JP2005071661A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロール状電極の保持部とロール状電極との間から処理ガスが外部に拡散することを防ぐプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明のプラズマ処理装置Ｍは、ロール状電極５０を有している。ロール状電極５０の外周曲面５３には、被処理体９０とロール状電極５０との間を所定の間隔に保つ円環状の保持部６０ａ、６０ａが嵌め込まれている。保持部６０ａ、６０ａがロール状電極５０に設けられることによって、ロール状電極５０の保持部６０ａ、６０ａとロール状電極５０との間から処理ガスが外部に拡散することを防ぐことができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プラズマを利用して被処理体を処理するプラズマ処理装置に関する。

従来から、ロール状電極の外周曲面に被処理体を設け、ロール状電極を回転させることによって被処理体を搬送させながらプラズマ処理を行う装置が開発されてきた。
また、ロール状電極とは別に保持部を設け、この保持部に被処理体を巻付けることによって被処理体とロール状電極との間を所定の間隔に保ちながら被処理体を搬送させた状態で、ロール状電極を高速回転させて被処理体とロール状電極との間に処理ガスを供給しながら被処理体にプラズマ処理を行う装置も開発されてきた（例えば、特許文献１）。
特開２００２−１２９３４０号公報

しかしながら、このようなプラズマ処理装置では、ロール状電極と保持部との間が空いているために、ロール状電極と被処理体との間に供給された処理ガスが、ロール状電極と保持部との間から外部に拡散してしまうという問題があった。更に、被処理体にプラズマ処理を行う際、プラズマ処理によって発生するオゾン等の有害な気体も外部に拡散してしまうという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑み、ロール状電極と保持部との間から外部に処理ガスが拡散することを防ぐプラズマ処理装置を提供することを目的とする。

本発明のプラズマ処理装置は、上記の問題点を解決するために提案されたものであり、ロール状電極と、前記ロール状電極に対向する対向電極とを備え、前記ロール状電極と前記対向電極との間に存在する被処理体にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、前記ロール状電極の外周曲面には、前記被処理体と前記ロール状電極との間を所定の間隔に保つ円環状の保持部が備えられていることを特徴としている。

また、本発明のプラズマ処理装置は、前記ロール状電極の外周曲面には、前記被処理体の縁部に設けられるフランジ部が備えられており、前記フランジ部は、前記保持部よりも大きな外径を有することを特徴としている。

ロール状電極や対向電極を構成する材質としては、例えば、ステンレス、銅、アルミニウム、チタン、タングステン、真鍮等の金属が挙げられる。これらの導電体は、単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

対向電極の形状としては特に限定されないが、例えば、板状、ロール状等が挙げられる。また、対向電極は、ロール状電極との対向面側に略円弧状の凹面になされていることが好ましい。

本発明のプラズマ処理装置は、ロール状電極及び対向電極に電圧を印加することによって、ロール状電極と対向電極との間の空間にプラズマを発生する。
ロール状電極及び対向電極に印加する電圧としては、例えば、交流電圧やパルス化された電圧等が好ましい。

ロール状電極の保持部は、円筒状等の円環状の形状をなしている。
このロール状電極の保持部は、ロール状電極と一体化をなしていてもよく、ロール状電極と別体であってもよい。ロール状電極と保持部とが別体である場合、保持部は、ロール状電極と着脱可能であることが好ましい。
また、ロール状電極に設けられたフランジ部は、ロール状電極と一体化をなしていてもよく、ロール状電極と別体であってもよい。ロール状電極とフランジ部が別体である場合、フランジ部は、ロール状電極と着脱可能であることが好ましい。
ここで、保持部とフランジ部とが着脱可能である場合、保持部とフランジ部とは一体化になされていることが好ましい。保持部とフランジ部とが一体化になされていることによって、取り扱いが容易になる。

本発明のプラズマ処理装置は、ロール状電極と対向電極との間の空間に存在する被処理体に対してプラズマ処理を行う。電極の間に被処理体が存在するので被処理体の両面にプラズマ処理を行うことができる。

本発明のプラズマ処理装置は、大気圧近傍の圧力下でも被処理体に対してプラズマ処理を行うことができる。なお、大気圧近傍の圧力下とは、１．３３３×１０⁴〜１０．６６４×１０⁴Ｐａの圧力下を意味する。特に、プラズマ処理を行う圧力が９．３３１×１０⁴〜１０．３９７×１０⁴Ｐａの範囲内にあると、圧力調整が容易になるとともに、装置の構成が簡便にすることができる。

また、電極と被処理体との間に存在する処理ガスを適宜選択することによって任意の処理を被処理体に行うことができ、処理ガスとしては、例えば、被処理体表面をアッシングするにはＯ₂ガス等が好ましく、被処理体表面を親水性とするにはＮ₂ガス等が好ましい。また、被処理体表面に電気的特性や光学的特性を付与させるために金属含有化合物ガス等を用いることができる。

用いる処理ガスの種類は、１種でもよく、複数でもよい。
また、処理ガスは被処理体の表面と裏面に対して異なる処理ガスを供給してもよく、表面と裏面に対して同じ処理ガスを供給してもよい。

ここで、本発明のプラズマ処理装置によってプラズマ処理される被処理体としては、例えば、各種樹脂フィルム、シート等が挙げられる。また、被処理体の構造としては、処理ガスが透過しにくい構造であれば特に限定されない。

本発明のプラズマ処理装置は、被処理体とロール状電極との間を所定の間隔に保つ円環状の保持部が、ロール状電極の外周曲面に備えられていることによって、ロール状電極と保持部との間から外部に処理ガスが拡散することを防ぐことができる。

また、ロール状電極の外周曲面には、被処理体の縁部に設けられるフランジ部が備えられており、そのフランジ部は、保持部よりも大きな外径を有していることによって、被処理体の縁部から処理ガス等の気体が拡散することを防ぐことができるとともに、被処理体の縁部の位置を規制することができる。被処理体の縁部の位置が規制されることによって、被処理体とロール状電極との位置関係が一定に保たれるので、被処理体に対して安定したプラズマ処理を行うことができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明のプラズマ処理装置の模式的斜視図を図１に示し、図１のＡ−Ａ線に沿うプラズマ処理装置の模式的断面図を図２に示す。

図１に示すプラズマ処理装置Ｍは、上下に対向して設けられる一対のユニットＵ１、Ｕ２を有している。
上部ユニットＵ１は、ホット電極（対向電極）１０、ガス供給部材２０、ガス排出部材３０等を有しており、下部ユニットＵ２は、アース電極（ロール状電極）５０、支持体（保持部）６０ａ、６０ａ、ガス供給部材７０、ガス排出部材８０等を有している。

まず、上部ユニットＵ１に設けられたホット電極１０と、下部ユニットＵ２に設けられたアース電極５０について説明する。
上側に位置するホット電極１０は、下側に位置するアース電極５０に対向して設けられている。また、ホット電極１０とアース電極５０とが所定の間隔に保たれており、ホット電極１０とアース電極５０とが対向する空間に放電空間４０が形成される。

アース電極５０は軸方向に長いロール状の形状をなしている。アース電極５０は、図示しない下部保持部によって回転可能に保持された軸部５１を有しており、軸部５１を中心として回転可能になされている。また、ホット電極１０は板状の形状をなしており、ホット電極１０の対向面は略円弧状の凹面になされている。アース電極５０は外周曲面５３を有しており、アース電極５０とホット電極１０とは、この外周曲面５３とホット電極１０の凹面と一定の間隔を保持して対向するように設けられている。ホット電極１０の凹面とアース電極５０とが一定の間隔を保持して対向するように設けられていることによって、プラズマ処理を行う面積を広くすることができる。なお、ホット電極１０の凹面は、アース電極５０の外周曲面５３と同軸になされている。
また、ホット電極１０は、給電線１２を介して電源１１と接続されて電圧印加電極となっており、アース電極５０は、軸部５１に設けられた接地線５２を介して接地されている。

ホット電極１０及びアース電極５０は、ステンレスやアルミニウム等の金属導電体から構成されており、電極１０、５０の対向面であるホット電極１０の凹面及びアース電極５０の外周曲面５３には、アルミナ等の固体誘電体が均一な厚さに溶射されている。ここで、ホット電極１０の凹面及びアース電極５０の外周曲面５３が放電面となる。

アース電極５０の軸部５１には、図示しないモーター部が連結されている。アース電極５０の外周曲面５３には一対の支持体６０ａ、６０ａが設けられており、この支持体６０ａ、６０ａには、シート状の基材（被処理体）９０が電極１０、５０と接触しないように支持されている。ここで、モーター部の駆動によって、アース電極５０と支持体６０ａ、６０ａは、軸部５１を中心軸としてそれぞれ同じ角速度で回転する。アース電極５０の回転、ひいては支持体６０ａ、６０ａの回転に伴って、基材９０は供給ロール９１から放電空間４０を通過して巻取ロール９２に向けて搬送される。なお、支持体６０ａ、６０ａについては、本発明の特徴に係る部分であり、後に詳述する。

基材９０は、電極１０、５０と接触せずに放電空間４０を通過する。基材９０が電極１０、５０と接触せずに放電空間４０を通過するので、放電空間４０は、基材９０によって上側の上部空間４１と下側の下部空間４２とに仕切られる。
なお、上部空間４１は、放電空間４０のうち、下側を基材９０、上側をアース電極５０、アース電極５０の軸方向を支持体６０ａ、６０ａで仕切られた空間を意味し、下部空間４２は、放電空間４０のうち、下側をアース電極５０、上側を基材９０、アース電極の軸方向を支持体６０ａ、６０ａで仕切られた空間を意味する。

上部ユニットＵ１について説明する。
上部ユニットＵ１に設けられたホット電極１０は、ボルト締めによってホット電極１０の両側に位置するガス供給部材２０及びガス排出部材３０に固定されている。

部材２０、３０は、それぞれアース電極５０の軸方向に長く、断面Ｌ字型の形状をなしている。具体的には、部材２０、３０の下部は、アース電極５０の下面周縁を覆うようにアース電極５０側に突出した突出部２１、３１となされている。

ガス供給部材２０には、導入管２３を介して、処理ガスが充填された処理ガス源２２が接続されている。
処理ガス源２２に充填された処理ガスは、導入管２３を介して導入路２４に導入された後、突出部２１に設けられた小孔状の吹出口２５から上部空間４１に供給されてプラズマ処理に用いられる。ここで、導入路２４は、導入管２３との接続部から途中で枝分かれした構造になっており、処理ガスの濃度を均一化した状態で上部空間４１に供給することができる。また、導入路２４には図示しない流量調節手段が設けられており、上部空間４１に供給される処理ガスの流量を調整することができる。

ガス排出部材３０には、排出管３３を介して真空ポンプ３２が接続されている。
真空ポンプ３２の駆動によって、上部空間４１に供給された処理ガスは、ガス排出部材３０の突出部３１に設けられた小孔状の排出口３５から吸い込まれた後、排出路３４及び排出管３３を介して真空ポンプ３２から排気される。このときに排気される処理ガスとしては、例えば、未反応の処理ガス、プラズマ処理に用いられた使用済みの処理ガス、プラズマ処理によって生じたオゾン等の副生成物が挙げられる。

下部ユニットＵ２について説明する。
下部ユニットＵ２に設けられたガス供給部材７０には、上部ユニットＵ１に設けられたガス供給部材２０と同様に、ガス吹出口７５、導入路７４が設けられている。導入路７４には、処理ガス源７２と接続された導入管７３が設けられている。この処理ガス源７２には、上部ユニットＵ１に設けられた処理ガス源２２とは異なる種類の処理ガスが充填されており、処理ガス源７２に充填された処理ガスは、下部空間４２に向けて供給され、プラズマ処理に用いられる。

また、下部ユニットＵ２に設けられたガス排出部材８０には、上部ユニットＵ１に設けられたガス排出部材３０と同様に、排出口８５、ガス排出路８４が設けられている。ガス排出路８４には、真空ポンプ８２と接続された排出管８３が設けられている。真空ポンプ８２の駆動によって、上部ユニットＵ１に設けられたガス排出部材３０と同様に、下部空間４２に供給された処理ガス等は、排出口８５に吸い込まれた後、排気される。

ここで、本発明の特徴部分について説明する。
ロール状のアース電極５０の外周曲面５３には、絶縁性樹脂から構成された円筒状の一対の支持体６０ａ、６０ａが設けられている。支持体６０ａ、６０ａは、所定の間隔を空けて設けられている。

支持体６０ａ、６０ａは、ロール状のアース電極５０と同軸の円筒形になされている。この支持体６０ａ、６０ａの内周曲面の直径はアース電極５０の直径と等しくなされており、支持体６０ａ、６０ａは、アース電極５０の外周曲面５３と密着してアース電極５０と支持体６０ａ、６０ａの内周曲面との間を気体が拡散することができない状態になっている。

支持体６０ａ、６０ａはアース電極５０の軸方向から着脱自在に嵌め込まれている。支持体６０ａ、６０ａは、アース電極５０に嵌め込む位置を調節することができ、支持体６０ａ、６０ａを嵌めこむ位置を調整することによって、支持体６０ａ、６０ａ同士の間隔を調整することができる。また、支持体６０ａ、６０ａがアース電極５０に着脱自在になされていることによって、支持体６０ａ、６０ａを別の肉厚の支持体に交換することでプラズマ処理の目的に応じて基材９０とアース電極５０との距離を調節することができる。
なお、支持体６０ａ、６０ａ同士の距離は、基材９０の幅に合わせて調整されている。また、支持体６０ａ、６０ａは、アース電極５０の回転によって、アース電極５０と同じ角速度で回転する。

支持体６０ａ、６０ａには、基材９０を支持するとともに、アース電極５０と基材９０との間隔を保つ支持部６１ａ、６１ａと、基材９０の縁部に位置するフランジ部６３ａ、６３ａが設けられている。
支持部６１ａ、６１ａは、アース電極５０と同軸になされている。支持部６１ａ、６１ａの支持面は、アース電極５０の外周曲面５３と平行になっており、この支持部６１ａ、６１ａに基材９０の両側の縁部が支持される。支持部６１ａ、６１ａの肉厚はそれぞれ一定になっており、支持部６１ａ、６１ａに支持される基材９０とアース電極５０の外周曲面５３との距離が一定に保たれる。基材９０は、支持部６１ａ、６１ａに支持されることによってアース電極５０の軸方向に張力を発生し、基材９０の中央部に発生する撓みを抑え、電極１０、５０との接触を抑えることができる。
また、基材９０が支持部６１ａ、６１ａに支持されながら搬送されるので、基材９０が搬送される際に基材９０は支持体６０ａ、６０ａと密着し、処理ガスが基材９０と支持体６０ａ、６０ａとの間から外部に拡散することを防いでいる。

支持体６０ａ、６０ａのフランジ部６３ａ、６３ａは、アース電極５０の外周曲面５３に対して垂直に突出した形状をなしている。フランジ部６３ａ、６３ａは、基材９０の両側の縁部に位置するように設けられており、基材９０の縁部から処理ガス等の気体が拡散することを防ぐことができる。
また、フランジ部６３ａ、６３ａが基材９０の両側の縁部に位置するように設けられていることによって、基材９０の縁部の位置が規制され、基材９０とアース電極５０との位置関係を一定に保つことができる。基材９０とアース電極５０との位置関係を一定に保つことができるので、基材９０に対して安定したプラズマ処理が行われる。

ここで、下部空間４２の周囲には、下側にアース電極５０、上側に基材９０、アース電極５０の軸方向に支持体６０ａ、６０ａ、基材９０の両側の縁部にフランジ部６３ａ、６３ａが設けられているので、下部空間４２に供給された処理ガスは、下部空間４２から外部に拡散せずに下部空間４２の中に滞在し、上部空間４１に供給された処理ガスと混合することなく基材９０のアース電極５０側の面に対するプラズマ処理に用いられた後、真空ポンプ８２によって排気される。更に、プラズマ処理によって生じたオゾン等の副生成物も下部空間４２から外部に拡散することなく排気される。同様に、上部空間４１に供給された処理ガスは、下部空間４２の内部に拡散せずに、下部空間４２に供給された処理ガスと混合することなく基材９０の上面に対するプラズマ処理に用いられる。

上記のように構成されたプラズマ処理装置Ｍを用いて、基材９０に対するプラズマ処理方法を説明する。
まず、支持体６０ａ、６０ａの外周曲面に基材９０の両端が支持された状態で、アース電極５０を回転させる。アース電極５０の回転に伴って支持体６０ａ、６０ａが回転し、供給ロールに準備された基材９０は、その縁部が支持体６０ａ、６０ａの支持部６１ａ、６１ａに支持されながら搬送される。基材９０は、アース電極５０とホット電極１０の間の放電空間４０を通過し、巻取ロール９２に巻き取られる。基材９０が搬送されることによって、基材９０は、放電空間４０に連続的に供給されるようになっている。

次に、上下のユニットＵ１、Ｕ２に接続された処理ガス源２２、７２から、空間４１、４２に向けてそれぞれ異なる種類の処理ガスが均一な濃度に調整された状態で供給される。このとき、それぞれの処理ガスは、流量が調整された状態で空間４１、４２に供給される。なお、空間４１、４２に供給された処理ガスは、それぞれの空間４１、４２が基材９０及び支持体６０ａ、６０ａ等によって仕切られているために互いに混合することがない。

そして、電源１１のスイッチをオンにする。電源１１のスイッチをオンにすることによって、ホット電極１０にパルス電圧が印加される。パルス電圧の印加によって、上部空間４１と下部空間４２には、それぞれグロー放電状の均一な放電が形成される。

空間４１、４２に発生したグロー放電状の均一な放電によって、空間４１、４２に供給された処理ガスはプラズマ化され、プラズマ化した処理ガスによって基材９０の上面と下面にそれぞれ異なるプラズマ処理が施される。例えば、上部空間４１にはアッシング処理用のＯ₂ガス等が供給され、下部空間４２には親水化処理用のＮ₂ガス等が供給された状態で電圧を印加すると、基材９０の両面に対してそれぞれ異なったプラズマ処理が行われる。
なお、基材９０の両端が支持体６０ａ、６０ａによって張力を有した状態で保持されているので、基材９０は、プラズマ処理が施される際にも撓むことなく連続的にプラズマ処理が行われる。

プラズマ処理された基材９０は、アース電極５０の回転、ひいては支持体６０ａ、６０ａの回転によって巻取ロール９２に向けて搬送され、巻取ロール９２に巻き取られる。
以上の工程によって、基材９０に対してプラズマ処理が行われる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る支持体の模式的斜視図を図３（ａ）に示す。この第２の実施形態において、上記の第１の実施形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。

ロール状のアース電極５０の外周曲面５３には、一対の支持体６０ｂ、６０ｂが所定の間隔を空けて設けられている。支持体６０ｂ、６０ｂはアース電極５０の軸方向から嵌め込まれている。
支持体６０ｂ、６０ｂは、ロール状のアース電極５０と同軸の円筒形になされている。この支持体６０ｂ、６０ｂの内周曲面の直径はアース電極５０の直径と等しくなされており、支持体６０ｂ、６０ｂは、アース電極５０の外周曲面５３と密着してアース電極５０と支持体６０ｂ、６０ｂとの間を気体が拡散することができない状態になっている。

支持体６０ｂ、６０ｂには、基材９０の縁部を支持する支持部６１ｂ、６１ｂと溝部６２ｂ、６２ｂとが設けられている。
支持体６０ｂ、６０ｂの外周曲面は、アース電極５０の外周曲面５３と平行になされている。また、支持体６０ｂ、６０ｂの肉厚はそれぞれ一定になっており、支持部６１ｂ、６１ｂに支持される基材９０とアース電極５０の外周曲面５３との距離が一定に保たれている。基材９０は、支持部６１ｂ、６１ｂに支持されることによってアース電極５０の軸方向に張力を発生し、基材９０の中央部に発生する撓みを抑え、アース電極５０との接触を抑えることができる。

溝部６２ｂ、６２ｂは、アース電極５０の回転方向に向けて外側に広がるようになされている。溝部６２ｂ、６２ｂが支持部６１ｂ、６１ｂに設けられていると、アース電極５０が回転する際に、基材９０の両側がアース電極５０の軸方向に引っ張られて張力が発生するので、基材９０とアース電極５０の外周曲面５３との間の距離が容易に保たれる。溝部６２ｂ、６２ｂは、支持部６１ｂ、６１ｂのうち、支持体６０ｂ、６０ｂが向かい合う側に設けられている。基材９０は、溝部６２ｂ、６２ｂを覆うように支持体６０ｂ、６０ｂに支持されているため、処理ガスが溝部６２ｂ、６２ｂを介して外部に拡散することを防いでいる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る支持体の模式的斜視図を図３（ｂ）に示す。この第３の実施形態において、上記の第１又は第２の実施形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。

ロール状のアース電極５０の両端には、絶縁性樹脂から構成された円盤状の支持体６０ｃ、６０ｃが設けられている。支持体６０ｃ、６０ｃは、アース電極５０と同軸の形状になされている。この支持体６０ｃ、６０ｃの側部には、アース電極５０の直径と同径の凹部６６、６６が設けられており、この凹部６６、６６にアース電極５０が嵌め込まれている。この凹部６６、６６にアース電極５０の側部が嵌め込まれることによって支持体６０ｃ、６０ｃとアース電極５０とが密着されている。

凹部６６、６６の内周曲面の直径は、アース電極５０の直径と等しくなっているので、凹部６６、６６の内周曲面とアース電極５０の外周曲面５３とが密着された状態になっている。ここで、支持体６０ｃ、６０ｃがアース電極５０の側部を覆っているので、支持体６０ｃ、６０ｃとアース電極５０との間から気体が外部に拡散することができない状態になっている。なお、支持体６０ｃ、６０ｃには、アース電極５０の軸方向等に気体が連通可能な孔等が形成されていないので、支持体６０ｃ、６０ｃとアース電極５０との間から気体が外部に拡散することがない。

支持体６０ｃ、６０ｃには、基材９０が支持される支持部６１ｃ、６１ｃと、基材９０の縁部に位置するフランジ部６３ｃ、６３ｃが設けられている。
支持体６０ｃ、６０ｃの支持部６１ｃ、６１ｃは、アース電極５０と同軸になされている。支持部６１ｃ、６１ｃの外周曲面は、アース電極５０の外周曲面５３と平行になっており、この支持部６１ｃ、６１ｃに基材９０の両側の縁部が支持される。支持部６１ｃ、６１ｃの肉厚はそれぞれ一定になっており、支持部６１ｃ、６１ｃに支持される基材９０とアース電極５０の外周曲面５３との距離が一定に保たれる。
支持体６０ｃ、６０ｃのフランジ部６３ｃ、６３ｃは、アース電極５０の外周曲面５３に対して垂直に突出した形状をなしている。フランジ部６３ｃ、６３ｃは、基材９０の両側の縁部に位置するように設けられており、処理ガス等の気体が基材９０の縁部から拡散することを防いでいる。

基材９０は、支持部６１ｃ、６１ｃに支持されることによってアース電極５０の軸方向に張力を発生し、基材９０の中央部に発生する撓みを抑え、電極１０、５０との接触を抑えることができる。

また、支持体６０ｃ、６０ｃの略中間部には、円筒状の中央支持体６７がアース電極５０の外周曲面５３に設けられている。中央支持体６７は、絶縁性の樹脂から構成されている。中央支持体６７の外周曲面には、基材９０が支持される支持部６７ｃが設けられている。ここで、中央支持体６７の外周曲面とアース電極５０の外周曲面５３との距離は、支持体６０ｃ、６０ｃの支持部６１ｃ、６１ｃとアース電極５０の外周曲面５３の距離と等しくなっており、基材９０とアース電極５０の外周曲面５３との距離を一定に保持することができる。
支持体６０ｃ、６０ｃの間に中央支持体６７が設けられることによって、基材９０が幅広の形状であっても、基材９０とアース電極５０との距離を一定に保つことができ、基材９０の中央部等が撓んでアース電極５０の外周曲面５３と接触することを防ぐことができる。

また、中央支持体６７にはアース電極５０の軸方向に連通する孔６８が設けられており、下部空間４２に存在する処理ガスは、孔６８を介して中央支持体６７の軸方向に自由に拡散することができる。

中央支持体６７はアース電極５０に固定されており、中央支持体６７は、アース電極５０の回転と同じ角速度で回転する。また、基材９０は、支持体６０ｃ、６０ｃと同様に中央支持体６７の支持部６７ｃにも支持されることによってアース電極５０の外周曲面５３と接することなく搬送される。

本発明は上記実施例に限られず、種々の改変を行うことができる。
例えば、アース電極５０に対して円環状の支持体６０ａと円盤状の支持体６０ｃとを組み合わせて用いてもよい。また、アース電極５０の外周曲面５３に対して、支持体とアース電極５０とを一体化してもよい。中央支持体６７を設ける数は１個のみに限られず、目的に応じて複数個設けてもよい。
アース電極５０を上側にし、ホット電極１０を下側に設けてもよい。また、これらの電極１０、５０を水平や斜め方向に対向して配置してもよい。

ガス供給部材２０、７０やガス排出部材３０、８０に対しての基材９０の搬送方向と直交する側に仕切り板を設け、処理ガスが外部に拡散したり、上部空間４１と下部空間４２の処理ガスが混合することを防止してもよい。また、上部空間４１と下部空間４２とに供給する処理ガスは同じ種類でもよい。

例えば、上記第１の実施例では、支持体６０ａ、６０ａは、アース電極５０の両端側から嵌め込まれていたが、支持体６０ａ、６０ａに代えて、アース電極５０の外周曲面５３に巻き付けられる支持体を用いてもよい。支持体がアース電極５０の外周曲面５３に巻き付けられるものである場合、この支持体に蟻ほぞ構造等の巻き付けた状態で固定可能な構造を形成しておくことによって、アース電極５０に対して支持体６０ａ、６０ａを容易に取り付けることができる。

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明する。

（実施例１）
上記の第１の実施形態において、基材９０として厚さ５０μｍのポリイミド樹脂シートを使用した。また、上部空間４１には処理ガスとしてＯ₂ガス（３０ｓｌｍ）を供給し、下部空間４２には処理ガスとしてＮ₂ガス（３０ｓｌｍ）を供給した。基材９０を３０ｍｍ／ｍｉｎの速度で搬送し、空間４１、４２にそれぞれの処理ガスを供給した状態で、電極１０、５０間に周波数２０ｋＨｚ、波高値１８ｋＶのパルス電圧の印加を行い、ポリイミド樹脂の両面に対してプラズマ処理を行った。

（実施例２）
上記の第２の実施形態において、基材９０として厚さ１２．５μｍのポリイミド樹脂シートを使用した。また、上部空間４１と下部空間４２にはそれぞれ処理ガスとしてＮ₂ガス（５０ｓｌｍ）を供給した。基材９０を１ｍ／ｍｉｎの速度で搬送し、空間４１、４２にそれぞれの処理ガスを供給した状態で、電極１０、５０間に周波数１５ｋＨｚ、波高値１５ｋＶのパルス電圧の印加を行い、ポリイミド樹脂の両面に対してプラズマ処理を行った。

（比較例１）
実施例１において、アース電極５０に設けられた支持体６０ａ、６０ａに対して、アース電極５０の軸方向に連通する多数の孔が設けられていること以外は実施例１と同様にしてポリイミド樹脂の両面にプラズマ処理を行った。

（比較例２）
実施例２において、アース電極５０に設けられた支持体６０ｂ、６０ｂに対して、アース電極５０の軸方向に連通する多数の孔が設けられていること以外は実施例２と同様にしてポリイミド樹脂の両面にプラズマ処理を行った。

表面の観察
実施例１及び比較例１でプラズマ処理されたポリイミド樹脂に対して、ホット電極１０側の面を電子顕微鏡によって観察した。

実施例１で得られたポリイミド樹脂では、表面に多数の凹凸が一面に渡って均一に観察され、Ｏ₂ガス雰囲気中におけるプラズマ処理による良好なアッシング処理が確認された。
これに対し、比較例１で得られたポリイミド樹脂では、表面の凹凸がまばらに観察され、不均一なアッシング処理が確認された。また、比較例１で得られたポリイミド樹脂のアース電極５０側の面にもアッシング処理による凹凸が確認された。

接触角測定
実施例及び比較例でプラズマ処理されたポリイミド樹脂に対して、アース電極５０側の面に対するプラズマ処理前後の水の接触角測定を行った。
なお、プラズマ処理を行う前におけるポリイミド樹脂に対する水の接触角は８５°だった。

実施例１、２で得られたポリイミド樹脂では、プラズマ処理後の接触角が５°となり、Ｎ₂ガス雰囲気中におけるプラズマ処理による良好な親水化処理が確認された。
これに対し、比較例１、２で得られたポリイミド樹脂では、プラズマ処理後の接触角が測定場所によって８〜３５°となり、不均一な親水化処理が確認された。

以上の測定より、実施例１及び実施例１でプラズマ処理を行ったポリイミド樹脂には両面とも良好なプラズマ処理が行われたことが確認された。これに対し、比較例１及び比較例２でプラズマ処理を行ったポリイミド樹脂には不均一なプラズマ処理が行われた。

本発明の１実施形態に係るプラズマ処理装置の模式的斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿うプラズマ処理装置の模式的断面図である。 （ａ）第２の実施形態に係る支持体の模式的斜視図である。（ｂ）第３の実施形態に係る支持体の模式的斜視図である。

符号の説明

Ｍ プラズマ処理装置
Ｕ１ 上部ユニット
Ｕ２ 下部ユニット
１０ ホット電極
２０、７０ ガス供給部材
２２、７２ 処理ガス源
２３、７３ 導入管
２４、７４ 導入路
２５、７５ 吹出口
３０、８０ ガス排出部材
３２、８２ 真空ポンプ
３３、８３ 排出管
３４、８４ 排出路
３５、８５ 排出口
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ 支持体
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６７ｃ 支持部
６２ｂ 溝部
６３ａ、６３ｃ フランジ部
６６ 凹部
６７ 中央支持体
６８ 孔
９０ 基材
９１ 供給ロール
９２ 巻取ロール

Claims (2)

1. 外周曲面を有するロール状電極と、
   前記ロール状電極に対向する対向電極とを備え、
   前記ロール状電極と前記対向電極との間に存在する被処理体にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、
   前記ロール状電極の外周曲面には、前記被処理体と前記ロール状電極とを所定の間隔に保つ円環状の保持部が備えられていることを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記ロール状電極の外周曲面には、前記被処理体の縁部に位置するようになされているフランジ部が備えられており、
   前記フランジ部は、前記保持部よりも大きな外径を有することを特徴とする請求項２に記載のプラズマ処理装置。
   

Images