮断してガスの相互拡散を防止する。これにより、前記のアモルファスシリコン太陽電池におけるｐ−ｉ−ｎ層の連続成膜等での各薄膜間の界面での清浄性を確保するようにしている。

また、他のもう一つの成膜方式は、フィルムへの成膜時であってもフィルムを静止させることなく連続的に走行させる連続成膜方式であり、例えば、特許文献２に開示されている。この連続成膜方式の装置では、各成膜室間で使用される原料ガス等が不純物ガスとなって拡散、混入することを防止するシール機構として非接触式が用いられている。非接触式のシール機構は、前記静止成膜方式のようにフィルムを挟む等、フィルムに対して接触することなく、各成膜室間を貫通するフィルムの通路としての開口部をできるだけ小さくすることにより、つまり開口部のコンダクタンスを小さくして、開口部を境に隣接する成膜室の圧力差を確保して、他の成膜室で使用したガスの拡散、混入を防止して、各成膜室での成膜条件（原料ガス等の組成、圧力等）の安定性と独立性を確保するようにしている。

特許３０７９８３０ 特開２００３−２７２３４

しかしながら、以上のような従来の静止成膜方式および連続成膜方式については、次のような課題を有している。静止成膜方式では、成膜室（表面処理室）とバッファ室とのガスの流動を遮断するシール機構のシール部が、フィルムに直接接触するため、異物が付着したり、フィルムにシワが発生するなどの品質低下の要因となることがある。また、静止成膜方式では、複数の成膜室とバッファ室を直線的に配設して成膜処理を行うため、装置が大型化し、装置のコストが高くなるという課題を有している。

また、連続成膜方式では、非接触式のシール機構を用いることにより、静止成膜方式のシール機構でのフィルムの直接接触による品質低下という課題は解決されるが、連続成膜方式の前記開口部の幅は、走行するフィルム幅に依存し、開口部の高さは、フィルムの走行時の波打ち、フィルムの耳端等でのカール、フィルム表面の傷つきの防止等の観点から、開口部の隙間（高さ方向）をフィルム厚に比べて広めに設定する必要があるため、シール機構の開口部のコンダクタンスが大きくなってしまう。

更に、例えば、前述のフィルム上への太陽電池の生産のように、プラズマＣＶＤ法による成膜では、成膜圧力が１００乃至３００Ｐａ程度となり、成膜室間を仕切る開口部を流れるガスの状態は連続した流れとみなされる粘性流領城であり、この粘性流領域では分子流領域に比べてコンダクタンスが大きくなってしまう。このため、コンダクタンスを小さくして開口部の両端で必要な圧力差を維持するには、開口部の断面積の狭小化を図るとともに、開口部の長さ（開口部の端部間の距離）も長くする必要がある。これにより、シール機構が大きくなり、表面処理装置の小型化の妨げになっている。

このため、表面処理装置を小型化しても、成膜室間で十分な圧力差を確保しながら、各成膜室で使用されるガスが不純物ガスとして拡散、混入することを防止してフィルム上に良好な成膜条件を実現することができる表面処理装置が望まれている。

そこで、本発明は、フィルムに連続的に行われる成膜処理等の表面処理において、処理室間の圧力差に影響を受けることなしに、各成膜室で使用されるガスが不純物ガスとして拡散、混入することを防止することが可能なガス供給式シール機構を備えることにより、各処理室内で最適な圧力条件で表面処理を行うことが可能であり、また、装置の小型化が可能な表面処理装置を提供することを目的とする。

本発明による表面処理装置は、複数の処理室を連続して走行するフィルムに対して異なる表面処理を行う表面処理装置であって、前記各処理室は、前記フィルムが走行する開口部を介して他の処理室と連通し、前記開口部に流体を供給する流体供給部と、前記開口部から流体を排出する流体排出部とを有することを特徴とする。また、本発明による表面処理装置は、チャンバ内に複数の処理室を有し、前記処理室は、フィルムを搬送する搬送手段と、該搬送手段上を走行する前記フィルムに対して非接触で近接配置されたシール機構部とによって仕切られ、前記搬送手段と前記シール機構部との間に開口部を有し、前記シール機構部は、前記開口部に流体を供給する流体供給部と、前記開口部から流体を排出する流体排出部とを有することを特徴とする。また、本発明による表面処理装置の前記流体供給部は、前記開口部を境にして隣接する処理室の圧力の高い処理室側に設けるとともに、前記流体排出部は、圧力の低い処理室側に設ける構成としたことを特徴とする。また、本発明による表面処理装置の前記流体供給部は、前記フィルムの処理面に影響を与えない不活性ガスを前記開口部の幅方向に供給可能に構成したことを特徴とする。また、本発明による表面処理装置の前記流体供給部及び前記流体排出部は、前記開口部を境にして隣接する処理室の圧力差に応じて、前記開口部への流体の供給量及び開口部からの流体の排出量を可変することを特徴とする。また、本発明による表面処理装置の前記処理室は、前記フィルムに対して表面処理を行う表面処理室と、前記表面処理室に表面処理前のフィルムの巻き出し及び／又は前記表面処理室から表面処理済のフィルムの巻き取りを行うロール室であることを特徴とする。

本発明による表面処理装置によれば、表面処理室の圧力差による表面処理室間の不純物ガスの拡散、混入することを防止するとともに、シール機構部に供給するガス流によりフィルム面が清浄に保たれフィルム表面に付着した不純物ガスの持込みを防止することができる。

また、本発明による表面処理装置によれば、開口部を境に隣接する処理室の圧力差に応じて、流体としてのガスの供給量及び排出量を可変することにより、フィルム表面に連続的に行う表面処理を最適な圧力条件で行うことが可能となる。また、シール機構部は、前記開口部に流体としてのガスを供給する流体供給部と、前記開口部から流体としてのガスを排気する流体排出部とを有するため、処理室と処理室との間の開口部の長さを短縮することによりシール機構を小型化でき、表面処理装置全体の小型化を図ることも可能となる。

以下、本発明による表面処理装置の実施の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明による表面処理装置の構成を示す図、図２は、図１に示すシール機構部を拡大した断面図、図３は、図２に示すシール機構部をシールローラー側から見た図である。

図１に示すように、本発明による表面処理装置１は、チャンバ２により密閉空間が形成されており、チャンバ２内に、処理室としてのロール室３及び表面処理室４，５，６が設けられている。チャンバ２内に、搬送手段としてのシールローラ３５，３６，３７，３８及びシール機構部７，８，９，１０，１１，１２，１３を設け、これらによってチャンバ２内をロール室３と表面処理室４，５，６とに仕切って形成されている。ロール室３は、シールローラ３５，３６，３７，３８とシール機構部７，１０，１１，１２，１３により表面処理室４，５，６と仕切られており、表面処理室４と表面処理室５とは、シールローラ３６とシール機構部８により仕切られ、また、表面処理室５と表面処理室６とは、シールローラ３７とシール機構部９により仕切られている。

図１に示すチャンバ２には、表面処理室４，５，６内の排気を行って減圧するための表面処理室用排気配管３０，３１，３２と、ロール室３内の排気を行って減圧するためのロール室用排気配管３３が配設されている。表面処理室用排気配管３０，３１，３２およびロール室用排気配管３３は、配管の末端にそれぞれ排気装置３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂが設けられており、排気配管の途中に設けた可変バルブ３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａにより開閉及び表面処理室４，５，６並びにロール室３内の独立した圧力制御が行えるようになっている。

また、各表面処理室内の電極４ａ、５ａ，６ａ並びにプラズマ処理電極１４からは、図示されていないプロセスガス供給系によりプロセスガスが導入されるようになっている。フィルム２５の成膜面に対峙する電極には、図示されていないマッチング回路とＲＦ電源が接続されている。

表面処理装置１は、フィルム２５の処理面に薄膜形成等の表面処理を行うための帯状のフィルム２５を収納したフィルムロール２３と、フィルムロール２３を図示せぬ駆動手段によりＣＣＷ（Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｃｌｏｃｋ Ｗｉｓｅ。反時計回り。）の回転方向に所定のトルクで回転制御して回転させフィルム２５を供給する供給用回転軸２３ａと、帯状のフィルム２５の搬送経路上に設けられてフィルム２５をガイドするガイドローラー４０，４１，４２，４３，４４と、ガイドローラー４０，４１の間に介装されフィルム２５の両側に１対設けられたプラズマ処理電極１４と、ロール室３からシールローラー３５を介してフィルム２５を表面処理室４に案内して薄膜形成等の表面処理を行う表面処理室４と、シールローラー３６を介してフィルム２５を表面処理室５に案内して薄膜形成等の表面処理を行う表面処理室５と、シールローラー３７を介してフィルム２５を表面処理室６に案内して薄膜形成等の表面処理を行う表面処理室６とが設けられており、表面処理部６によって表面処理済のフィルム２５は、シールローラー３８を介してガイドローラー４３，４４で案内されながら下流側に位置する巻取ロール２４により巻き取られる。この巻取ロール２４は、図示せぬ回転手段によりＣＣＷの回転方向に所定のトルクで回転制御して回転させる巻取ロール用回転軸２４ａにより支持されている。なお、図１に示したフィルム２５の走行方向は、一例にすぎず、逆方向へ走行させることも可能である。

処理室としてのロール室３と表面処理室４，５，６とを仕切るシール機構部１１，１２，１３は、搬送手段としてのシールローラー３５，３６，３７，３８と対峙し、シールローラー３５とシールローラー３６との間にシール機構部１１、シールローラー３６とシールローラー３７との間にシール機構部１２、シールローラー３７とシールローラー３８との間にシール機構部１３がそれぞれ設けられている。シール機構部１１，１２，１３は、それぞれシールローラー３５，３６，３７，３８の外周面の一部を覆うように非接触で近接して位置している。すなわち、シールローラー３５，３６，３７，３８がシール機構部１１，１２，１３と接触することなく回転できるように、シール機構部１１，１２，１３の端部側とシールローラー３５，３６，３７，３８の外周面との隙間を設けるようにして、開口部（図示せず）が形成されている。

表面処理室４，５，６を仕切るシール機構部７，８，９，１０は、４つのシールローラー３５，３６，３７，３８と対峙し、シール機構部７，８，９，１０は、それぞれシールローラー３５，３６，３７，３８の外周面の一部を覆うように非接触で近接して位置している。すなわち、シールローラー３５，３６，３７，３８がシール機構部７，８，９，１０と非接触で回転できるように、シール機構部７，８，９，１０とシールローラー３５，３６，３７，３８の外周面との隙間を設けるようにして、開口部７ａ，８ａ，９ａ，１０ａが形成されており、開口部７ａ ８ａ，９ａ，１０ａは、フィルム２５がシールローラー３５，３６，３７，３８の外周面に接しながらシール機構部７，８，９，１０とは非接触で通過できる幅及び高さとなっている。

以下に、本発明による表面処理装置１のシール機構部８について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、本発明によるシール機構部を拡大した断面図、図３は、本発明によるシール機構部をシールローラー側から見た図である。なお、シール機構部７，８，９，１０とシール機構部１１，１２，１３とは、開口部にフィルムが走行するか否かの違いにすぎず、また、シール機構部７，９，１０，１１，１２，１３は、シール機構部８の構造と同様であるので、詳細な説明は省略する。また、図２及び図３に示すシールローラー３６の回転を駆動する軸受、駆動部等は省略した。

図２に示すように、シール機構部８は、搬送手段としてのシールローラー３６の外周面の一部を覆うように、かつ、フィルム２５がシールローラー３６の外周面に接しながらシール機構部８とは非接触で通過できる程度の開口部８ａを有するように、シールローラー３６と近接して設けられている。図３に示すように、シールローラー３６の両端は、チャンバ壁２ａに挟み込まれるように取り付けられており、軸シール機構１６によりガスの流動を遮断するようにしている。

図２に示すシール機構部８は、表面処理室４と表面処理室５との間の開口部８ａに対して、開口部８ａを通過するフィルム２５の処理面、例えば表面処理室４で形成された薄膜等に影響を与えない流体として例えば不活性ガスを供給する、流体供給手段としてのガス供給部８ｂと、ガス供給部８ｂにより供給した流量のガスを排気する、流体排出手段としてのガス排気部８ｃを設けている。図３に示すガス供給部８ｂ及びガス排気部８ｃは、フィルム２５の走行方向に垂直で、シール機構部８がシールローラ３６と対峙する面の長さ方向とほぼ同じ長さとなっており、スリット状に形成されている。

また、図２に示すように、ガス供給部８ｂはガス配管２１に接続されており、ガス排気部８ｃは、ガス配管２２とそれぞれ接続されている。ガス配管２１には外部よりガスを供給する配管が接続されており、配管の途中に所定のガス流量に調整する可変バルブが取り付けられている。また、ガス排気部８ｃの排気を行うガス配管２２には、ガスを排気する配管が接続されており、配管の末端には排気装置が設けられており、配管の途中に設けた可変バルブにより所定のガス量を排気するようになっている。

ガス配管２１及び２２の内部では、フィルム２５の処理面、例えば表面処理室４で形成された薄膜等に影響を及ぽさない不活性ガスが流れ、ガス供給部８ｂ及びガス排気部８ｃを介して開口部８ａにガスの供給と排気がなされている。ガス供給部８ｂから開口部８ａに供給する不活性ガスは、フィルムの走行方向に対して垂直となるフィルム幅の方向に供給するようにしている。なお、ガス供給部８ｂから開口部８ａに供給する不活性ガスは、供給ガスの一例であり、ガス供給部８ｂに供給するガスは、フィルムの処理面に影響を与えない組成（例えば、同種で同混合比）のガスを使用することも可能である。

ガス供給部８ｂは、圧力が高い表面処理室側に設け、ガス排気部８ｃは、圧力が低い表面処理室側に設けられており、ガス供給部８ｂ及びガス排気部８ｃは所定の間隔で離間配置されている。例えば、表面処理室５の内部圧力が表面処理室４の内部圧力よりも高い場合には、ガス供給部８ｂを表面処理室５側に設け、ガス排気部８ｃを表面処理室４側に設けるようにする。

次に、本発明による表面処理装置のシール機構の作用について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、従来の連続成膜方式で使用されていたシール機構部の開口部の模式図、（ｂ）は、本発明の連続成膜方式の装置に配置するシール機構部の構成の模式図、（ｃ）は、従来のシール機構部及び本発明によるシール機構の開口部のガス流量の状態を示す図、（ｄ）は、従来のシール機構部及び本発明によるシール機構の開口部の圧力分布を示す図である。なお、図４（ｄ）において、従来のシール機構部の開口部１０３における圧力分布を破線で示し、本発明による表面処理装置のシール機構部の開口部における圧力分布を実線で示す。

図４（ａ）に示すように、表面処理室内の圧力がそれぞれＰ１及びＰ２（Ｐ１＞Ｐ２とする）となっている各表面処理室１０１と１０２の間を、コンダクタンスＣの開口部１０３が貫通し、その中を流量Ｑａのガスが流れ、圧力差（Ｐ１−Ｐ２）が保持されている。開口部１０３の断面形状は一定の長方形であり、圧力領域を粘性流領域とするとコンダクタンスＣは式（１）で表される。

但し、ηはガスの粘性係数、Ｌは開口部１０３の端部間の長さ、Ａは開口部１０３の内管の断面積、Ｙ’（δ）は、開口部１０３の断面形状による補正値を示す。また、Ｑａは、式（２）で表すことができる。

式（１）および式（２）より圧力Ｐ１と圧力Ｐ２の関係が、式（３）で示される。

式（３）より、連続成膜方式の装置では、開口部１０３の断面積Ａを小さくし、開口部１０３の長さＬを大きくすることで圧力差（Ｐ１−Ｐ２）を維持している。

図４（ｂ）に示すように、本発明による表面処理装置のシール機構部は、圧力がＰ１の表面処理室１０４（例えば、図１に示す表面処理室４に相当する。）と圧力がＰ２の表面処理室１０５（例えば、図１に示す表面処理室５に相当する。）との間を開口部１０６（例えば、図１に示す開口部８ａに相当する。）が貫通し、高圧側の表面処理室１０４側にガス供給部１０７（例えば、図２に示すガス供給部８ｂに相当する。）を開口部１０６に連通して設けて、各表面処理室１０４，１０５で行われる処理に影響を及ぼさないガスを流量Ｑｂだけ供給するとともに、ガス排気部１０８（例えば、図２に示すガス排気部８ｃに相当する。）を低圧側の表面処理室１０５側に開口部１０６に連通して設け、開口部１０６から流量Ｑｂのガスを排気する。

図４（ｃ）に示すように、ガス供給部１０７の連通部からガス排気部１０８の連通部までの開口部１０６における流量は、（Ｑａ＋Ｑｂ）となり、前記式（３）における流量（Ｑａ）の値を（Ｑａ＋Ｑｂ）として、流量（Ｑｂ）だけ大きくすることにより、開口部１０３の長さＬを短くしても、圧力差（Ｐ１−Ｐ２）を維持することができる。

シール機構部のガス供給部１０７からガスを供給することにより開口部１０６の圧力が一時的に上昇するが、ガス供給部１０７の連通部及びガス排気部１０８の連通部は、予め設定された圧力に収束し、図４（ｄ）の実線に示される圧力状態となる。これにより、圧力差（Ｐ１−Ｐ２）を維持するための開口部１０６の長さは、開口部１０３の長さ（Ｌ）と比較して、図４（ｄ）に示すΔＬだけ短くなる。なお、開口部１０６の各圧力は、（表面処理室１０４の圧力Ｐ１＞ガス供給部１０７の圧力＞ガス排気部１０８の圧力＞表面処理室１０５の圧力Ｐ２）となるように、ガス供給部１０７のガス供給量及びガス排気部１０８のガス排気量を設定する。

図４（ｄ）に示す開口部における流量の違いに応じた開口部の長さの変化について、図４（ｂ）及び式（３）を参照して説明する。なお、図４（ｂ）に示すように、ガス供給部１０７の連通部からガス排気部１０８の連通部までの開口部１０６の長さをＬ’とし、ガス供給部１０７の連通部から表面処理室１０４側の開口部１０６の長さ、及び、ガス排気部１０８の連通部から表面処理室１０５側の開口部１０６の長さは、それぞれ十分に短いものとする。

図４（ｂ）に示すように、開口部１０６の全長のうち長さＬ’の部分は、表面処理室１０４から表面処理室１０５への流量Ｑａに、ガス供給部１０７から流量Ｑｂのガスが供給されるので、Ｌ’の流量は（Ｑａ＋Ｑｂ）となる。この開口部１０６の全長のうち長さＬ’の部分に式（３）を適用すると、ガスの粘性係数η、圧力Ｐ１、Ｐ２、開口部１０３の内管の断面積Ａ、開口部１０３の断面形状による補正値Ｙ’（δ）は不変であるため、式（３）が成立するためには、（Ｌ・Ｑａ／（Ｑａ＋Ｑｂ））というＬ’が必要であり、Ｌよりも短いＬ’の値を得る。

これにより、ガス供給部１０７から開口部１０６にガスを供給し、ガス排気部１０８によりガスを排気することにより、開口部１０６の長さを短くすることができる。すなわち、図４（ａ）に示すように、従来の場合、表面処理室１０１及び１０２の圧力差（Ｐ１−Ｐ２）を得るために開口部１０３の長さとしてＬが必要であったが、図４（ｂ）に示すように、本発明によれば、仮に同等の圧力差（Ｐ１−Ｐ２）を得るのに、従来の開口部１０３の長さＬに比べΔＬの長さだけ短くすることができる。また、開口部１０６の長さが同一のＬであれば、本発明のシール機構部の方が従来のシール機構部に比較して大きな圧力差を得られる。

以上により、表面処理装置にガス供給式シール機溝部を使用することにより、ガス供給式シール機溝部により形成する開口部の長さは、従来のシール機溝部の開口部の長さと比較して、短くなり、これによりシール機溝部のサイズが小さくなるため、表面処理装置の小型化が可能となる。

次に、本発明による表面処理装置１によりフィルムに連続して異なる表面処理を行う動作について、ＰＣＶＤ法によりフィルムにｐ−ｉ−ｎ層を成膜してアモルファスシリコン太陽電池を製造する場合を例として、図１を参照して説明する。

最初に、チャンバ２内のロール室３および表面処理室４、５，６は、フィルムの表面処理の前に、可変バルブ３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａと排気装置３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂによって減圧状態としておく。

表面処理装置１は、表面処理室４でｐ層、表面処理室５でｉ槽、表面処理室６でｎ層を成膜するため、不図示のガス導入管により、表面処理室４にはシランガス（ＳｉＨ４）、水素ガス（Ｈ２）及びジボラン（Ｂ２Ｈ６）、表面処理室５にはシランガス（ＳｉＨ４）及び水素ガス（Ｈ２）、表面処理室６にはシランガス（ＳｉＨ４）、水素ガス（Ｈ２）及びホスフィン（ＰＨ３）がそれぞれ供給される。

未処理のフィルム２５を巻き取って格納されているフィルムロール２３から、フィルム２５を繰り出され、プラズマ処理電極１４を通過してプラズマ処理される。プラズマ処理処理されたフィルム２５は、シール機構部７の開口部７ａを通過して、ｐ層を成膜する表面処理室４でフィルム２５を挟んで平行に対峙する平行平板型の電極４ａを通過時に電極４ａ間に形成されたプラズマにより解離された導入ガスにより、フィルム２５上にｐ層が成膜される。表面処理室４でｐ層を成膜したフィルム１５は、シール機構部８の開口部８ａを通過して、ｉ層を成膜する表面処理室５でフィルム２５を挟んで平行に対峙する平行平板型の電極５ａを通過時に電極４ａ間に形成されたプラズマにより解離された導入ガスにより、ｐ層が成膜されているフィルム２５上にｉ層を成膜する。ｉ層の成膜において、下層成膜時に添加したドーピングガス（ジボラン：Ｂ２Ｈ６）は有害な不純物であり、混入は極力防止することが求められる。混入経路として、開口部を通じた拡散及びフィルムへの付着による持ち込みがあるが、本発明によるシール機構には、両者に対する軽減効果が期待できる。

また、表面処理室５でｉ層を成膜したフィルム２５は、シール機構部９の開口部９ａを通過して、ｐ層を成膜する表面処理室６でフィルム３を挟んで平行に対峙する平行平板型の電極６ａを通過時に電極４ａ間に形成されたプラズマにより解離された導入ガスにより、ｐ層およびｉ層が成膜されているフィルム２５上にｐ層を成膜する。表面処理室６でｐ層を成膜したフィルム２５は、シール機構部１０の開口部１０ａを通過して、ガイドローラ４３，４４を通過して、巻取ロール２４により成膜済のフィルム２５で巻き取られる。

なお、本実施の形態では３種類の表面処理を行うために３つの表面処理室を備えた表面処理装置について述べたが、本発明による表面処理装置では１以上の表面処理室を備えることが可能である。

次に、１つのローラーの外周に複数の表面処理室を配した表面処理装置１の実施例について図５を参照して説明する。図５は、１つのローラーの外周面に複数の表面処理室を配した表面処理装置の構成を示す図である。

図５に示すように、図１の表面処理室４，５，６の電極４ａ、５ａ、６ａをＰＣＶＤ法の電極或いは蒸着法やスバッタリング法等の成膜源５０，５１，５２で構成し、また、４つのシールローラ−３５，３６，３７，３８ではなく１つの主ローラー４６を配置している。なお、図１に示す表面処理装置と同一構成および機能を有するものについては、同じ符号を付して説明する。

図５に示すように、本発明による表面処理装置１は、チャンバ２により密閉空間が形成されており、この密閉空間内にシール機構部７、１０および主ローラー４６を介して形成されるロール室３と、表面処理室４，５，６とを有している。ロール室３は、シール機構部７，１０および主ローラー４６により表面処理室４，５，６とは仕切られており、 表面処理室４と表面処理室５とはシール機構部８、表面処理室５と表面処理室６とはシール機構部９により、それぞれ仕切られている。

シール機構部７，８，９，１０は、主ローラー４６の外周面の一部を覆うように、かつ、フィルム２５が主ローラー４６の外周面に接しながらシール機構部７，８，９，１０とは非接触で通過できる程度の開口部７ａ，８ａ，９ａ，１０ａを有するように、主ローラー４６と近接して設けられている。

表面処理装置１は、処理前のフィルム２５を収納したフィルムロール２３からフィルム２５が繰り出され、ガイドローラー４０と４１との間に介装されフィルム２５の両側に１対設けられたプラズマ処理電極１４を通り、主ローラー４６の外周に案内される。主ローラー４６の外周面に接して走行するフィルム２５の処理面に成膜等の表面処理を行う表面処理室４，５、６が設けられており、フィルム２５は、表面処理室４，表面処理室５、表面処理室６の順に走行して表面処理が行われて、ガイドローラー４３，４４で案内されながら下流側に位置する巻取ロール２４により巻き取られる。

以上述べたように、表面処理を行うフィルムを主ローラーにより表面処理室に案内して成膜処理を行うため、図１に示すシールローラ、シール機構部が不要になるため、装置に使用する部品を減らすことができ、表面処理装置を小型化することが可能となる。

また、シール機構部を使用することにより、更に表面処理装置を小型化が計られる。また、フィルム表面に連続的に行われる異なった種類の成膜処理等を最適な圧力条件で行うことが可能となり、成膜室の圧力差による成膜室間の不純物ガスの拡散、混入を防止することができる。

発明による表面処理装置の構成を示す図である。 図１に示すシール機構部を拡大した断面図である。 シール機構部をシールローラー側から見た図である。 （ａ）は、従来の連続成膜方式で使用されていたシール機構部の開口部の模式図、（ｂ）は、本発明の連続成膜方式の装置に配置するシール機構部の構成の模式図、（ｃ）は、従来のシール機構部及び本発明によるシール機構の開口部のガス流量の状態を示す図、（ｄ）は、従来のシール機構部及び本発明によるシール機構の開口部の圧力分布を示す図である。 １つのローラーの外周面に複数の表面処理室を配した表面処理装置の構成を示す図である。

符号の説明

１ 表面処理装置
２ チャンバ
２ａ チャンバ壁
３ ロール室（処理室）
４，５，６ 表面処理室（処理室）
４ａ，５ａ，６ａ 電極
７，８，９，１０，１１，１２，１３ シール機構部
７ａ ８ａ，９ａ，１０ａ 開口部
８ｂ ガス供給部（流体供給部）
８ｃ ガス排気部（流体排出部）
１４ プラズマ処理電極
１６ 軸シール機構
２１、２２ ガス配管
２３ フィルムロール
２３ａ 供給用回転軸
２４ 巻取ロール
２４ａ 巻取ロール用回転軸
２５ フィルム
３０，３１，３２ 表面処理室用排気配管
３３ ロール室用排気配管
３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ 可変バルブ
３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ 排気装置
３５，３６，３７，３８ シールローラー（搬送手段）
４０，４１，４２，４３、４４ ガイドローラー
４６ 主ローラー（搬送手段及び電極）
５０，５１，５２ 成膜源又は電極

Claims (6)

1. 複数の処理室を連続して走行するフィルムに対して異なる表面処理を行う表面処理装置であって、
   前記各処理室は、前記フィルムが走行する開口部を介して他の処理室と連通し、
   前記開口部に流体を供給する流体供給部と、前記開口部から流体を排出する流体排出部とを有すること
   を特徴とする表面処理装置。
2. チャンバ内に複数の処理室を有し、
   前記処理室は、フィルムを搬送する搬送手段と、該搬送手段上を走行する前記フィルムに対して非接触で近接配置されたシール機構部とによって仕切られ、前記搬送手段と前記シール機構部との間に開口部を有し、
   前記シール機構部は、前記開口部に流体を供給する流体供給部と、前記開口部から流体を排出する流体排出部とを有すること
   を特徴とする表面処理装置。
3. 前記流体供給部は、前記開口部を境にして隣接する処理室の圧力の高い処理室側に設けるとともに、前記流体排出部は、圧力の低い処理室側に設ける構成としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表面処理装置。
4. 前記流体供給部は、前記フィルムの処理面に影響を与えない不活性ガスを前記開口部の幅方向に供給可能に構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１に記載の表面処理装置。
5. 前記流体供給部及び前記流体排出部は、前記開口部を境にして隣接する処理室の圧力差に応じて、前記開口部への流体の供給量及び開口部からの流体の排出量を可変することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のうち、いずれか１に記載の表面処理装置。
6. 前記処理室は、前記フィルムに対して表面処理を行う表面処理室と、前記表面処理室に表面処理前のフィルムの巻き出し及び／又は前記表面処理室から表面処理済のフィルムの巻き取りを行うロール室であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１に記載の表面処理装置。

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