JP2003055771A

JP2003055771A - プラズマ処理装置及び処理方法

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Publication number: JP2003055771A
Application number: JP2001241879A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Fukuda; 和浩福田; Yoshikazu Kondo; 慶和近藤; Yoshiro Toda; 義朗戸田; Kiyoshi Oishi; 清大石; Akira Nishiwaki; 彰西脇
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ガスの均一供給が常に簡単
であるにもかかわらず、電極部に付着物が堆積していく
ことを抑制し、長時間安定して製膜できる放電電極シス
テム、該電極システムを用いたプラズマ処理装置及び該
処理装置を用いた処理方法を提供することにある。【解決手段】互いに対向する電極の一方の電極に基材
を接触配置し、前記基材の表面処理を行うプラズマ処理
装置であって、基材を接触配置する前記電極に対向する
もう一方の電極が、金属ワイヤーで構成され、且つ、該
金属ワイヤーを可動とする巻き出し又は巻き取り手段を
備え、該対向する電極の少なくとも一方の面には誘電体
が被覆されていることを特徴とするプラズマ処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ放電処理
用の電極システムを用いたプラズマ放電処理方法及び放
電処理装置に関わり、更に詳しくは、電極に汚れが堆積
せず、長時間安定した処理が行え、且つ、メンテナンス
が容易な電極システムと該電極システムを用いたプラズ
マ処理装置及び該処理装置を用いた処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスや表示、記録、光電変換
のための各種のデバイスには、基材上に高機能性の薄膜
を設けた、例えば、電極膜、誘電体保護膜、半導体膜、
透明導電膜、反射防止膜、光学干渉膜、ハードコート
膜、下引き膜、バリア膜等の各種の材料が用いられてい
る。

【０００３】このような高機能性の薄膜生成において
は、従来、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレ
ーティング法等の真空を用いた乾式製膜法が用いられて
きた。

【０００４】しかしながら、上記真空を用いた乾式製膜
法は、高精度の薄膜が形成出来るため、高性能の薄膜を
形成するには好ましい方法であるが、乾式製膜法に用い
る真空装置は、被処理基材が大きくなると、装置が非常
に大型化し、値段も高額になる他、真空排気にも膨大に
時間を費やし、生産性が上げられないデメリットが大き
い。

【０００５】これらの真空装置を用いることによる低生
産性のデメリットを克服する方法として、大気圧または
大気圧近傍の圧力下で放電し、反応性ガスをプラズマ励
起し、基材上に薄膜を形成する方法が特開平１１−１３
３２０５号、特開２０００−１８５３６２号、特開平１
１−６１４０６号、特開２０００−１４７２０９号、同
２０００−１２１８０４号等に記載されている（以下、
大気圧プラズマ法とも称する）。これら公報に開示され
る大気圧プラズマ法は、対向する電極間に、パルス化さ
れ、周波数が０．５〜１００ｋＨｚであり、且つ、電界
の強さが１〜１００Ｖ／ｃｍの電界を印加し、放電プラ
ズマを発生させるというものである。

【０００６】大気圧プラズマ処理においても、高周波電
界の周波数及び放電出力を向上させるとプラズマ密度が
向上し、製膜速度の向上及び緻密で良質な膜が得られる
ことは知られているが、反面、電極部にも高速で付着物
が堆積してしまうことが問題となる。

【０００７】これに対し特開２０００−２１２７５３の
如く、電極の両面に基材を配置する方法が考案されてい
るが、大気圧プラズマ処理装置において、電極間の間隙
は非常に狭いため、このような機械では、ガスの均一な
供給が非常に困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、ガスの均一
供給が常に簡単であるにもかかわらず、電極部に付着物
が堆積していくことを抑制し、長時間安定して製膜でき
る放電電極システム、該電極システムを用いたプラズマ
処理装置及び該処理装置を用いた処理方法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は以下
の手段により達成される。

【００１０】１．互いに対向する電極の一方の電極に基
材を接触配置し、前記基材の表面処理を行うプラズマ処
理装置であって、基材を接触配置する前記電極に対向す
るもう一方の電極が、金属ワイヤーで構成され、且つ、
該金属ワイヤーを可動とする巻き出し又は巻き取り手段
を備え、該対向する電極の少なくとも一方の面には誘電
体が被覆されていることを特徴とするプラズマ処理装
置。

【００１１】２．巻き出し又は巻き取り手段によって、
金属ワイヤーを移動させながらプラズマ処理を行うこと
を特徴とする前記１に記載のプラズマ処理装置。

【００１２】３．大気圧及びその近傍において、前記電
極間に１００ｋＨｚ以上の高周波電圧を印加することを
特徴とする前記１又は２に記載のプラズマ処理装置。

【００１３】４．前記電極間に１００ｋＨｚ以上の高周
波電圧を１Ｗ／ｃｍ²以上の放電出力で印加することを
特徴とする前記３に記載のプラズマ処理装置。

【００１４】５．誘電体が無機材料であることを特徴と
する前記１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装
置。

【００１５】６．誘電体が、アルミナセラミックス溶射
後、更にゾルゲル反応により硬化する珪素化合物にて封
孔処理を行ったものであることを特徴とする前記１〜５
のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。

【００１６】７．ワイヤー電極の、該電極に対向する基
材を接触搬送する電極とは反対の側に位置するスリット
板又はパンチ板上の開口から、反応ガスを供給すること
を特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載のプラズ
マ処理装置。

【００１７】８．前記１〜７のいずれか１項に記載のプ
ラズマ処理装置を用いて、金属ワイヤーを移動させつ
つ、基材表面に、表面処理を行うことを特徴とする処理
方法。

【００１８】以下本発明について詳述する。本発明者ら
は、前記のプラズマ処理装置においては、基材のみでな
く電極部にも高速で付着物が堆積してしまい、表面処理
性能が低下してしまうという問題に対し、一方の電極を
ワイヤー状にし、該ワイヤー電極を順次巻き取ること
で、電極に堆積物が堆積していくことを抑制し、常に安
定な放電状態を保つことができることを見いだした。更
に、該ワイヤー電極は、対応する電極に対し均一且つ平
行に設置できるので均一放電も達成できることを見いだ
した。

【００１９】即ち、本発明の処理装置は、互いに対向す
る電極の一方の電極に基材を接触配置して基材の表面処
理を行う処理装置であって、基材を接触配置する前記電
極に対向して配置されたもう一方の電極が、金属ワイヤ
ーで構成され、且つ、該金属ワイヤーが、例えば、基材
の表面処理を行うにつれて、該ワイヤー電極が常に新し
い表面に更新されるように巻き出し又は巻き取り等を行
う手段を備えた処理装置である。又、基材に接して配置
される電極と、該電極に対向するワイヤー電極間でスパ
ーク放電等を抑え安定したプラズマ放電を行うために、
電極の一方には誘電体が被覆されている必要がある。通
常は基材が接触して表面処理をうける、固定した或いは
回転しつつ基材を搬送する電極が誘電体で被覆されてい
ることが好ましい。一方のワイヤー電極は必ずしも誘電
体で被覆されていなくともよい。

【００２０】この様に、基材と接触しない方の印加電極
を、巻き取り又は巻き出しが可能なワイヤー電極とする
ことで、上記のようにプラズマ処理の進行に伴い、一定
の速度で巻き取り、巻き出しを行い、該ワイヤー状とし
た電極を順次巻き取ることによって、電極部に付着物が
少ない常にフレッシュな電極面を用いて安定放電が可能
となる。

【００２１】又、電極部に付着物が堆積し放電効率がそ
れ程低下しない間は、ワイヤー電極の移動を行わず、一
定のレベルに汚れが達した場合に全てを新しい電極面と
するために巻き取り、巻き出しを行うという方法でも良
く、この場合例えば、一定の基材面積をプラズマ放電処
理を行ったあと、巻き取り、巻き出しを行う方法をとっ
てもよい。

【００２２】ワイヤー電極は、対向する電極に対し、均
一且つ平行に設置できるので、均一放電が達成できると
いう点で好ましい。この様にワイヤー電極を用いること
で電極に堆積物が堆積していくことを抑制し、常に安定
な放電状態を保つことができる。更に、該ワイヤー電極
は、複数設置することが好ましく、これにより、１本当
たりのエネルギーが低く抑えることが出来、電極の耐久
性を向上させ、更に堆積物の付着量も抑制できる。

【００２３】これらのプラズマ処理装置に、反応ガスを
含む混合ガス供給するには、ワイヤー間の隙間（背後）
に丁度スリット或いは連続した複数の開口部をガス吹き
出し口として有するスリット板やパンチ板をガス供給手
段として配置するのが好ましい。これにより、ワイヤー
間の隙間（背後）からガスの均一供給が行えるため、製
膜の均一性も向上する。

【００２４】ワイヤー電極に対向する、もう一方の、基
材が接触して搬送される電極には、金属母材上に誘電体
を被覆したものであることが好ましい。金属母材として
は、銀、白金、アルミニウム、鉄等の金属を用いること
ができるほか、ステンレスを用いることができる。ステ
ンレスは加工し易く好ましく用いることができる。誘電
体としては、無機材料であるケイ酸塩系ガラス・ホウ酸
塩系ガラス・リン酸塩系ガラス・ゲルマン酸塩系ガラス
・亜テルル酸塩ガラス・アルミン酸塩ガラス・バナジン
酸塩ガラス等を用いることが出来る。この中でもホウ酸
塩系ガラスが加工し易い。また、溶射法により気密性の
高い高耐熱性のセラミックを用いることも好ましい。セ
ラミックスの材質としては例えばアルミナ系、ジルコニ
ア系、窒化珪素系、炭化珪素系のセラミックスが挙げら
れるが、中でもアルミナ系のセラミックスが好ましく、
アルミナ系のセラミックスの中でも特にＡｌ₂Ｏ₃を用い
るのが好ましい。アルミナ系のセラミックスの厚みは１
ｍｍ程度が好ましく、体積固有抵抗は１０８Ω・ｃｍ以
上が好ましい。

【００２５】セラミックスは、無機質材料で封孔処理さ
れているのが好ましく、これにより電極の耐久性を向上
させることができる。上記アルミナ系のセラミックスを
被覆した上に、封孔剤である、ゾルゲル反応により硬化
する珪素化合物（アルコキシシランが好ましい）を主原
料とするゾルを塗布した後に、ゲル化させて硬化させる
ことで、強固な３次元結合を形成させ均一な構造を有す
る珪素酸化物を形成することによって、セラミックスの
封孔処理をすることができる。

【００２６】また、ゾルゲル反応を促進するためにエネ
ルギー処理を行うことが好ましい。ゾルにエネルギー処
理をすることによって、金属−酸素−金属の３次元結合
を促進することができる。

【００２７】エネルギー処理には、プラズマ処理や、２
００℃以下の加熱処理、ＵＶ処理が好ましい。

【００２８】このような基材が接触して表面処理される
電極或いはこれに対向するワイヤー電極との少なくとも
一方には前記誘電体を被覆することが好ましい。好まし
くは、両者の中では、ワイヤー電極に対向した、基材が
接触する電極の方に誘電体を被覆することである。又、
ワイヤー電極とこれに対向する基材が接触する電極の両
方に誘電体を被覆してもよい。

【００２９】これらの表面処理を受ける基材が接触して
搬送される電極は、固定された電極であってもよいが、
基材の搬送に伴って回転するロール電極であってもよ
く、ロール電極の場合には基材が電極表面と擦過するこ
とがなく好ましい。

【００３０】一方の電極である、本発明の移動可能なワ
イヤー電極には、材質としては、鉄、ステンレス、銀、
銅等抵抗値の低い金属のワイヤーであれば用いることが
出来る。特に銅、銀等の低抵抗のものが好ましい。又、
これらの金属表面が誘電体で被覆されているものであっ
てもよい。

【００３１】ワイヤー電極は、これを放電中或いは、放
電後に巻き取りが出来るように巻き取り或いは巻き出し
手段と連動したものが好ましく、放電による堆積物が蓄
積したものを巻き取ったあとは交換する。巻き取り可能
なことからワイヤーとしては０．１ｍｍ〜５ｍｍの径を
有するものが好ましい。

【００３２】巻き取り手段としては、例えば、該ワイヤ
ー電極となるワイヤーが巻かれた巻き芯から、使用した
ワイヤーを巻き取るための巻き芯、及びこれを動かすた
めのドライブ、モータ等があげられるが、他の手段であ
ってもよい。又、例えば基材を搬送しつつ処理する場合
には、該基材の搬送の速度（処理速度）にあわせてワイ
ヤーの移動の速度を設定でき、制御できるコントローラ
を備えていることが好ましい。

【００３３】ワイヤーの移動速度は用いる反応ガスや、
基材の種類等、表面処理の種類に関係するので一概には
規定できないが、おおよそ、０．０１〜１０ｍｍ／ｓｅ
ｃの範囲であり、個別に設定する必要がある。

【００３４】本発明において、固定電極及びワイヤー電
極間に印加する高周波電圧の周波数の上限値は、好まし
くは１５０ＭＨｚ以下である。

【００３５】また、高周波電圧の周波数の下限値として
は、好ましくは１００ｋＨｚ以上、さらに好ましくは８
００ｋＨｚ以上である。

【００３６】また、電極間に供給する電力の下限値は、
好ましくは１Ｗ／ｃｍ²以上であり、上限値としては、
好ましくは５０Ｗ／ｃｍ²以下、さらに好ましくは２０
Ｗ／ｃｍ²以下である。尚、電極における電圧の印加面
積（／ｃｍ²）は、放電が起こる範囲の面積のことを指
す。

【００３７】また、電極間に印加する高周波電圧は、断
続的なパルス波であっても、連続したサイン波であって
も構わないが、本発明の効果を高く得るためには、連続
したサイン波であることが好ましい。

【００３８】本発明においては、大気圧及びその近傍で
処理をおこなう大気圧プラズマ処理装置であることが好
ましく、大気圧又は大気圧近傍下とは、２０ｋＰａ〜１
１０ｋＰａの圧力下をいう。本発明において、電圧を印
加する電極間のさらに好ましい圧力は、９３ｋＰａ〜１
０４ｋＰａである。

【００３９】対向する電極間のギャップは、例えば１ｍ
ｍ程度に設定される。上記電極間の距離は、電極の母材
に設置した固体誘電体の厚さ、印加電圧の大きさ、プラ
ズマを利用する目的等を考慮して決定される。上記電極
の一方に誘電体を設置した場合の誘電体と電極の最短距
離、上記電極の双方に誘電体を設置した場合の誘電体同
士の距離としては、いずれの場合も均一な放電を行う観
点から０．５ｍｍ〜２０ｍｍが好ましく、特に好ましく
は１ｍｍ±０．５ｍｍである。

【００４０】本発明のプラズマ処理方法を実施するにあ
たり、使用するガスは、基材上に設けたい薄膜の種類に
よって異なるが、基本的に、不活性ガスと、薄膜を形成
するための反応性ガスの混合ガスである。反応性ガス
は、混合ガスに対し、０．０１〜１０体積％含有させる
ことが好ましい。

【００４１】本発明のプラズマ処理に用いられる反応ガ
スとして、好ましくは、有機フッ素化合物、金属化合物
を好ましく挙げることが出来る。有機フッ素化合物を用
いることにより反射防止層等に有用な低屈折率層や防汚
層を形成することができる。金属化合物では、低屈折率
層、中屈折率層、高屈折率層や、ガスバリア層、更には
透明電極層等を形成することができる。

【００４２】有機フッ素化合物としては、フッ化炭素や
フッ化炭化水素等のガスが好ましく、例えば、フッ化メ
タン、フッ化エタン、テトラフルオロメタン、ヘキサフ
ルオロエタン、１，１，２，２−テトラフルオロエチレ
ン、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパ
ン、ヘキサフルオロプロペン、６−フッ化プロピレン等
のフッ化炭素化合物；１，１−ジフルオロエチレン、
１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１，２，
２，３−ペンタフルオロプロパン等のフッ化炭化水素化
合物；ジフルオロジクロロメタン、トリフルオロクロロ
メタン等のフッ化塩化炭化水素化合物；１，１，１，
３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール、１，
３−ジフルオロ−２−プロパノール、パーフルオロブタ
ノール等のフッ化アルコール；ビニルトリフルオロアセ
テート、１，１，１−トリフルオロエチルトリフルオロ
アセテート等のフッ化カルボン酸エステル；アセチルフ
ルオライド、ヘキサフルオロアセトン、１，１，１−ト
リフルオロアセトン等のフッ化ケトン等を挙げることが
出来るが、これらに限定されない。

【００４３】有機フッ素化合物がプラズマ放電処理によ
って、腐食性ガスあるいは有害ガスが発生しないような
化合物を選ぶのが好ましいが、それらが発生しない条件
を選ぶことも出来る。有機フッ素化合物を本発明に有用
な反応性ガスとして使用する場合、常温常圧で有機フッ
素化合物が気体であることが目的を遂行するのに最も適
切な反応性ガス成分としてそのまま使用でき好ましい。
これに対して常温常圧で液体または固体の有機フッ素化
合物の場合には、加熱や減圧等の気化装置などの手段に
より気化して使用すればよく、また適切な有機溶媒に溶
解して噴霧あるいは蒸発させて用いてもよい。

【００４４】金属化合物としては、Ａｌ、Ａｓ、Ａｕ、
Ｂ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇ
ａ、Ｇｅ、Ｈｇ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎ
ａ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｓ
ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、ＺｎまたはＺｒ等の金属化合物
または有機金属化合物を挙げることができ、Ａｌ、Ｇ
ｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｗ、ＺｎまたはＺ
ｒが金属化合物として好ましく用いられるが、特に、珪
素化合物、チタン化合物、錫化合物、亜鉛化合物、イン
ジウム化合物、アルミ化合物、銅化合物、銀化合物が好
ましい。

【００４５】これらのうち珪素化合物としては、例え
ば、ジメチルシラン、テトラメチルシラン、テトラエチ
ルシラン等のアルキルシラン；テトラメトキシシラン、
テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、ジメ
チルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エ
チルトリエトキシシラン等の珪素アルコキシド等の有機
珪素化合物；モノシラン、ジシラン等の珪素水素化合
物；ジクロルシラン、トリクロロシラン、テトラクロロ
シラン等のハロゲン化珪素化合物；その他オルガノシラ
ン等を挙げることが出来、何れも好ましく用いることが
出来る。また、これらは適宜組み合わせて用いることが
出来る。上記の有機珪素化合物は、取り扱い上の観点か
ら珪素アルコキシド、アルキルシラン、有機珪素水素化
合物が好ましく、腐食性、有害ガスの発生がなく、工程
上の汚れなども少ないことから、特に有機珪素化合物と
して珪素アルコキシドが好ましい。

【００４６】チタン化合物、錫化合物、亜鉛化合物、イ
ンジウム化合物、アルミ化合物、銅化合物、銀化合物と
しては、有機金属化合物、ハロゲン化金属化合物、金属
水素化合物、金属アルコキシド化合物が好ましい。有機
金属化合物の有機成分としてはアルキル基、アルコキシ
ド基、アミノ基が好ましく、テトラエトキシチタン、テ
トライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テ
トラジメチルアミノチタン等を好ましく挙げることが出
来る。有機チタン化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合
物、有機インジウム化合物、有機アルミ化合物、有機銅
化合物、有機銀化合物は、中屈折率層や高屈折率層を形
成するのに非常に有用である。ハロゲン化金属化合物と
しては、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタン等
を挙げることができ、更に金属水素化合物としては、モ
ノチタン、ジチタン等を挙げることができる。本発明に
おいては、チタン系の有機金属化合物を好ましく用いる
ことができる。

【００４７】不活性ガスとしては、Ｈｅ、Ａｒ等の希ガ
スが好ましく用いられるが、ＨｅとＡｒを混合した希ガ
スでもよく、気体中に占める不活性ガスの割合は、９０
体積％〜９９．９体積％であることが好ましい。大気圧
プラズマを効率よく発生させるという点から不活性ガス
中のＡｒガス成分を多くするのも好ましいが、コスト的
な観点からもＡｒガス成分を９０体積％〜９９．９体積
％を用いるのが好ましい。

【００４８】なお、不活性ガスには水素ガスや酸素ガス
を不活性ガスに対して０．１体積％〜１０体積％混合さ
せて使用してもよく、このように補助的に使用すること
により薄膜の硬度を著しく向上させることが出来る。

【００４９】本発明の大気圧プラズマ処理装置は、支持
体のようなシート状の基材を搬送しつつ処理することが
可能である。

【００５０】本発明の大気圧プラズマ処理装置で処理さ
れる基材の材質は特に限定はないが、セルローストリア
セテート等のセルロースエステル基体、ポリエステル基
体、ポリカーボネート基体、ポリスチレン基体、ポリオ
レフィン基体、等を処理することができる。

【００５１】具体的には、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジ
アセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロ
ースアセテートプロピオネート、セルロースアセテート
フタレート、セルローストリアセテート、セルロースナ
イトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導
体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチ
レンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチ
レン系、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメ
チルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリ
エーテルスルホン、ポリスルホン系、ポリエーテルケト
ンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメ
チルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート
等を挙げることができる。

【００５２】

【発明の実施の形態】本発明の大気圧プラズマ処理装置
及び大気圧プラズマ処理方法について、以下にその実施
の形態を図を用いて説明するが、本発明はこれに限定さ
れない。また、以下の説明には用語等に対する断定的な
表現が含まれている場合があるが、本発明の好ましい例
を示すものであって、本発明の用語の意義や技術的な範
囲を限定するものではない。

【００５３】図１に本発明のプラズマ処理装置の一例を
示す断面図を示す。３０は放電処理室であり、基材を接
触しつつ搬送する、誘電体（その表面をアルミナセラミ
ックス溶射後アルコキシシランをゲル化させ硬化して封
孔処理を行った）を被覆したロール電極２５、及び、該
ロール電極に対向してワイヤー電極３６が複数設置され
ている。該電極間の距離は１ｍｍ±０．５ｍｍ程度に調
整されている。又、その背後には、ガス発生装置５０か
らガス給気口５２を通して送られた混合ガスをその電極
面側に有する開口（ガス吹き出し口）を通し、該ワイヤ
ー電極の背後から放電処理部３２に供給するためのガス
供給部３１を備えている。ガス供給部３１のワイヤー電
極側は図には示されていないが複数の開口（ガス吹き出
し口）を備えたパンチ板で構成されており、該開口から
混合ガスを放電処理部３２に供給する。又、放電処理部
を通った混合ガスを排出するための排気口５３が放電処
理室には備えられている。

【００５４】基材フィルム１０は、フィルムロール６１
から、搬送ロール６４を介し、更に外気遮断用ニップロ
ール６５を介して、前記放電処理室３０の放電処理部３
２に送り込まれる。放電処理部３２に入った基材は、回
転しつつ基材を搬送するロール電極２５及び対向して複
数配置されたワイヤー電極３６の間を移動する。ガス発
生装置５０からガス給気口５２を通してガス供給部３１
に導入された混合ガスは、ガス供給部の電極側の面を構
成するパンチ板７１表面の開口（図では示されていない
がパンチ板７１から各ワイヤー電極間に放電空間へと導
入された混合ガスを矢印で示した）から放電処理部３２
に供給される。電源４０により、対向する電極２５及び
３６間に高周波電圧が印加され放電が行われる。これに
より、反応ガスはプラズマ化され、基材フィルムの表面
はプラズマ処理される。処理後の混合ガスは排気口５３
から排出される。

【００５５】図２には該混合ガスの吹き出し口を有する
ガス供給部３１の電極側の面を構成する（ａ）スリット
板、（ｂ）パンチ板の例を示した。それぞれのスリット
状開口、或いは、円形の連続した開口の各列が、混合ガ
スの吹き出し口となり、該開口（ガス吹き出し口）が前
記複数の各ワイヤー電極間に位置するように構成され
る。

【００５６】図１において、各ワイヤー電極は、ここに
は示されていないが、電極毎に巻き出し側のワイヤーホ
ルダーから巻き取り側のワイヤーホルダーに、処理の進
行に連動して移動し（図３を参照）基材が処理される。

【００５７】基材は処理された後、やはり外気遮断用の
ニップロール６６、搬送ロール６７を介し装置外部へと
搬送される。

【００５８】尚、４０は電源であり、ロール電極側がア
ースされている。又、図３は、基材の接触するロール電
極と該電極に対向する複数のワイヤー電極の１つを示し
た図である。８１が巻き出し側のワイヤーホルダー、８
２が巻き取り側のワイヤーホルダーであり、２５はロー
ル電極を示している。各ワイヤーホルダーを駆動するた
めのドライブはここでは省略されているが、矢印の方向
に沿ってワイヤーが移動することで電極表面が更新され
る電極システムとなっている。ここではワイヤー電極を
複数備えた装置について記述したが、ワイヤー電極の幾
つかを纏めて連続した１つのワイヤー電極としてもよ
く、又ワイヤー電極全体を一本のワイヤーで構成しても
よい。

【００５９】この様に構成することで、ガスの均一供給
ができ、長時間安定して製膜できる放電電極システム、
該電極システムを用いたプラズマ処理装置及び該処理装
置を用いた処理方法を得ることができる。

【００６０】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００６１】実施例（大気圧プラズマ処理条件）図１に示したロール電極型
放電処理装置を用いて基材に処理を実施した。ロール電
極２５は、冷却水による冷却手段を有するステンレス製
ジャケットロール母材（冷却手段は図１には図示してい
ない）に対して、セラミック溶射によりアルミナを１ｍ
ｍ被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチル
で希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により硬化さ
せ封孔処理を行い、表面を平滑にしてＲｍａｘ５μｍと
した誘電体（比誘電率１０）を有するロール電極２５を
製作しアース（接地）した。

【００６２】一方のワイヤー電極として、２ｍｍφのエ
ナメル線を該ロール電極に対し平行に設置した。この時
のワイヤー線とロール電極間の間隔は１ｍｍで、ワイヤ
ー電極はその中心同士の距離を４ｍｍピッチとし、ロー
ル電極の周上に複数設置した。該ワイヤー電極はそれぞ
れ、巻き出し側、巻き取り側にワイヤーホルダーを有し
ており、一端から終端まで巻き取りにより移動が出来る
ようになっている。更に該ワイヤー電極の上部、ロール
電極の反対側にパンチ板をロール周上に設置し、ここか
ら均一に混合ガス供給を行った。ここで使用する電源
は、パール工業製高周波電源（８００ｋＨｚ）を使用し
た。

【００６３】又、該ワイヤー電極は、それれぞれ、１時
間に５０ｍｍの速度で一端から終端まで稼働させてい
る。又、ロール電極は、ドライブにて回転させた。

【００６４】基材フィルムとして、巾１ｍのＴＡＣ基材
（トリアセチルセルロースフィルム厚み約８０μｍ）に
対し、下記の混合ガスを用いて、その表面にＳｉＯ₂薄
膜を形成する表面処理を実施した。膜厚は１００ｎｍに
なるように成膜条件を調整した。

【００６５】用いた混合ガスの組成を以下に示す。希ガス；アルゴン反応ガス；水素ガス（アルゴンに対し１％）反応ガス；テトラエトキシシラン蒸気０．１％（アルゴ
ンガスにてバブリング）放電出力；１０Ｗ／ｃｍ² 放電プラズマ発生に用いる使用電源には、パール工業製
高周波電源（８００ｋＨｚ）を使用した。

【００６６】上記条件で前記ＴＡＣ基材をもちいて表面
処理を、連続３日間稼働させたが、全くワイヤー電極へ
の付着物堆積による異常放電は発生せず、均一な製膜が
達成できた。又、巻き取ったワイヤーは、簡単に新品交
換できメンテナンスも良好である。

【００６７】

【発明の効果】メンテナンスの容易な電極システムを用
いたプラズマ処理装置及び処理方法が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマ処理装置の一例を示す断面図
である。

【図２】混合ガスの吹き出し口を構成するスリット板、
パンチ板の例を示す図である。

【図３】基材の接触するロール電極と該電極に対向する
複数のワイヤー電極の１つを示した図である。

【符号の説明】

１０基材フィルム２５ロール電極３０放電処理室３１ガス供給部３２放電処理部３６ワイヤー電極４０電源５０ガス発生装置５２給気口５３排気口６１基材フィルムロール６５，６６外気遮断用ニップロール６４，６７搬送ロール７１パンチ板８１ワイヤーホルダー（巻き出し側）８２ワイヤーホルダー（巻き取り側）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２３Ｃ 16/44 Ｃ２３Ｃ 16/44 ＪＨ０１Ｌ 21/31 Ｈ０１Ｌ 21/31 ＣＨ０５Ｈ 1/46 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ // Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｃ０８Ｌ 101:00 (72)発明者大石清東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内 (72)発明者西脇彰東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 4F073 AA01 BA03 BA06 BA07 BA08 BA14 BA15 BA16 BA17 BA18 BA19 BA23 BA24 BA26 BA27 BA29 BA31 BA32 BA34 BB01 CA01 CA04 CA05 CA07 CA08 CA65 CA67 CA70 4G075 AA30 AA42 BC02 BC03 BC04 BD14 CA15 CA25 CA33 CA47 CA57 CA63 DA02 EB01 EB41 EC21 ED04 ED20 EE07 FA01 FB02 FB04 FB06 FC15 4K030 AA06 BA44 CA07 CA12 FA01 GA14 JA18 KA15 KA16 KA30 LA24 5F045 AA08 AB32 AC07 AC16 DP22 EB02 EH04 EH08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向する電極の一方の電極に基材
を接触配置し、前記基材の表面処理を行うプラズマ処理
装置であって、基材を接触配置する前記電極に対向する
もう一方の電極が、金属ワイヤーで構成され、且つ、該
金属ワイヤーを可動とする巻き出し又は巻き取り手段を
備え、該対向する電極の少なくとも一方の面には誘電体
が被覆されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】巻き出し又は巻き取り手段によって、金
属ワイヤーを移動させながらプラズマ処理を行うことを
特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】大気圧及びその近傍において、前記電極
間に１００ｋＨｚ以上の高周波電圧を印加することを特
徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】前記電極間に１００ｋＨｚ以上の高周波
電圧を１Ｗ／ｃｍ²以上の放電出力で印加することを特
徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】誘電体が無機材料であることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装
置。
【請求項６】誘電体が、アルミナセラミックス溶射
後、更にゾルゲル反応により硬化する珪素化合物にて封
孔処理を行ったものであることを特徴とする請求項１〜
５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】ワイヤー電極の、該電極に対向する基材
を接触搬送する電極とは反対の側に位置するスリット板
又はパンチ板上の開口から、反応ガスを供給することを
特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のプラズ
マ処理装置。
【請求項８】請求項１〜７のいずれか１項に記載のプ
ラズマ処理装置を用いて、金属ワイヤーを移動させつ
つ、基材表面に、表面処理を行うことを特徴とする処理
方法。