(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性基材（１０２）上に薄膜を成膜するためのシステム（１００）であって、該システムは、
前記システムの使用時に、第１の前駆体ガスが供給される第１のゾーン（１０４）と、
前記システムの使用時に、第２の前駆体ガスを供給される第２のゾーン（１０６）と、
前記第１のゾーン及び前記第２のゾーンに通じる一連のフロー制限通路（１２２、１２６）であって、前記フロー制限通路は、前記システムの使用時に、前記可撓性基材が、前記第１及び第２のゾーンにおいて前記第１及び第２の前駆体ガスに暴露されるよう、前記可撓性基材が通り抜ける経路を提供するために、前記可撓性基材の概略移送方向に沿って互いに離間されている、一連のフロー制限通路（１２２、１２６）と、
前記第１の前駆体ガスへの前記可撓性基材の暴露時に、該可撓性基材に前もって吸着された或る量の前記第１の前駆体ガスと反応する、前記第２の前駆体ガスのラジカルを生成するために、前記第２のゾーン内に前記経路に沿って位置付けられるプラズマ生成器（１３０）であって、前記プラズマ生成器は２つの電極（１３４、１３６）を含み、これらの電極は互いに電気的に離隔され、かつ前記第２のゾーンにおける前記経路の一部と平行する平面内で互いに向かい合って延在し、前記２つの電極のうちの第１の電極は、互いに離間して電気的に隔離され、かつ、前記２つの電極のうちの第２の電極に含まれる導体（１３６、２１２、３０２、４０２）の両側に位置付けられる一対の導体（１３４Ａ、１３４Ｂ、２０２、３０４、４０４）を含み、前記第１の電極における導体の１つは前記経路と前記第２の電極に含まれる前記導体との間に位置付けられる、プラズマ生成器（１３０）と、
前記プラズマ生成器に電気的に接続される電源（１３８）と、
前記システムの使用時に、前記可撓性基材の表面が前記プラズマ領域を通り過ぎて移送され、前記ラジカルに暴露されるよう、前記経路に沿い、かつ前記一連のフロー制限通路を経て、前記第１と第２のゾーン間にて前記可撓性基材を前後に案内するよう構成された、基材移送機構（１２８）と、
を備え、
前記２つの電極のうちの第１の電極はチャネル形状（１３４）を有し、前記一対の電気的に接続された導体は、ウェブ部分（２０６）によって接合された一対のフランジ（２０４Ａ、２０４Ｂ）を備え、前記２つの電極のうちの前記第２の電極は、スペース（２１４）に向かって支持体（２１８）から片持ち支持され、前記スペース（２１４）は前記電気的に接続された導体間に形成され、前記ウェブ部分と前記片持ち支持されるカンチレバー電極との間に介在することを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記第１又は第２の前駆体ガスのうちの一方又はそれらの両方とは異なる前駆体ガスが供給される第３のゾーン（１０８）をさらに備え、前記一連のフロー制限通路は、前記第３のゾーンに通じると共に、前記可撓性基材の通例の移送方向に沿って互いに離間されているいくつかの追加の通路（１２４）を含み、前記基材移送機構は、前記システムの使用時に、前記可撓性基材が前記第１、第２及び第３のゾーンにおいて前記第１、第２及び第３の前駆体ガスに暴露されるよう、前記経路に沿って、前記一連のフロー制限通路を経て、前記可撓性基材を前後に案内するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のゾーンと前記第２のゾーンとの間に介在し、不活性ガスが供給される隔離ゾーン（１１０）をさらに備え、前記基材移送機構は、前記可撓性基材が前記第１の前駆体ゾーン、前記隔離ゾーン、及び前記第２の前駆体ゾーン間に移送されるよう、前記可撓性基材を前記経路に沿い、かつ前記一連のフロー制限通路及び前記いくつかの追加の通路を経て前後に案内し、前記第１及び第２の前駆体ガスの混入による気相反応を防止するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記チャネル形状の電極は前記ウェブ部分にて支持される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記チャネル形状の電極は一対のフランジの一方にて支持される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記システムの使用時に、前記第１又は第２の電極のうちの一方は陽極として作用し、前記第１又は第２の電極のうちの他方は、陰極として作用する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記システムの使用時に、前記第１又は第２の電極のうちの一方は、電気的に接地される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１及び第２の電極は、第１のフロー制限通路（２２４Ａ）と第２のフロー制限通路（２２４Ｂ）との間に形成され、かつ前記経路の第１及び第２の部分に沿って延在するギャップ（２２２Ａ）内に介在する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記第２のフロー制限通路（２２４Ｂ）と、第３のフロー制限通路（２２４Ｃ）との間の前記第２のゾーン内に位置付けられる第２のプラズマ生成器をさらに備えている、
請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第２のプラズマ生成器は、
前記第２のフロー制限通路と、第３のフロー制限通路との間の第２のギャップ（２２２Ｂ）内に介在し、かつウェブ部分によって接合される一対のフランジから形成される第３電極と、
前記ウェブ部分に向かって延在する第４の電極であって、前記一対のフランジ間に形成されるスペースが、前記ウェブ部分と前記第４電極との間に介在する、第４の電極と、を備えている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第２の電極はフィン形状を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の電極は、前記導体の間に形成される前記スペースに面している各導体の一部を被覆する絶縁層（３０６）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１の電極に含まれる前記導体のいずれか一方又は両方は、プラズマガス分配貫通開口部（４０８）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
プラズマ領域（１３２）に可撓性基材（１０２）を暴露する方法であって、該方法は、
第１の一連のフロー制限通路（１２２）を含む第１のゾーン（１０４）内に第１の前駆体ガスを導入するステップであって、前記第１の一連のフロー制限通路（１２２）は、前記可撓性が通り抜ける経路の一部を提供するために、前記第１のゾーンに通じ、かつ前記可撓性基材の通例の走行方向に沿って離間されている、第１の前駆体ガス導入ステップと、
第２の一連のフロー制限通路（１２６）を含む第２のゾーン（１０６）内に第２の前駆体ガスを導入するステップであって、前記第２の一連のフロー制限通路は前記第２のゾーンに通じ、かつ前記可撓性基材の通例の走行方向に沿って離間されている、第２の前駆体ガス導入ステップと、
前記第２ゾーン内で前記経路に沿って位置付けられたプラズマ生成器を用いて、前記第２のゾーンにおける前記経路に近接しているプラズマ領域に前記第２の前駆体ガスのラジカルを生成するステップであって、前記プラズマ生成器は、ウェブ部分（２０６）によって接合される一対のフランジ（１３４Ａ、１３４Ｂ、２０４Ａ、２０４Ｂ）から形成されたチャネル状の電極（１３４、２０２、３０４、４０４）と、前記ウェブ部分に向かって延在するカンチレバー電極（１３６、２１２、３０２、４０２）を含み、前記フランジの間に形成されるスペース（２１４）が前記ウェブ部分と前記カンチレバー電極との間に介在する、第２の前駆体ガスのラジカルを生成するステップと、
前記基材を前記第１の前駆体ゾーンにて前記第１の前駆体に、また前記第２の前駆体ゾーンにて前記ラジカルに順次暴露するために、前記可撓性基材を前記第１の前駆体ゾーンと前記第２の前駆体ゾーンとの間で相対移動させるステップと、
を含む、可撓性基材をプラズマ領域に暴露する方法。
【請求項１５】
第３の一連のフロー制限通路（１２４）を含む、第３のゾーン（１０８）内に、前記第１又は第２の前駆体ガスの一方又はそれらの両方とは異なる、第３の前駆体ガスを導入するステップで、前記第３の一連のフロー制限通路は、前記第３のゾーンに通し、前記可撓性基材の通例の走行方向に沿って離間されている、第３の前駆体ガス導入ステップと、
前記基材を
前記第１の前駆体ゾーン内の前記第１の前駆体ガス、
前記第２の前駆体ゾーン内の前記ラジカル、及び
前記第３の前駆体ゾーン内の前記第３の前駆体ガス、
に順次暴露するために、前記可撓性基材を、前記第１、前記第２、及び前記第３の前駆体ゾーンとの間で相対移動させるステップと、
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１及び第２のゾーンの間に介在する隔離ゾーン（１１０）内に不活性ガスを導入するステップと、
前記基材を、
前記第１の前駆体ゾーン内の前記第１の前駆体ガスと、
前記隔離ゾーン内の不活性ガス、及び
前記第２の前駆体ゾーン内の前記第２の前駆体ガス、
に順次暴露するために、前記基材を前記隔離ゾーンと前記前駆体ゾーンとの間で相対移動させるステップと、
をさらに含む、請求項１４又は１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性基材上に薄膜を成膜するためのシステム及びプラズマ領域に可撓性基材を暴露する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマは、プラズマ支援原子層成膜（ＡＬＤ）法において用いられる反応等、薄膜成膜反応を活性化するために用いることができる。このような方法では、プラズマの均一性が、成膜法及び／又はこれにて得られる膜に影響を及ぼす。プラズマの大きさが大きい場合に（例えば、成膜基材の表面積が大きいときに）、処理中に均一なプラズマを形成することは困難なため、電極の大きさを大きくすることにより大きな基材用の均一なプラズマの形成に役立てることが提案されてきた。しかしながら、電極表面積の増加によるプラズマ電流の増大は、プラズマのブレークダウン、ちらつき及び消滅をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】本開示の実施形態による薄膜成膜システムの概略断面図である。
【図２】本開示の実施形態による複数個の電極の斜視図である。
【図３】本開示による一例の絶縁材料を含むプラズマ生成器の他の実施形態の概略断面図である。
【図４】本開示による一例のプラズマ通過部を含むプラズマ生成器の他の実施形態の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
図１は、基材１０２（図１では側面にて示されている）に可撓性の材料層を被覆するための薄膜成膜システム１００の実施形態の概略断面図を例示している。いくつかの実施形態において、基材１０２は、プラスチックフィルム又は箔のウェブなどのような、可撓性基材であってもよい。基材１０２には、原子層成膜（ＡＬＤ）法によるような蒸着法により薄い材料層を被覆することができる。基材の表面が、膜を形成するために用いられる前駆体ガスに同時に暴露される、化学蒸着法とは対照的に、ＡＬＤ法では、基材の表面は個々の前駆体に順次暴露される。例えば、第１の前駆体蒸気は、前駆体蒸気が基材の表面に化学吸着するように、基材上に向けられる。純粋なＡＬＤ法では、第１の前駆体の化学吸着は、その前駆体が他の同様な分子と結合しないので、セルフリミッティングである。第１の前駆体への暴露後、基材は第２の前駆体に暴露される。第２の前駆体の分子は、化学吸着された第１の前駆体分子と化学吸着、又はさもなければ反応して、第１と第２の前駆体の薄膜第１及び第２前駆体の薄膜生成物を形成する。図１に示す実施形態において、薄膜成膜システム１００は、第１、第２及び第３の前駆体ゾーン１０４、１０６及び１０８をそれぞれ含み、これらのゾーンには、薄膜成膜システム１００の使用時に、第１、第２及び第３の前駆体ガス（図１において「前駆体１」、「前駆体２」、「前駆体３」として示される）がそれぞれ供給される。従って、基材１０２は、順次別の前駆体ゾーンに暴露すると、異なる前駆体ガスに暴露される。例えば、第１の前駆体ゾーン１０４で開始すると、基材１０２は「前駆体１」に暴露され、続いて第２の前駆体ゾーン１０６で「前駆体２」に暴露され、続いて第３の前駆体ゾーン１０８で「前駆体３」に暴露され、続いて第２の前駆体ゾーン１０６で「前駆体２」に暴露され、次に第１の前駆体ゾーン１０４で「前駆体１」に暴露される、といったように順次異なる前駆体に暴露される。当業者は、対応する数の前駆体ガスへの基材１０２の暴露を交互に、又は循環的に行うために、３つ未満の前駆体ゾーン又は４つ以上の前駆体ゾーンを含むシステムを構成し得ることを理解するであろう。
【０００５】
１つ以上の前駆体ガスは、他の前駆体ガスに感じやすいか、又は化学的に反応するため、処理中、前駆体ガスを互いに隔離又は分けることにより、様々な前駆体蒸気が混じり合うことに起因する粒子形成の気相反応を防ぐことができる。図１に示す実施形態では、隔離ゾーン１１０が、第１の前駆体ゾーン１０４、第２の前駆体ゾーン１０６、及び第３の前駆体ゾーン１０８を互いに分離させている。言い換えれば、隔離ゾーン１１０は、第２の前駆体ゾーン１０６に跨り、第２の前駆体ゾーン１０６の頂部側及び底部側の両方に第１及び第２の隔離領域１１０Ａ及び１１０Ｂを作成している。第１及び第２の隔離領域１１０Ａ及び１１０Ｂは、図１に示すように単一の隔離ゾーンの一部分とする必要はなく、いくつかの実施形態では、別個の隔離ゾーンに対応させてもよい。隔離ゾーン１１０には、本システムの使用時に不活性ガスが供給される。不活性ガス及び反応性の前駆体ガスは、基材処理の処理中、又は薄膜成膜システム１００のメンテナンス中に薄膜成膜システム１００の処理環境に導入されるので、まとめて処理ガスと称される。不活性ガスは、所与の処理条件では反応しないガスである。これに対して、反応性ガスは所与の処理条件下で化学反応する。例えば、前駆体ガスは、処理中に反応して、可撓性の材料層を形成する。当業者は、いくつかの不活性ガスは、その不活性ガスを活性化又は励起する処理条件下では、反応性となることを理解するであろう。従って、不活性ガスは、励起されると、他の反応性ガス（例えば、前駆体ガス）を活性化させるか、又はその不活性ガスそのものが前駆体のように反応性になることがある。同様に、反応種によっては、処理条件の変化に応答して、不活性又は非活性になるものもある。
【０００６】
図１に示す実施形態において、処理環境は、外部の周囲環境から処理環境を分離している処理ベッセル１１２によって画定され、縁取られ、かつ境界されている。ベッセル１１２は、圧力ベッセル及び／又は真空ベッセルを備えることもできる。図１に示す実施形態において、ベッセル１１２は、ポンプ／吸引源１１４と流体連通し、処理環境を調整自在に減圧圧力に制御及び維持することができる。
【０００７】
処理環境は、２つ以上のサブチャンバに細分することもできる。図１に示す実施形態において、第１及び第３の前駆体ゾーン１０４及び１０８と隔離ゾーン１１０は、第１及び第２のゾーン仕切板１１６及び１１８によってそれぞれ互いに分離され、隔離ゾーン１１０は第３のゾーン仕切板１２０によって第２前駆体ゾーン１０６から分離され、第３のゾーン仕切板１２０は相隔たる頂部及び底部の仕切板部分１２０Ａ及び１２０Ｂを含んでいる。いくつかの他の実施形態において、追加のゾーン仕切板によって、プレ成膜サブチャンバ及び／又はポスト成膜サブチャンバ等の、１つ以上のアンティチャンバから前駆体ゾーン及び隔離ゾーンを分離させることができる（図示されていない）。
【０００８】
第１の仕切板１１６を経る一連の第１の通路１２２が、基材１０２の通例の走行方向に沿って離間されており、第２の仕切板１１８と第３の仕切板１２０Ａ及び１２０Ｂを通る対応する一連の第２及び第３の通路１２４、１２６も設けられている。通路１２２、１２４及び１２６は、基材１０２が第１、第２及び第３の前駆体ゾーン１０４、１０６及び１０８間を行ったり来たりする経路を複数回走行するように配置され、構成される。２つの前駆体ゾーンへの連続暴露の間に、基材１０２は隔離ゾーン１１０を通過する。例えば、基材１０２が第１の前駆体ゾーン１０４から第３の前駆体ゾーン１０８へ走行するときに、基材１０２は、第１の前駆体ゾーン１０４から通路１２２を経て第１の隔離領域１１０Ａへ、第１の隔離領域１１０Ａから頂部の仕切板１２０Ａにおける通路１２６を経て第２の前駆体ゾーン１０６へ、第２の前駆体ゾーン１０６から底部の仕切板部分１２０Ｂにおける通路１２６を経て第２の隔離領域１１０Ｂへ、そして第２の隔離領域１１０Ｂから通路１２４を経て第３の前駆体ゾーン１０８へと移送される。転向ガイド１２８は、基材１０２が第３の前駆体ゾーン１０８から第２の隔離領域１１０Ｂへ、第２の隔離領域１１０Ｂから第２の前駆体ゾーン１０６へ、第２の前駆体ゾーン１０６から第１の隔離領域１１０Ａへ、そして第１の隔離領域１１０Ａから第１の前駆体ゾーン１０４へと戻って移送されるよう、基材１０２を反対方向に向ける。
【０００９】
図１に示す実施形態は３つの前駆体ゾーンを含むが、実施形態によっては４つ以上の前駆体ゾーンを含んでもよく、又他の実施形態によっては、３つ未満の前駆体ゾーンを有することもできることは理解されるであろう。意図した前駆体ゾーンの数に関わらず、隣接する前駆体ゾーンにおける他のガスと反応させる前駆体ガスが供給される前駆体ゾーンは、１つ以上の隔離ゾーンによってそれらのゾーンから隔離させるのが好ましい。
【００１０】
図１に示す例では、複数のプラズマ生成器１３０が、第２の前駆体ゾーン１０６内に位置付けられているが、プラズマ生成器１３０は任意の前駆体ゾーン及び／又は隔離ゾーン１１０内に位置付けられてもよいことは理解されるであろう。使用中、プラズマ生成器１３０は、電磁界を低圧ガスに印加して、ガスをイオン化することによってガス分子を励起する。例えば、いくつかの実施形態では、プラズマ生成器１３０を収容している処理ゾーンにおける総ガス圧は、約１トル以上とすることができ、他の実施形態によっては約２トル以上とすることもできる。自由電子は、電界によって加速され、自由電子がガス分子と衝突すると、その分子を活性化して、ガス（例えば、とりわけラジカル又はイオン）を励起状態にする。プラズマ生成器１３０によって励起された前駆体ガス（例えば、ＡＬＤによって）異なる前駆体の先に吸着された量と反応して基材１０２の表面上に膜の層を形成する。例えば、酸化アルミニウム膜は、アルミニウム含有前駆体が基材１０２に化学吸着するように、基材１０２を第１及び第３の前駆体ゾーン１０４及び１０８内で、アルミニウム含有前駆体（例えば、トリメチルアルミニウム、即ちＴＭＡ）に暴露して形成することができる。その後、第２の前駆体ゾーン１０６における、プラズマ生成器１３０で（例えば、酸素含有ガスの励起により）生成された酸素ラジカルへの基材１０２の暴露によって、基材表面に化学吸着されたＴＭＡ中の、アルミニウムが酸化することになる。
【００１１】
しかしながら、数個の電極を共通電源で駆動する場合に、プラズマを引き起こし（点火し）及び／又は安定化させるのは困難である。電極の数が増えると、電極間に流れる電流が不均一になる。不均一な電流分布によって、比較的少ない電流を受電する電極ではプラズマの不安定性や点火不良を引き起こすことがある。従って、本明細書では、使用中に可撓性基材のための経路に近接して１つ以上のプラズマ領域を生成するように形成され及び／又は配向された電極を有する、プラズマ生成器を含む薄膜成膜システムの実施形態が開示される。いくつかの実施形態において、導電材料から形成される電極表面の一部分は、その近くに形成されるプラズマ領域の形状を変える、比較的導電性が低い材料又は絶縁材料で被覆又は覆うことができる。可撓性基材を、このようなシステムを用いて生成されるプラズマ領域に暴露するための方法の実施形態も開示される。
【００１２】
図１に示す実施形態において、各プラズマ生成器１３０は、主として、ガスがプラズマ生成器１３０によって励起される箇所に、一対のプラズマ領域１３２を生成する。いくつかの実施形態において、１つ以上のプラズマ領域１３２は、基材経路の方に延在して、プラズマガスが可撓性基材１０２の片面又は両面に接触するよう、プラズマを基材１０２の暴露面近傍に発生させるのがよい。本明細書で使用するプラズマ領域１３２とは、ガスを励起又は活性化させる領域のことをいう。励起処理は、電界との相互作用に起因する励起、又はラジカルやイオンとの相互作用に起因する励起、或いはこれらの両方を伴う。プラズマ領域１３２以外の処理ゾーン（図１に示される例では、第２の前駆体ゾーン１０６）の一部は、新規の活性種がそこで生成されなければ、その処理ゾーンの周辺領域とみなされる。プラズマ領域１３２の大きさは、異なるガスが電界及び他のイオン化種又はラジカル化種による励起に対する感度及び感受性で変化することを当業者が理解しているように、ガスの同一性に基づいて変化する。プラズマによって励起されるガスの非限定的な例には、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、酸素（Ｏ２）、二酸化炭素（ＣＯ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素（Ｎ２）、一酸化窒素（ＮＯ）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、及びこれらの混合物がある。
【００１３】
プラズマ領域１３２の形状及び大きさは、プラズマ生成器の電力条件（以下に述べる）、プラズマ生成器１３０付近の総合的及び部分的な圧力条件（上に述べた）、及び／又はプラズマ生成器１３０の大きさ及び位置によっても影響されることは理解されるであろう。従って、いくつかの実施形態においては、図１に示されるプラズマ領域１３２は個別で、別々に示されているが、２つ以上のプラズマ生成器１３０が、共通のプラズマ領域に寄与し、このプラズマ領域によって包囲されてもよい。さらに、図１は、底部の仕切板部分１２０Ｂに隣接してプラズマ生成器１３０を示しているが、それらは処理ゾーン内の任意の位置に位置付けてもよい。実施形態によっては、プラズマ生成器１３０は、１つ以上のプラズマ領域１３２と同一の広がりを持つ、又は重なり合う、プラズマ生成器１３０によって画定される処理ゾーンの一部が、主として、そのゾーン全体に亘り（例えば、一方のゾーン仕切板から他のゾーン仕切板まで）延在するように配置してもよい。実施形態によっては、プラズマ生成器１３０によって占められる処理ゾーンの部分は、その処理ゾーンに隣接する一方のゾーンよりも、その処理ゾーンに隣接する他のゾーン仕切板により近づける（例えば、図１に示すように、底部の仕切板１２０Ｂにより近づける）ことができ、さらに他の実施形態では、処理ゾーンの部分は、その処理ゾーンに隣接するゾーン仕切板から離す（例えば、処理ゾーンの真ん中に位置させる）こともできる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、相補的な電荷を有する電極間（例えば、負電極と正電極の間、あるいは負電極と接地電極との間）に直流（ＤＣ）電位差を印加することにより生じる電界によってグロー放電プラズマを生成することができる。図１に示す実施形態では、プラズマ生成器１３０の各々は、互いに電気的に隔離されている導電性の表面（例えば、アルミニウム表面）を有している第１及び第２の電極１３４及び１３６を備えている。第１及び第２の電極１３４及び１３６は、基材１０２が走行する経路の一部と平行する平面内で垂直方向に互いに向かい合って延在する。次に、可撓性基材１０２の表面は、プラズマ領域１３２を過ぎて移送されると共に、前駆体ガスから生成された励起種（例えば、ラジカル）に暴露される。図１に示す例では、可撓性基材１０２の表面は、「前駆体２」から生成されるラジカルに暴露される。
【００１５】
第１の電極１３４は、互いに離間している電気的に接続された一対の第１及び第２の導体１３４Ａ及び１３４Ｂを有する。いくつかの実施形態において、第１及び第２の導体１３４Ａ及び１３４Ｂは、システムの使用中、各々の垂直フランジを基材１０２の経路から約０．５インチ離間させることができる。そのようないくつかの実施形態において、導体１３４Ａ及び１３４Ｂのそれぞれの垂直フランジは、約１．５インチの間隔ピッチを有する。第１及び第２の導体１３４Ａ及び１３４Ｂの各々は、図１にて示す実施形態では、水平支持体によって下からまっすぐに支持される垂直フランジを有している。水平支持体は、第１の電極支持体１３５の上に載っており、第１の電極支持体１３５は、図１に示す実施形態では、底部の仕切板部分１２０Ｂから離間して示してあるが、実施形態によっては、第１の電極支持体１３５は、ゾーン仕切板によって支持してもよい。実施形態によっては、垂直フランジの一方または両方は、滑らかなフィン形状のプレートとすることができる。例えば、垂直フランジは、高さが約１２．７ｃｍで、奥行きが約２８ｃｍの固体プレートとすることができる。いくつかの他の実施形態において、垂直フランジの一方又は両方は、フランジの垂直面から延在する様々な突出部、又は垂直フランジに穿通している開口部又は貫通部を含むこともできる（以下により詳しく記載する）。
【００１６】
図１に示す実施形態において、第２の電極１３６は、水平な基部と垂直フランジを有するＴ形状の断面を有しているが、実施形態によっては、第２の電極１３６は、Ｌ形状又は他の断面形状を有してもよい。図１に示す実施形態では、水平の基部は、第２の電極１３６の上に位置する第２の電極支持体１３７によって支持される。図１は、頂部の仕切板部分１２０Ａから間隔を空けた第２の電極支持体１３７を示しているが、実施形態によっては、ゾーン仕切板によって第２の電極支持体１３７を支持してもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態において、第２の電極１３６の垂直フランジは、垂直面内に位置する滑らかな平らなプレートとし、そのフランジを垂直なフィン形状としてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、垂直フランジは、約１２．７ｃｍの高さと約２８ｃｍの奥行きを有する固体プレートとすることができる。他の実施形態によっては、垂直フランジは、フランジの垂直面から水平方向に延在する多様な突出部、又は垂直フランジに穿通している開口部又は貫通部を含むこともできる。
【００１８】
図１に示すように、第２の電極１３６は、第１及び第２の導体、１３４Ａと１３４Ｂとの間に位置し、この間に介在するスペースに向かって下方へと延在している。いくつかの実施形態において、第１の電極１３４の導体１３４Ａ、１３４Ｂの一方又は両方は、特定のプラズマ生成器１３０内で、第２の電極１３６から約０．４〜２．０ｃｍ離間させるのがよい。言い換えれば、第２の電極１３６は、第１の導体１３４Ａが第２の電極１３６と、経路の第１の部分を走行する可撓性基材１０２の部分との間に位置し、第２の導体１３４Ｂが第２の電極１３６と、経路の第２の部分を走行する可撓性基材１０２の他の部分との間に位置するように位置付けられる。いくつかの実施形態において、導体１３４Ａ、１３４Ｂの一方又は両方は、可撓性基材１０２の０．５ｃｍ以内に位置付けるのがよい。第１及び第２の電極１３４と１３６との間のスペースに異なる電位によって生成される電界は、プラズマ領域１３２内のプラズマガスを点火し、安定化させる。いくつかの実施形態において、第１及び第２の導体１３４Ａ及び１３４Ｂは、特定のプラズマ生成器１３０内で互いに約２．０ｃｍ以上離すことができる。
【００１９】
図１に示す複数のプラズマ生成器１３０は、共通の電源１３８によって駆動されるが、いくつかの実施形態では、グループ及び／又は個々のプラズマ生成器１３０を個別の電源で駆動させ、対応するプラズマ領域１３２を（例えば、プラズマ領域１３２のゾーン制御を提供するために）別々に制御することができる。いくつかの実施形態において、電源１３８は、グロー放電プラズマを生成するための直流（ＤＣ）電源とすることができる。例えば、単一の電源１３８によって駆動される２５個のプラズマ生成器１３０のネットワークを、約３．８キロワット（ｋＷ）以下の電力で作動させ、各プラズマ生成器１３０に、約１５０ワット（Ｗ）以下の電力を供給することができる。定格が９ｋＷまでのいくつかの個別の電源１３８を用いて、プラズマ生成器１３０のネットワークに電力を供給することができる。
【００２０】
いくつかの実施形態において、電源１３８は、無線周波数（ＲＦ）発生器及び容量の結合型のプラズマを生成するための容量整合ネットワークを含むことができる。そのような実施形態では、交流（ＡＣ）電力が電極に供給され、電気的に隔離された一対の電極における各電極は、交互に陰極又は陽極として作用する（例えば、電力サイクルの一部の期間中は陰極として作用し、その後の電力サイクルの他の部分の期間中は陽極として作用する）。一例では、電源１３８は、許容公差内で１３．５６メガヘルツ（ＭＨｚ）で作動するよう構成されたＲＦ生成器を含むのがよい。他の例では、電源１３８は、１ＭＨｚ以下、さらに他の例では４０キロヘルツ（ｋＨｚ）以下で動作するよう構成された低周波数ＲＦ発生器を含むことができ、これは露出した電極表面の約１センチメートル（ｃｍ）以内にプラズマ領域１３２を閉じ込めることができる。このようないくつかの実施形態では、電源１３８は、ＲＦ生成器によって供給されるＡＣ電力に加えて、パルス化ＤＣ電力を同時に供給するよう構成することもできる。
【００２１】
第１及び第２の電極１３４と１３６は、プラズマ領域１３２にてこれらの電極を引き離すスペースにより、また、ほかのどこかで適切な電気絶縁体（図示されていない）により、互いに電気的に隔離されている。図１に示す実施形態において、全ての電極１３４は、互いに電気的に接続され、第１の電極バス１３９によって、電源１３８の第１の極に接続されるため、全ての第１の電極１３４は、許容公差内で同じ電位を有する。同様に、図１に示す実施形態において、全ての第２の電極１３６も互いに電気的に接続され、第２の電極バス１４０によって電源１３８の異なる極に接続される。例えば、電源１３８がＤＣ電源を含む実施形態では、第１の電極１３４を、電源１３８の正極に接続し、第２の電極１３８を電源１３８の負極に接続することにより、第１の電極１３４を陽極として作用させ、第２電極１３６を陰極として作用させる。さらに他の実施形態では、第１の電極１３４を、電源１３８の負極に電気的に接続し、第２の電極１３６を電源１３８の正極か、適切な接地接続点に電気的に接続することによって、第１の電極１３４を陰極として作用させ、第２の電極１３６を陽極として作用させることもできることは勿論である。
【００２２】
いくつかの実施形態において、第１及び第２の導体１３４Ａと１３４Ｂの水平支持表面は、チャネル状の電極を形成するためにウェブ部分として接合するのがよい。図２は、２００Ａ及び２００Ｂとして示す、複数のプラズマ生成器の実施形態の斜視図を示している。プラズマ生成器２００Ａ及び２００Ｂは、ウェブ部分２０６によって接合された一対のフランジ２０４Ａと２０４Ｂとから形成されたチャネル状の電極２０２をそれぞれ備えている。いくつかの実施形態において、フランジ２０４Ａと２０４Ｂは、２．０ｃｍ以上互いに離すことができる。いくつかの実施形態において、フランジ２０４Ａと２０４Ｂは、約１２．７ｃｍの高さと約２８ｃｍの奥行きの、滑らかで平らなプレートとすることができる。いくつかの実施形態において、フランジ２０４Ａと２０４Ｂの一方又は両方は、フランジの垂直面から延在する様々な突起部、又は垂直フランジに穿通している開口部又は貫通部を含むこともできる（以下により詳しく記載する）。
【００２３】
図２に示す実施形態において、ウェブ部分２０６はゾーン仕切板２０８によって支持されているが、実施形態によっては、チャネル状電極２０２は、ゾーン仕切板２０８から離れて位置付けられる第１の電極支持体によって支持されてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、チャネル状電極２０２を、フランジ２０４Ａ及び２０４Ｂの一方又は両方で支持してもよい。図２に示す実施形態では、ゾーン仕切板２０８が、チャネル状電極２０２を、第１の電極バス２１０に電気的に接続している。代わりに、いくつかの実施形態において、チャネル状電極２０２は、ゾーン仕切板２０８から離れて位置付けられる専用の電極支持体に電気的に接続及び／又は専用の電極支持体によって支持してもよい。チャネル状電極２０２が陽極として作用する例では、第１の電極バス２１０を大地か、電源１３８（図１）の正極のいずれかに電気的に接続する。
【００２４】
図２は、ウェブ部分２０６の方へと延在するカンチレバー電極２１２も示しており、フランジ２０４Ａと２０４Ｂとの間に形成されるスペース２１４は、ウェブ部分２０６とカンチレバー電極２１２との間に介在する。いくつかの実施形態において、カンチレバー電極２１２は、フランジ２０４Ａ及び２０４Ｂの一方又は両方から０．４〜２．０ｃｍ離間させるのがよい。
【００２５】
図２に示す実施形態において、カンチレバー電極２１２は、垂直フランジ２１６と水平基部２１８を含む、Ｌ形状の断面を有している。いくつかの実施形態において、カンチレバー電極２１２の垂直フランジ２１６は、滑らかで平らなプレートとするのがよく、フランジ２１６は垂直なフィン形状を有する。例えば、いくつかの実施形態において、垂直フランジ２１６は、約１２．７ｃｍの高さと約２８ｃｍの奥行きの固体プレートとすることができる。実施形態によっては、垂直フランジ２１６は、フランジ２１６の垂直面から水平方向に延在する様々な突起部、又は垂直フランジ２１６に穿通している開口部又は貫通部を含むこともできる。図２に示す実施形態において、垂直フランジ２１６は、第２の電極バス２２０から水平基部２１８によって支持されている。カンチレバー電極２１２が陰極として作用する例では、第２の電極バス２２０は、電源１３８の負極に電気的に接続される。
【００２６】
図２に示す実施形態において、プラズマ生成器２００Ａ及び２００Ｂは、可撓性基材１０２（図１）が処理中に経路に沿って走行する通路間に形成されたギャップ（２２２Ａ及び２２２Ｂで示す）内に介在し、可撓性基材１０２は、フランジ２０４Ａと２０４Ｂの一方又は両方と、それによって形成されるプラズマ領域１３２（図１）を過ぎて走行する。実施形態によっては、特定のプラズマ生成器のためのフランジ２０４Ａ、２０４Ｂの一方又は両方は、可撓性基材１０２の０．５ｃｍ以内に位置付けられてもよい。参考のために、基材が経路の一部に沿って走行する方向を図２に方向矢印‘Ａ’、‘Ｂ’及び‘Ｃ’にて示している。図２に示す例では、プラズマ生成器２００Ａは、第１のフロー制限通路２２４Ａ内と第２のフロー制限通路２２４Ｂとの間に形成された第１のギャップ２２２Ａ内に位置付けられている。具体的に言うと、プラズマ生成器２００Ａは、フランジ２０４Ｂがカンチレバー電極２１２と経路の第１部分を‘Ａ’の方向に下方に走行している可撓性基材１０２の一部との間に位置付けられ、かつフランジ２０４Ａがカンチレバー電極２１２と、経路の第１部分を‘Ｂ’の方向に上方に走行している可撓性基材１０２の一部との間に位置付けられるよう、配置されている。同様に、プラズマ生成器２００Ｂは、第２のフロー制限通路２２４Ｂと第３のフロー制限通路２２４Ｃとの間に形成された第２のギャップ２２２Ｂ内に位置付けられている。従って、プラズマ生成器２００Ｂのフランジ２０４Ｂは、カンチレバー電極２１２と、経路の第１の部分を‘Ｂ’の方向に上方に走行する可撓性基材１０２の一部との間に位置付けられ、プラズマ発生器２００Ｂのフランジ２０４Ａは、カンチレバー電極２１２と経路の第１の部分を‘Ｃ’の方向に下方に走行する可撓性基材１０２の一部との間に位置付けられる。図２に示すプラズマ生成器の配置によって、処理中に、基材１０２の両側がプラズマ領域１３２に暴露される。あるいは、いくつかの実施形態において、他の全てのギャップからプラズマ生成器を除くことによって（すなわち、プラズマ生成器をギャップがない生成器と交互に位置付けることによって）処理中に基材１０２の片側だけをプラズマ領域１３２に暴露することができる。さらに他の実施形態では、プラズマ生成器を、ゾーン仕切板２０８に沿って選択的に位置付けて、プラズマ生成器を含む処理ゾーンを経る連続トリップ中に、基材１０２の片面又は両面へのプラズマの暴露条件を変更し得ることは勿論である。
【００２７】
いくつかの実施形態において、１つ以上のプラズマ生成器１３０は、１つ以上の電極の１つ以上の導電表面に被覆、接着又は付着される絶縁材料の層を含むことができる。例えば、絶縁金属又は非金属酸化物又は両方をアルミニウム電極上に堆積して、その電極上に絶縁層を形成することができる。他の例では、アルミニウム電極の上に絶縁層を形成するために、絶縁ポリマー材料（例えば、ポリイミドフィルム）を、（例えば、Ｅ．Ｉ．デュポン・ドウ・ヌムール社によって商標名ＫＡＰＴＯＮで市販されている粘着ポリイミドテープのような粘着テープを介して）被覆又は付着することができる。存在する場合に、絶縁材は電流の流れを遮断し、近隣でのプラズマの形成を阻止し、安定化を図る。例えば、図３は、プラズマ生成器３００の実施形態の側断面図を概略的に示している。プラズマ生成器３００は、電源１３８の正極に電気的に接続されるカンチレバー陽極３０２と、電源１３８の負極に電気的に接続されるチャネル状の陰極３０４とを含む。チャネル状の陰極３０４は、ウェブ部分及び（例えば、陽極３０２が内部に延在するスペースの方へと）内部に面しているフランジのいくつかの部分を被覆している、絶縁層３０６も含む。プラズマは、使用中に絶縁材料３０６によってシールドされたフランジ間の領域内には延在しない。また、電流は他所へ流れ、陰極３０４及び又は陽極３０２の外側表面付近のプラズマ領域を潜在的に拡大させるため、追加的なプラズマガスが基材１０２（図１）に接触する。
【００２８】
基材１０２の方へのプラズマガスの転送は、いくつかの実施形態において、プラズマ通過の開口部を含む電極を用いることによって強化させることもできる。例えば、図４は、電源１３８の負極に電気的に接続されたカンチレバー陰極４０２と、大地４０６に電気的に接続されたチャネル状の陽極４０４とを含む、プラズマ生成器４００の実施形態の側断面図を概略的に示している。チャネル状の陽極４０４は、カンチレバー電極４０２と基材１０２（図１）との間にガスを流すことができる複数のプラズマガス分配貫通開口部４０８有する。プラズマガス分配貫通開口部の非限定的な例は、穿孔、スクリーン、メッシュ、及び開口部を有する他の構造を含む。
【００２９】
上述した実施形態には、本発明の基本原理から逸脱することなく、多くの変更が可能であることは、当業者に明らかであろう。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ決定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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