JP2013037811A - Plasma processing apparatus - Google Patents

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Masato Akahori
政人 赤堀
Hiroto Takeuchi
裕人 竹内
Masaki Iwasaki
政樹 岩崎
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma processing apparatus which reduces mixing of impurities into the process gas by suppressing or preventing inflow of the atmosphere gas into the processing space near the atmospheric pressure.SOLUTION: A processing space 90 is formed between a planar discharge surface 11a of a first electrode 11, and the peripheral surface of a cylindrical second electrode 21. A workpiece 9 is transported by rotating the second electrode 21 about the axis line. An outlet 30 of the process gas is arranged on one side of the first electrode 11. A shield member 50 is arranged on the other side of the first electrode 11. The shield member 50 is projected farther toward the second electrode 21 than the discharge surface 11a or the processing space definition surface of a solid dielectric layer 12 covering the discharge surface 11a, and the projection amount h is set larger than the thickness gat the narrowest portion 90a of the processing space 90.

Description

この発明は、処理ガスをプラズマ化して被処理物に接触させることで被処理物をプラズマ処理する装置に関し、特に円筒電極と対向電極との間に大気圧近傍下でプラズマ放電を生成するプラズマ処理装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for plasma-treating an object to be processed by making the process gas into plasma and bringing it into contact with the object to be processed, and in particular, plasma processing for generating a plasma discharge between a cylindrical electrode and a counter electrode near atmospheric pressure. Relates to the device.

例えば、特許文献1に記載の大気圧プラズマ処理装置は、凹面電極と円筒電極を含む。凹面電極は、部分凹円筒面からなる凹曲面を有している。この凹曲面と、円筒電極の外周面とが互いに対向し、これら対向面どうし間に一定の厚さの処理空間が形成されている。これら対向面の少なくとも一方には溶射膜等の固体誘電体層が設けられている。凹面電極は、電源に接続されて電界印加電極となっている。円筒電極は、電気的に接地され、接地電極となっている。更に、円筒電極の周方向に沿って、第1スカートと、不活性ガスノズルと、処理ガスノズルと、上記凹面電極と、吸引ノズルと、第2スカートが、順次配置されている。円筒電極の外周面には、連続シート状の被処理物が巻き付けられ、かつ円筒電極が軸線まわりに回転することで、被処理物が処理空間を通過するように搬送される。そして、凹面電極と円筒電極との間に電界が印加されて大気圧グロー放電が生成されるとともに、処理ガスが処理ガスノズルから処理空間に導入されてプラズマ化される。プラズマ化した処理ガスが、処理空間内の被処理物に接触し、被処理物が表面処理される。処理済みのガスは、吸引ノズルに吸引される。同時に、不活性ガスノズルからAr等の不活性ガスを吹き出し、該不活性ガスノズルと円筒電極との間の隙間の圧力を処理空間より高圧にすることで、処理ガスが処理空間とは逆側へ流れるのを防止している。更に、第1、第2スカートと円筒電極との間の隙間をそれぞれ処理空間の厚さより狭く設定することで、これら隙間からの処理ガスの漏れを防止している。   For example, the atmospheric pressure plasma processing apparatus described in Patent Document 1 includes a concave electrode and a cylindrical electrode. The concave electrode has a concave curved surface composed of a partially concave cylindrical surface. The concave curved surface and the outer peripheral surface of the cylindrical electrode face each other, and a processing space having a constant thickness is formed between the facing surfaces. At least one of these opposing surfaces is provided with a solid dielectric layer such as a sprayed film. The concave electrode is connected to a power source and serves as an electric field application electrode. The cylindrical electrode is electrically grounded and serves as a ground electrode. Further, a first skirt, an inert gas nozzle, a processing gas nozzle, the concave electrode, a suction nozzle, and a second skirt are sequentially arranged along the circumferential direction of the cylindrical electrode. A continuous sheet-like workpiece is wound around the outer peripheral surface of the cylindrical electrode, and the cylindrical electrode rotates around the axis, so that the workpiece is conveyed so as to pass through the processing space. Then, an electric field is applied between the concave electrode and the cylindrical electrode to generate an atmospheric pressure glow discharge, and a processing gas is introduced from the processing gas nozzle into the processing space to be turned into plasma. The plasma-ized processing gas contacts the object to be processed in the processing space, and the object to be processed is surface-treated. The treated gas is sucked into the suction nozzle. At the same time, an inert gas such as Ar is blown from the inert gas nozzle, and the pressure of the gap between the inert gas nozzle and the cylindrical electrode is made higher than the processing space, so that the processing gas flows to the opposite side of the processing space. Is preventing. Further, by setting the gaps between the first and second skirts and the cylindrical electrode to be narrower than the thickness of the processing space, the leakage of the processing gas from these gaps is prevented.

特開2000−309870号公報JP 2000-309870 A

被処理物をプラズマ表面処理するにあたり、処理ガスのレシピ管理は重要である。特に大気圧近傍下でのプラズマ処理においては、処理ガスに空気等の雰囲気ガスが混入しやすい。特に、近年では被処理物の搬送速度を大きくする傾向があり、空気等の雰囲気ガスが被処理物と一緒に処理空間に巻き込まれやすい。空気等の雰囲気ガスには酸素や水蒸気が含まれており、これが処理ガスに混入すると、良好な表面処理を妨げられるおそれがある。
本発明は、簡易な構成で雰囲気ガスの処理空間への流入を防止し、表面処理を良好に行なうことを目的とする。
In the plasma surface treatment of the workpiece, the process gas recipe management is important. In particular, in plasma processing near atmospheric pressure, atmospheric gases such as air are likely to be mixed into the processing gas. In particular, in recent years, there is a tendency to increase the conveyance speed of the object to be processed, and an atmospheric gas such as air tends to be caught in the processing space together with the object to be processed. Atmospheric gases such as air contain oxygen and water vapor, and if they are mixed in the processing gas, there is a risk that good surface treatment may be hindered.
An object of the present invention is to prevent the inflow of atmospheric gas into a processing space with a simple configuration and to perform surface treatment satisfactorily.

上記問題点を解決するために、本発明は、大気圧近傍の処理空間内で電界印加によって処理ガスをプラズマ化(励起、分解、活性化、ラジカル化、イオン化を含む)するとともに、前記処理空間内を通る被処理物に前記処理ガスを接触させることにより、前記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、
第1方向と直交する平面状の放電面を有する前記電界印加のための第1電極と、
軸線を前記第1方向と直交する処理幅方向に向けた円筒形状をなして前記第1電極との間に前記処理空間を形成し、かつ前記軸線のまわりに回転することで前記被処理物を搬送する第2電極と、
前記第1電極の前記第1方向及び前記処理幅方向の何れとも直交する第2方向の一側部(第1側)に配置され、前記処理空間に前記処理ガスを導入する吹出し部と、
前記第1電極の前記第2方向の他側部(第2側)に配置され、前記放電面又は前記放電面を覆う固体誘電体層の前記処理空間を画成する面よりも前記第2電極に向けて前記第1方向に突出する遮蔽部材と、
を備え、前記遮蔽部材の突出量が、前記処理空間の最も狭い部分の厚さより大きいことを特徴とする。
これによって、処理空間の内圧を高めて、処理空間内に空気等の雰囲気ガスが流入するのを抑制又は防止でき、処理ガスへの不純物混入を0〜微量にできる。したがって、環境(雰囲気ガスの状態)に影響されることなく、良好な表面処理を行なうことができる。また、上記雰囲気ガスの流入防止のために吸引排気機構を設ける必要がなく、装置構成を簡素化できる。更には、放電面を平面にすることで、前記第1電極の構造を簡素化できる。
In order to solve the above problems, the present invention converts a processing gas into plasma (including excitation, decomposition, activation, radicalization, and ionization) by applying an electric field in a processing space near atmospheric pressure, and the processing space. In the plasma processing apparatus for plasma processing the surface of the processing object by bringing the processing gas into contact with the processing object passing through the inside,
A first electrode for applying the electric field having a planar discharge surface perpendicular to the first direction;
The processing space is formed between the first electrode and a cylindrical shape with an axis lined in a processing width direction orthogonal to the first direction, and the workpiece is rotated by rotating around the axis line. A second electrode to be conveyed;
A blow-out portion that is disposed on one side portion (first side) of the first electrode in the second direction perpendicular to both the first direction and the processing width direction, and introduces the processing gas into the processing space;
The second electrode is disposed on the other side (second side) of the first electrode in the second direction, and the discharge electrode or the surface defining the processing space of the solid dielectric layer covering the discharge surface. A shielding member projecting in the first direction toward
The projection amount of the shielding member is larger than the thickness of the narrowest part of the processing space.
As a result, the internal pressure of the processing space can be increased to suppress or prevent the atmospheric gas such as air from flowing into the processing space, and the amount of impurities mixed into the processing gas can be reduced to 0 to a very small amount. Therefore, a good surface treatment can be performed without being affected by the environment (the state of the atmospheric gas). Further, it is not necessary to provide a suction / exhaust mechanism for preventing the atmospheric gas from flowing in, and the apparatus configuration can be simplified. Furthermore, the structure of the first electrode can be simplified by making the discharge surface flat.

前記遮蔽部材の突出量は、好ましくは2mm以上であり、より好ましくは3mm以上である。これによって、処理空間内への雰囲気ガス流入を一層確実に抑制又は防止できる。前記遮蔽部材の突出量の上限は、前記遮蔽部材の突出端が前記第2電極に当たらないように設定し、更には、前記遮蔽部材の突出端と前記第2電極との間の隙間が前記被処理物の厚さより大きくなるように設定する。これによって、前記隙間に前記被処理物を通すことができる。   The protruding amount of the shielding member is preferably 2 mm or more, and more preferably 3 mm or more. As a result, the inflow of atmospheric gas into the processing space can be more reliably suppressed or prevented. The upper limit of the protruding amount of the shielding member is set so that the protruding end of the shielding member does not hit the second electrode, and further, the gap between the protruding end of the shielding member and the second electrode is It is set to be larger than the thickness of the workpiece. Thereby, the workpiece can be passed through the gap.

前記被処理物の搬送速度は、例えば20m/min〜40m/min程度の高速である。そのため、空気等の雰囲気ガスの巻き込み作用が大きい。これに対して、前記突出部を設けることで、雰囲気ガスの巻き込み量を確実に抑制でき、処理ガスへの不純物混入量を確実に微量にできる。例えば、濡れ性向上処理においては、前記高速搬送による巻き込み作用と前記突出部による巻き込み抑制作用とが相俟って、窒素等の処理ガスに大気から微量の酸素を添加することができ、この結果、濡れ性を顕著に向上させることができる。   The conveyance speed of the workpiece is a high speed of about 20 m / min to 40 m / min, for example. For this reason, the effect of entraining atmospheric gas such as air is large. On the other hand, by providing the protrusions, the amount of atmospheric gas can be reliably suppressed, and the amount of impurities mixed into the processing gas can be reliably reduced. For example, in the wettability improvement process, the entrainment action by the high-speed conveyance and the entrainment suppression action by the protrusion can be combined to add a small amount of oxygen from the atmosphere to the processing gas such as nitrogen. , Wettability can be remarkably improved.

前記吹出し部が、前記第1電極よりも前記被処理物の搬送方向の上流側に配置されていることが好ましい。前記遮蔽部材が、前記第1電極よりも前記被処理物の搬送方向の下流側に配置されていることが好ましい。これによって、処理空間の下流側において処理ガスの流れを邪魔することで、処理空間の内圧を周辺の環境圧より確実に高圧にできる。したがって、処理空間への雰囲気ガス流入を確実に抑制又は防止できる。   It is preferable that the blow-out portion is disposed upstream of the first electrode in the conveyance direction of the workpiece. It is preferable that the shielding member is disposed downstream of the first electrode in the conveyance direction of the workpiece. This obstructs the flow of the processing gas on the downstream side of the processing space, so that the internal pressure of the processing space can be reliably higher than the surrounding environmental pressure. Therefore, the atmospheric gas inflow to the processing space can be reliably suppressed or prevented.

前記吹出し部が、前記処理空間に向かって開口する吹出し口を含むことが好ましい。これによって、処理ガスを前記吹出し口から処理空間に直接的に導入できる。前記吹出し部が、前記放電面又は前記固体誘電体層の前記処理空間を画成する面よりも前記第2電極に向けて前記第1方向に突出する突出部を有し、前記突出部の前記処理空間を向く側面に前記吹出し口が開口していることが好ましい。これによって、前記被処理物の搬送に伴なう雰囲気ガスの巻き込みを防止できるだけでなく、処理ガスの吹出し流に乗って雰囲気ガスが処理空間に引き込まれるのを防止できる。   It is preferable that the blowout part includes a blowout opening that opens toward the processing space. As a result, the processing gas can be directly introduced into the processing space from the outlet. The blowing portion has a protruding portion that protrudes in the first direction toward the second electrode from a surface that defines the processing space of the discharge surface or the solid dielectric layer, and the protrusion of the protruding portion It is preferable that the blow-out opening is opened on a side surface facing the processing space. This not only prevents the atmospheric gas from being entrained along with the conveyance of the object to be processed, but also prevents the atmospheric gas from being drawn into the processing space on the flow of the processing gas.

ここで、大気圧近傍とは、1.013×10〜50.663×10Paの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、1.333×10〜10.664×10Paが好ましく、9.331×10〜10.397×10Paがより好ましい。 Here, the vicinity of the atmospheric pressure refers to a range of 1.013 × 10 4 to 50.663 × 10 4 Pa, and considering the ease of pressure adjustment and the simplification of the apparatus configuration, 1.333 × 10 4 to 10.664 × 10 4 Pa is preferable, and 9.331 × 10 4 to 10.9797 × 10 4 Pa is more preferable.

本発明によれば、処理空間内に雰囲気ガスが流入するのを抑制又は防止でき、処理ガスへの不純物混入を低減できる。したがって、良好な表面処理を行なうことができる。   According to the present invention, it is possible to suppress or prevent the atmospheric gas from flowing into the processing space, and to reduce the mixing of impurities into the processing gas. Therefore, a good surface treatment can be performed.

図1は、本発明の第1実施形態に係るプラズマ処理装置を示す側面断面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing a plasma processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図2は、上記プラズマ処理装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the plasma processing apparatus. 図3は、上記プラズマ処理装置の処理空間を拡大して示す側面断面図である。FIG. 3 is an enlarged side sectional view showing a processing space of the plasma processing apparatus. 図4は、本発明の第2実施形態に係るプラズマ処理装置を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第3実施形態に係るプラズマ処理装置を示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing a plasma processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. 図6は、処理ガス吹出し部及びカーテンガス吹出し部の先端構造の変形例を示す側面断面図である。FIG. 6 is a side cross-sectional view showing a modification of the tip structure of the processing gas blowing section and the curtain gas blowing section. 図7は、実施例1の結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the results of Example 1. 図8は、実施例2の結果を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the results of Example 2.

図1〜図3は、本発明の第1実施形態を示したものである。図1及び図2に示すように、プラズマ処理装置1は、プラズマヘッド10と、第2電極21を備えている。これら第2電極21とプラズマヘッド10が上下(第1方向)に対向し、互いの間に処理空間90が形成されている。この処理空間90に被処理物9が通され、被処理物9のプラズマ表面処理がなされる。この実施形態における表面処理内容は、例えば被処理物9の表面の濡れ性向上(親液化)処理である。被処理物9は、連続シート状の樹脂フィルムであり、例えば偏光板用の光学フィルムや電子装置のフレキシブル配線等として適用される。被処理物9の幅(図1の紙面と直交する処理幅方向の寸法)は、例えば数十mm〜数千mmである。被処理物9の厚さは、数百μm程度である。図3において、被処理物9の厚さは、誇張されている。   1 to 3 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, the plasma processing apparatus 1 includes a plasma head 10 and a second electrode 21. The second electrode 21 and the plasma head 10 face each other vertically (first direction), and a processing space 90 is formed between them. The workpiece 9 is passed through the processing space 90, and the plasma surface treatment of the workpiece 9 is performed. The surface treatment content in this embodiment is, for example, a surface wettability improvement (lyophilic) treatment of the workpiece 9. The workpiece 9 is a continuous sheet-like resin film, and is applied as, for example, an optical film for a polarizing plate or a flexible wiring of an electronic device. The width of the workpiece 9 (the dimension in the processing width direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1) is, for example, several tens mm to several thousand mm. The thickness of the workpiece 9 is about several hundred μm. In FIG. 3, the thickness of the workpiece 9 is exaggerated.

プラズマヘッド10は、第1電極11と、ホルダ13と、ベース14を含む。第1電極11は、四角形の断面形状をなして、図1の紙面と直交する処理幅方向(第1方向と直交する方向)に延びている。第1電極11の上面が放電面11aを構成する。放電面11aは、第1方向と直交する平面をなして処理幅方向に延びている。第1電極11の内部には温調路11cが形成されている。温調路11cに冷却水等の温調媒体を流通させることで、電極11を温調できる。   The plasma head 10 includes a first electrode 11, a holder 13, and a base 14. The first electrode 11 has a quadrangular cross-sectional shape and extends in the processing width direction (direction orthogonal to the first direction) orthogonal to the paper surface of FIG. The upper surface of the first electrode 11 constitutes the discharge surface 11a. The discharge surface 11a extends in the processing width direction while forming a plane orthogonal to the first direction. A temperature control path 11 c is formed inside the first electrode 11. The temperature of the electrode 11 can be controlled by circulating a temperature control medium such as cooling water through the temperature control path 11c.

第1電極11の処理幅方向の長さは、被処理物9の幅寸法に応じて設定され、例えば数十mm〜数千mmである。第1電極11の短手方向(第1方向及び処理幅方向の何れとも直交する第2方向、図1の左右方向)の長さは、例えば十数mm〜数十mmである。   The length of the first electrode 11 in the processing width direction is set according to the width dimension of the workpiece 9 and is, for example, several tens mm to several thousand mm. The length of the first electrode 11 in the short direction (second direction orthogonal to both the first direction and the processing width direction, the left-right direction in FIG. 1) is, for example, several tens of millimeters to several tens of millimeters.

第1電極11には電源2が接続されている。これによって、第1電極11が電界印加電極になっている。電源2は、例えばパルス波(間欠波)状の高周波電力を第1電極11に供給する。供給電力は、パルス波の間欠波状に限定されるものではなく、正弦波等の連続波状であってもよい。   A power source 2 is connected to the first electrode 11. Thus, the first electrode 11 is an electric field application electrode. The power supply 2 supplies, for example, pulsed (intermittent) high frequency power to the first electrode 11. The supplied power is not limited to the intermittent wave shape of the pulse wave, and may be a continuous wave shape such as a sine wave.

第1電極11上に固体誘電体層12が配置されている。固体誘電体層12が、放電面11aに密着して放電面11aの全体を覆っている。固体誘電体層12は、アルミナ等の固体誘電体からなる平らな板にて構成されている。固体誘電体層12の厚さは、例えば約1mm〜数mm程度である。板状の固体誘電体層12は、放電面11aより面積が大きく、第1電極11よりも処理幅方向の両側及び第2方向の両側に延び出ている。固体誘電体層12の処理幅方向の長さは、例えば数十mm〜数千mmである。固体誘電体層12の第2方向の長さは、例えば数十mm〜数百mmである。   A solid dielectric layer 12 is disposed on the first electrode 11. The solid dielectric layer 12 is in close contact with the discharge surface 11a and covers the entire discharge surface 11a. The solid dielectric layer 12 is composed of a flat plate made of a solid dielectric such as alumina. The thickness of the solid dielectric layer 12 is, for example, about 1 mm to several mm. The plate-like solid dielectric layer 12 has a larger area than the discharge surface 11a, and extends beyond the first electrode 11 on both sides in the processing width direction and both sides in the second direction. The length of the solid dielectric layer 12 in the processing width direction is, for example, several tens mm to several thousand mm. The length of the solid dielectric layer 12 in the second direction is, for example, several tens mm to several hundreds mm.

第1電極11は、ホルダ13にて保持されている。ホルダ13は、樹脂やセラミックス等の絶縁体にて構成されている。ホルダ13には凹部13aが形成されている。凹部13aは、ホルダ13の上面に開口している。凹部13aに第1電極11が収容されている。ホルダ13の上面と放電面11aとは面一になっている。固体誘電体層12が、ホルダ13の上面をも覆っている。   The first electrode 11 is held by a holder 13. The holder 13 is made of an insulator such as resin or ceramics. The holder 13 has a recess 13a. The recess 13 a is open on the upper surface of the holder 13. The first electrode 11 is accommodated in the recess 13a. The upper surface of the holder 13 and the discharge surface 11a are flush with each other. The solid dielectric layer 12 also covers the upper surface of the holder 13.

第2電極21は、軸線を処理幅方向に向けた円筒形状になっている。第2電極21の処理幅方向の長さは、被処理物9の幅寸法に応じて設定され、かつ第1電極11の処理幅方向の長さとほぼ同じかそれより大きく、例えば数十mm〜数千mmである。第2電極21の直径は、第1電極11の第2方向(短手方向)の長さより充分に大きく、更にはプラズマヘッド10の第2方向の寸法よりも大きく、例えば数十mm〜数百mmである。   The second electrode 21 has a cylindrical shape whose axis is directed in the processing width direction. The length of the second electrode 21 in the processing width direction is set according to the width dimension of the workpiece 9 and is substantially the same as or longer than the length of the first electrode 11 in the processing width direction. Thousands of millimeters. The diameter of the second electrode 21 is sufficiently larger than the length of the first electrode 11 in the second direction (short direction), and further larger than the dimension of the plasma head 10 in the second direction, for example, several tens mm to several hundreds. mm.

第2電極21は、接地線2eを介して電気的に接地されている。これによって、第2電極21は、接地電極を構成している。上記電源2からの電圧供給によって、第1電極11と第2電極21との間に電位差を形成してプラズマ放電91を発生させることができる。   The second electrode 21 is electrically grounded via the ground line 2e. Thus, the second electrode 21 forms a ground electrode. By supplying a voltage from the power source 2, a plasma discharge 91 can be generated by forming a potential difference between the first electrode 11 and the second electrode 21.

図3に示すように、第2電極21の円筒形の外周面の全体が固体誘電体層22(図1において省略)にて被覆されている。固体誘電体層22は、例えばアルミナの溶射膜に構成されている。固体誘電体層22の厚さは、例えば約1mm〜数mm程度である。   As shown in FIG. 3, the entire cylindrical outer peripheral surface of the second electrode 21 is covered with a solid dielectric layer 22 (not shown in FIG. 1). The solid dielectric layer 22 is composed of, for example, an alumina sprayed film. The thickness of the solid dielectric layer 22 is, for example, about 1 mm to several mm.

電極11,21どうしの間には、大気圧近傍(大気圧を含む)の処理空間90が形成されている。詳細には、第1電極11の固体誘電体層12の上面と、第2電極21の固体誘電体層22の下側の外周面とによって、処理空間90が画成されている。処理空間90は、第2電極21の軸線の直下において最も狭くなっている。この最狭部90aから第2方向に離れるにしたがって処理空間90の厚さが漸次大きくなっている。最狭部90aの厚さgは、例えばg=約1mm〜数mm程度である。処理空間90の第2方向の両端部及び処理幅方向の両端部がプラズマ処理装置1の周辺空間に連通している。 A processing space 90 near atmospheric pressure (including atmospheric pressure) is formed between the electrodes 11 and 21. Specifically, a processing space 90 is defined by the upper surface of the solid dielectric layer 12 of the first electrode 11 and the outer peripheral surface of the second electrode 21 on the lower side of the solid dielectric layer 22. The processing space 90 is the narrowest immediately below the axis of the second electrode 21. As the distance from the narrowest portion 90a in the second direction increases, the thickness of the processing space 90 gradually increases. The thickness g 0 of the narrowest portion 90a is, for example g 0 = is about 1mm~ number mm. Both ends of the processing space 90 in the second direction and both ends of the processing width direction communicate with the peripheral space of the plasma processing apparatus 1.

第2電極21は、図示しない回転駆動部に連結されている。この回転駆動部によって第2電極21がその軸線まわりに回転される。連続シート状の被処理物9が、第2電極21の下側の周面に掛け回され、処理空間90に通されている。第2電極21の回転によって、被処理物9が搬送される。ここでは、図1において、第2電極21が反時計回りに回転され、被処理物9が概略右方向に搬送される。被処理物9の搬送速度は、比較的大きく、例えば20m/min〜40m/min程度である。なお、一般的な搬送速度は、数m/min程度〜十数m/minである。   The 2nd electrode 21 is connected with the rotation drive part which is not illustrated. The second electrode 21 is rotated around its axis by the rotation driving unit. A continuous sheet-shaped workpiece 9 is wound around the lower peripheral surface of the second electrode 21 and passed through the processing space 90. The workpiece 9 is transported by the rotation of the second electrode 21. Here, in FIG. 1, the 2nd electrode 21 is rotated counterclockwise, and the to-be-processed object 9 is conveyed in the substantially right direction. The conveyance speed of the workpiece 9 is relatively large, for example, about 20 m / min to 40 m / min. In addition, a general conveyance speed is about several m / min to tens of m / min.

プラズマヘッド10における第1電極11の第2方向の第1側部(一側部、図1において左)には、処理ガス吹出し部30が配置されている。吹出し部30は、第1電極11よりも被処理物9の搬送方向の上流側に位置する。吹出し部30は、鉛直な板状の部材にて構成されている。吹出し部30の第1電極11を向く側面(図1において右側面)に、固体誘電体層12の第1側の端面及びホルダ13の第1側の側面が当たっている。吹出し部30の上端部31が、固体誘電体層12の上面(処理空間90の底部を画成する画成面)よりも第2電極21に向けて上(第1方向)に突出し、第2電極21に近接している。この突出部31の第1電極11を向く鉛直な側面が、処理空間90の第2方向の第1側の端部(図1において左端部)を画成している。突出部31の固体誘電体層12からの突出量は、最狭部90aの厚さgより大きい。吹出し部30の上端面は、水平になっている。吹出し部30の上端面と第2電極21の下側の周面との間に隙間93が形成されている。隙間93は、処理空間90との連通部において最も狭くなっている。隙間93の最も狭くなった部分の上下の厚さは、例えば数mm程度であり、処理空間90の最狭部90aの厚さとほぼ同じでもよく、最狭部90aの厚さより小さくてもよく、最狭部90aの厚さより大きくてもよい。 A processing gas blowout unit 30 is disposed on a first side portion (one side portion, left side in FIG. 1) of the first electrode 11 in the plasma head 10 in the second direction. The blowing unit 30 is located upstream of the first electrode 11 in the transport direction of the workpiece 9. The blowing part 30 is configured by a vertical plate-like member. The end surface on the first side of the solid dielectric layer 12 and the side surface on the first side of the holder 13 are in contact with the side surface (the right side surface in FIG. 1) facing the first electrode 11 of the blowing unit 30. The upper end portion 31 of the blow-out portion 30 protrudes upward (in the first direction) toward the second electrode 21 from the upper surface of the solid dielectric layer 12 (the defining surface that defines the bottom of the processing space 90), and the second Close to the electrode 21. A vertical side surface of the protruding portion 31 facing the first electrode 11 defines an end portion (left end portion in FIG. 1) on the first side in the second direction of the processing space 90. Projecting amount from the solid dielectric layer 12 of the protrusion 31 is larger than the thickness g 0 of the narrowest portion 90a. The upper end surface of the blowing part 30 is horizontal. A gap 93 is formed between the upper end surface of the blowing part 30 and the lower peripheral surface of the second electrode 21. The gap 93 is narrowest at the communication portion with the processing space 90. The upper and lower thickness of the narrowest part of the gap 93 is, for example, about several millimeters, and may be substantially the same as the thickness of the narrowest part 90a of the processing space 90, or may be smaller than the thickness of the narrowest part 90a. It may be larger than the thickness of the narrowest portion 90a.

吹出し部30の内部に処理ガス導入路32が形成されている。処理ガス導入路32の基端部(図1において下端)に処理ガス源3が接続されている。詳細な図示は省略するが、処理ガス導入路32は、処理ガス源3からの処理ガスを吹出し部30内において処理幅方向に分散させる分散路を含む。処理ガス導入路32に処理ガス吹出し口33が連なっている。吹出し口33は、処理幅方向に分散して配置された複数の小孔で構成されていてもよく、処理幅方向に延びるスロットにて構成されていてもよい。吹出し口33は、処理ガス導入路32から処理空間90に向かって第2方向の内側へ、かつ若干斜め上へ延びている。この吹出し口33が、突出部31の第1電極11を向く側面に達している。したがって、吹出し口33は、処理空間90の第2方向の一端部(図1において左)に向かって開口し、処理空間90に直接連なっている。   A processing gas introduction path 32 is formed inside the blowout portion 30. A processing gas source 3 is connected to a base end portion (lower end in FIG. 1) of the processing gas introduction path 32. Although not shown in detail, the processing gas introduction path 32 includes a dispersion path that disperses the processing gas from the processing gas source 3 in the processing width direction in the blowing unit 30. A processing gas outlet 33 is connected to the processing gas introduction path 32. The blow-out port 33 may be composed of a plurality of small holes arranged dispersed in the processing width direction, or may be composed of slots extending in the processing width direction. The blow-out port 33 extends from the process gas introduction path 32 toward the process space 90 inward in the second direction and slightly upward. The outlet 33 reaches a side surface of the protruding portion 31 facing the first electrode 11. Therefore, the outlet 33 opens toward one end portion (left in FIG. 1) of the processing space 90 in the second direction, and is directly connected to the processing space 90.

処理ガスの組成は、被処理物9の表面処理内容に応じて適宜選択される。濡れ性向上処理の場合、処理ガスは、窒素(N)を主成分として含むことが好ましい。ここでは、処理ガスが窒素100%にて構成されている。 The composition of the processing gas is appropriately selected according to the surface treatment content of the workpiece 9. In the case of wettability improving treatment, the treatment gas preferably contains nitrogen (N 2 ) as a main component. Here, the processing gas is composed of 100% nitrogen.

吹出し部30の第2方向の外側部(第1電極11側とは反対側)には、カーテンガス吹出し部40が設けられている。カーテンガス吹出し部40は、鉛直な板状の部材にて構成され、吹出し部30の外側面にぴったり重ねられている。吹出し部30,40の合計厚さ(第2方向の寸法)は、数十mm〜百mm程度である。カーテンガス吹出し部40の上端面は、処理ガス吹出し部30の上端面と面一の水平面になっている。吹出し部40の上端面と第2電極21の下側の周面との間に隙間94が形成されている。処理空間90が、隙間93,94を介して、プラズマ処理装置1より第2方向の第1側(図1において左)の周辺空間に連なっている。   A curtain gas blowing unit 40 is provided on the outer side of the blowing unit 30 in the second direction (the side opposite to the first electrode 11 side). The curtain gas blowing part 40 is configured by a vertical plate-like member and is exactly overlapped with the outer surface of the blowing part 30. The total thickness (dimension in the second direction) of the blowout portions 30 and 40 is about several tens mm to one hundred mm. The upper end surface of the curtain gas blowing unit 40 is flush with the upper end surface of the processing gas blowing unit 30. A gap 94 is formed between the upper end surface of the blowing part 40 and the lower peripheral surface of the second electrode 21. The processing space 90 is connected to the peripheral space on the first side (left in FIG. 1) in the second direction from the plasma processing apparatus 1 through the gaps 93 and 94.

吹出し部40の内部にカーテンガス導入路42が形成されている。カーテンガス導入路42の基端部(図1において下端)にカーテンガス源4が接続されている。カーテンガスとして、例えば窒素等の不活性ガスが用いられている。処理ガス源3とカーテンガス源4とが、共通の窒素ガス源にて構成されていてもよい。詳細な図示は省略するが、導入路42は、カーテンガス源4からのカーテンガスを吹出し部40内において処理幅方向に分散させる分散路を含む。導入路42にカーテンガス吹出し口43が連なっている。カーテンガス吹出し口43は、処理幅方向に分散して配置された複数の小孔にて構成されていてもよく、処理幅方向に延びるスロットにて構成されていてもよい。吹出し口43は、導入路42から上へ向かって延び、吹出し部40の上端面に達して、隙間94に向かって開口している。   A curtain gas introduction path 42 is formed inside the blowout portion 40. The curtain gas source 4 is connected to the base end portion (lower end in FIG. 1) of the curtain gas introduction path 42. As the curtain gas, for example, an inert gas such as nitrogen is used. The processing gas source 3 and the curtain gas source 4 may be constituted by a common nitrogen gas source. Although detailed illustration is omitted, the introduction path 42 includes a dispersion path for dispersing the curtain gas from the curtain gas source 4 in the treatment width direction in the blowing unit 40. A curtain gas outlet 43 is connected to the introduction path 42. The curtain gas outlet 43 may be configured by a plurality of small holes arranged in a dispersed manner in the processing width direction, or may be configured by slots extending in the processing width direction. The outlet 43 extends upward from the introduction path 42, reaches the upper end surface of the outlet 40, and opens toward the gap 94.

プラズマヘッド10における吹出し部30とは第2方向の反対側の第2側部(他側部、図1において右)には、遮蔽部材50が配置されている。遮蔽部材50は、第1電極11よりも被処理物9の搬送方向の下流側に位置する。遮蔽部材50は、鉛直な板状になっている。遮蔽部材50の第2方向の厚さは、特に限定が無いが、好ましくは吹出し部30,40の厚さより充分に小さく、例えば数mm〜十数mm程度である。遮蔽部材50の第1電極11を向く側面(図1において左側面)に、固体誘電体層12の第2側の端面及びホルダ13の第2側の側面が当たっている。遮蔽部材50の上端部51が、固体誘電体層12の上面(処理空間90の底部を画成する面)よりも上(第2電極21に向けて第1方向)に突出し、第2電極21に近接している。突出部51の第1電極11を向く鉛直な側面が、処理空間90の第2方向の第2側の端部(図1において右端部)を画成している。遮蔽部材50の固体誘電体層12からの突出量h(突出部51の高さ)は、最狭部90aの厚さgより大きい(h>g)。好ましくは、遮蔽部材50の突出量hは、2mm以上であり(h≧2mm)、好ましくは3mm以上である(h≧3mm)。また、突出量hは、吹出し部30の突出部31の固体誘電体層12からの突出量と同じかそれ以上である。 A shielding member 50 is disposed on the second side portion (the other side portion, right side in FIG. 1) opposite to the blowing portion 30 in the plasma head 10 in the second direction. The shielding member 50 is located downstream of the first electrode 11 in the conveyance direction of the workpiece 9. The shielding member 50 has a vertical plate shape. The thickness of the shielding member 50 in the second direction is not particularly limited, but is preferably sufficiently smaller than the thickness of the blowing portions 30 and 40, for example, about several mm to several tens of mm. The side surface (the left side surface in FIG. 1) of the shielding member 50 facing the first electrode 11 is in contact with the second side end surface of the solid dielectric layer 12 and the second side surface of the holder 13. The upper end portion 51 of the shielding member 50 protrudes above (the first direction toward the second electrode 21) above the upper surface of the solid dielectric layer 12 (the surface defining the bottom of the processing space 90), and the second electrode 21. Is close to. A vertical side surface of the protruding portion 51 facing the first electrode 11 defines an end portion (right end portion in FIG. 1) on the second side in the second direction of the processing space 90. Projecting amount h from the solid dielectric layer 12 of the shielding member 50, the thickness g 0 greater than (h> g 0) of the narrowest portion 90a (height of the protrusion 51). Preferably, the protruding amount h of the shielding member 50 is 2 mm or more (h ≧ 2 mm), preferably 3 mm or more (h ≧ 3 mm). Further, the protruding amount h is equal to or more than the protruding amount of the protruding portion 31 of the blowing portion 30 from the solid dielectric layer 12.

遮蔽部材50の上端面と第2電極21の下側の周面との間に隙間95が形成されている。隙間95の上下の厚さは、被処理物9を通すことができる大きさであれば、特に限定が無く、処理空間90の最狭部90aの厚さとほぼ同じでもよく、最狭部90aの厚さより小さくてもよく、最狭部90aの厚さより大きくてもよい。ここでは、隙間95の上下の厚さは、約1mm〜十数mm程度である。処理空間90が、隙間95を介して、プラズマ処理装置1より第2方向の第2側(図1において右)の周辺空間に連なっている。
プラズマヘッド10には使用済みの処理ガス等を吸引する吸引排気機構が設けられていない。
A gap 95 is formed between the upper end surface of the shielding member 50 and the lower peripheral surface of the second electrode 21. The thickness above and below the gap 95 is not particularly limited as long as it can pass the workpiece 9 and may be substantially the same as the thickness of the narrowest portion 90a of the processing space 90. It may be smaller than the thickness or larger than the thickness of the narrowest portion 90a. Here, the thickness above and below the gap 95 is about 1 mm to about several tens of mm. The processing space 90 is connected to the peripheral space on the second side (right in FIG. 1) in the second direction from the plasma processing apparatus 1 through the gap 95.
The plasma head 10 is not provided with a suction / exhaust mechanism for sucking used processing gas or the like.

上記のように構成されたプラズマ処理装置1を用いて、被処理物9を表面処理する方法を説明する。
被処理物9を第2電極21の下側の周面に抱かせ、第2電極21を例えば図1において反時計回りに回転させることで、被処理物9を右方向に例えば20m/min〜40m/min程度の高速で搬送する。電源2から第1電極11に高周波電力を供給し、第1電極11及び第2電極21の間に電界を印加する。これにより、処理空間90内の第2方向の中央部(第1電極11に対応する部分91)に大気圧近傍のプラズマ放電91を生成する。
A method for surface-treating the workpiece 9 using the plasma processing apparatus 1 configured as described above will be described.
The workpiece 9 is held on the lower peripheral surface of the second electrode 21, and the second electrode 21 is rotated counterclockwise in FIG. 1, for example, so that the workpiece 9 is moved in the right direction by, for example, 20 m / min. Transports at a high speed of about 40 m / min. High frequency power is supplied from the power source 2 to the first electrode 11, and an electric field is applied between the first electrode 11 and the second electrode 21. As a result, a plasma discharge 91 near the atmospheric pressure is generated at the central portion in the second direction in the processing space 90 (the portion 91 corresponding to the first electrode 11).

上記の電圧供給と併行して、処理ガス(N)を処理ガス源3から処理ガス導入路32に送り、処理ガス導入路32において処理幅方向に分散させる。この処理ガスを、吹出し口33から吹き出す。吹出し口33は処理空間90の第1側の端部(図1において左端)に開口しているから、処理ガスを処理空間90に直接的に導入でき、さらには処理ガスをプラズマ放電部91に向けて確実に流すことができる。しかも、処理ガスの流れは処理幅方向に均一な状態になる。この処理ガスが、プラズマ放電部91にてプラズマ化(励起、分解、活性化、ラジカル化、イオン化等を含む)される。このプラズマ化された処理ガス(窒素プラズマ)が、第2電極21の下側の周面上の被処理物9に接触する。これによって、被処理物9の表面をプラズマ処理(濡れ性向上処理)できる。第2電極21の回転によって被処理物9を連続的に処理空間90に通すことで、被処理物9をその延び方向にプラズマ処理できる。また、吹出し口33からの吹き出し流を処理幅方向に均一な状態にでき、更には処理空間90及び隙間93,94,95の上下厚さ等を処理幅方向に均一な大きさに設定することで、被処理物9の処理度合いを処理幅方向に均一にすることができる。 In parallel with the above voltage supply, the processing gas (N 2 ) is sent from the processing gas source 3 to the processing gas introduction path 32 and dispersed in the processing width direction in the processing gas introduction path 32. This processing gas is blown out from the blowout port 33. Since the blow-out port 33 opens at the first side end portion (left end in FIG. 1) of the processing space 90, the processing gas can be directly introduced into the processing space 90, and further, the processing gas can be introduced into the plasma discharge portion 91. It can be flowed reliably. In addition, the flow of the processing gas is uniform in the processing width direction. This processing gas is turned into plasma (including excitation, decomposition, activation, radicalization, ionization, etc.) in the plasma discharge section 91. This plasma-ized processing gas (nitrogen plasma) contacts the workpiece 9 on the lower peripheral surface of the second electrode 21. As a result, the surface of the workpiece 9 can be subjected to plasma treatment (wetting improvement treatment). By continuously passing the workpiece 9 through the treatment space 90 by the rotation of the second electrode 21, the workpiece 9 can be plasma-treated in its extending direction. In addition, the flow from the outlet 33 can be made uniform in the processing width direction, and the upper and lower thicknesses of the processing space 90 and the gaps 93, 94, 95 are set to be uniform in the processing width direction. Thus, the processing degree of the workpiece 9 can be made uniform in the processing width direction.

プラズマヘッド10より第1側すなわち搬送方向の上流側の空気(雰囲気ガス)は、被処理物9との粘性によって、被処理物9と一緒に処理空間90内に巻き込まれようとする。特に、搬送速度が高速(例えば20m/min〜40m/min程度)であるために、上記巻き込み作用も大きい。これに対して、処理空間90は、第2電極21と固体誘電体層12と突出部31,51とによってほぼ閉じた空間になっているから、処理ガスを処理空間90内に充填して加圧できる。これによって、処理空間90の内圧を大気圧近傍の範囲内でプラズマ処理装置1の周辺空間の圧力(環境圧)より高くできる。特に、遮蔽部材50の突出部51によって処理ガスの流れを処理空間90の下流端において邪魔してほぼ堰き止めることで、処理空間90の内圧を環境圧より確実に高圧にできる。これによって、搬送速度が高速であっても、上記空気が処理空間90内に流入するのを充分に抑制でき、処理ガスへの空気混入量を微量にすることができる。突出部51の突出高さhを放電ギャップgより大きくし、好ましくはh≧2mm、より好ましくはh≧3mmとすることで、処理空間90への空気流入を確実に抑制でき、処理ガスへの空気混入量を確実に微量にできる。 The air (atmosphere gas) on the first side from the plasma head 10, that is, the upstream side in the transport direction, tends to be caught in the processing space 90 together with the object 9 due to the viscosity of the object 9. In particular, since the conveyance speed is high (for example, about 20 m / min to 40 m / min), the entrainment effect is also large. On the other hand, the processing space 90 is a substantially closed space by the second electrode 21, the solid dielectric layer 12, and the projecting portions 31 and 51. I can press. Thereby, the internal pressure of the processing space 90 can be made higher than the pressure (environmental pressure) in the peripheral space of the plasma processing apparatus 1 within a range near atmospheric pressure. In particular, by blocking the flow of the processing gas at the downstream end of the processing space 90 by the protruding portion 51 of the shielding member 50 and substantially damming it, the internal pressure of the processing space 90 can be reliably increased from the environmental pressure. Thereby, even if the conveyance speed is high, the air can be sufficiently suppressed from flowing into the processing space 90, and the amount of air mixed into the processing gas can be made minute. The protrusion height h of the protrusions 51 and greater than the discharge gap g 0, preferably h ≧ 2 mm, more preferably by a h ≧ 3 mm, can be reliably suppressed air flowing into the processing space 90, to the process gas The amount of air mixed in can be made very small.

処理空間90の上流側(第1側)では、吹出し部30の突出部31によって、上記被処理物9の搬入に伴なう空気の巻き込みを直接的に阻むことができる。また、上記上流側の空気が処理ガスの吹出しに伴なって処理空間90に引き込まれるのを防止できる。更には、カーテンガス源4からのカーテンガス(N)を吹出し口43から吹き出す。これによって、処理空間90の上流側にガスカーテンを形成でき、上記空気の巻き込みを確実に阻むことができる。したがって、処理ガスへの空気混入量を一層確実に微量にできる。 On the upstream side (first side) of the processing space 90, the protrusion 31 of the blow-out unit 30 can directly prevent air entrainment accompanying the carry-in of the workpiece 9. Further, the upstream air can be prevented from being drawn into the processing space 90 due to the blowing of the processing gas. Further, curtain gas (N 2 ) from the curtain gas source 4 is blown out from the blow-out port 43. Thereby, a gas curtain can be formed on the upstream side of the processing space 90, and the entrainment of the air can be reliably prevented. Therefore, the amount of air mixed into the processing gas can be made even smaller.

そして、処理空間90内に充填された処理ガスは、各隙間93,94,95から外部へ排出され、更には処理空間90の処理幅方向の両端部からも外部へ排出される。この排出の流れによって、処理空間90に向かう空気を押し戻すことができ、処理空間90への空気流入を一層確実に抑制できる。   The processing gas filled in the processing space 90 is discharged to the outside through the gaps 93, 94, 95, and further discharged to the outside from both ends of the processing space 90 in the processing width direction. By this discharge flow, the air toward the processing space 90 can be pushed back, and the inflow of air into the processing space 90 can be more reliably suppressed.

この結果、処理空間90内における酸素濃度を例えば100ppm〜1000ppm程度の微量にできる。酸素濃度を1000ppm以下に抑えることで、処理性能が損なわれるのを確実に防止できる。しかも、窒素100%からなる処理ガスに大気から微量の酸素を添加することによって、被処理物9の濡れ性を顕著に向上させることができる。
本プラズマ処理装置1によれば、空気の流入防止のためにプラズマヘッド10に吸引排気機構を設ける必要がなく、装置構成を簡素化できる。更には、放電面11aを平面にすることで、第1電極11の構造を簡素化できる。
As a result, the oxygen concentration in the processing space 90 can be made as small as about 100 ppm to 1000 ppm, for example. By suppressing the oxygen concentration to 1000 ppm or less, it is possible to reliably prevent the processing performance from being impaired. Moreover, the wettability of the workpiece 9 can be remarkably improved by adding a small amount of oxygen from the atmosphere to the processing gas composed of 100% nitrogen.
According to the plasma processing apparatus 1, it is not necessary to provide a suction / exhaust mechanism in the plasma head 10 to prevent the inflow of air, and the apparatus configuration can be simplified. Furthermore, the structure of the first electrode 11 can be simplified by making the discharge surface 11a flat.

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の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。
プラズマヘッド10の第2電極21に対する配置場所は、第2電極21の下側に限られない。図4に示す第2実施形態では、プラズマヘッド10が、第1実施形態のものに対して右に90度回転され、第2電極21の右側部に配置されている。プラズマヘッド10内の第1電極11と第2電極21とが左右に対向している。したがって、第2実施形態における第1方向は水平に向いている。第2方向(第1方向とも処理幅方向とも直交する方向)は、鉛直に向いている。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same reference numerals are given to the drawings for the same configurations as those already described, and the description thereof is omitted.
The location of the plasma head 10 with respect to the second electrode 21 is not limited to the lower side of the second electrode 21. In the second embodiment shown in FIG. 4, the plasma head 10 is rotated 90 degrees to the right with respect to that of the first embodiment and disposed on the right side of the second electrode 21. The first electrode 11 and the second electrode 21 in the plasma head 10 are opposed to the left and right. Therefore, the first direction in the second embodiment is horizontally oriented. The second direction (the direction perpendicular to both the first direction and the processing width direction) is vertically oriented.

プラズマヘッド10は、1つに限られず、複数(2以上)であってもよい。図5に示す第3実施形態では、プラズマ処理装置1が、2つのプラズマヘッド10を含む。これらプラズマヘッド10が第2電極21の周方向に間隔を置いて配置されている。プラズマヘッド10ごとに第1方向(電極11,21どうしの対向方向)及び第2方向(前記対向方向及び処理幅方向の何れとも直交する方向)が定まる。各プラズマヘッド10と第2電極21との間に処理空間90が形成されている。プラズマ処理装置1全体では、2つの処理空間90が第2電極21の周方向に間隔を置いて形成されている。したがって、被処理物9を第2電極21の周方向に搬送する間に2つの処理空間90にて二回の表面処理を行なうことができる。これによって、被処理物9に対する表面処理度を一層高めることができる。1段目(搬送方向の上流側)のプラズマヘッド10での表面処理内容と2段目(搬送方向の下流側)のプラズマヘッド10での表面処理内容とが互いに異なっていてもよい。
プラズマヘッド10の数ひいては処理空間90の数は、3つ以上でもよい。
The plasma head 10 is not limited to one, and may be plural (two or more). In the third embodiment shown in FIG. 5, the plasma processing apparatus 1 includes two plasma heads 10. These plasma heads 10 are arranged at intervals in the circumferential direction of the second electrode 21. A first direction (a facing direction between the electrodes 11 and 21) and a second direction (a direction orthogonal to both the facing direction and the processing width direction) are determined for each plasma head 10. A processing space 90 is formed between each plasma head 10 and the second electrode 21. In the entire plasma processing apparatus 1, two processing spaces 90 are formed at intervals in the circumferential direction of the second electrode 21. Accordingly, the surface treatment can be performed twice in the two treatment spaces 90 while the workpiece 9 is conveyed in the circumferential direction of the second electrode 21. Thereby, the surface treatment degree with respect to the to-be-processed object 9 can be raised further. The surface treatment content in the first-stage (upstream side in the transport direction) plasma treatment 10 and the surface treatment content in the second-stage (downstream side in the transport direction) plasma head 10 may be different from each other.
The number of plasma heads 10 and thus the number of processing spaces 90 may be three or more.

図6は、吹出し部30,40の変形例を示したものである。この変形例では、吹出し部30の上端面が第2電極21の周面に沿うように斜めになっている。そのため、第2電極21と吹出し部30の間の隙間93が全体的にほぼ同じ厚さになっている。同様に、吹出し部40の上端面が第2電極21の周面に沿うように斜めになっており、第2電極21と吹出し部40との間の隙間94が全体的にほぼ同じ厚さになっている。吹出し部40の上端面の傾斜角度は、吹出し部30の上端面の傾斜角度より大きい。この変形例によれば、隙間94,93の流通抵抗を高くでき、外部の空気等の雰囲気ガスが隙間94,93を通して処理空間90に流入するのを一層確実に抑制又は防止できる。   FIG. 6 shows a modified example of the blowing parts 30 and 40. In this modification, the upper end surface of the blowing part 30 is inclined so as to be along the peripheral surface of the second electrode 21. For this reason, the gap 93 between the second electrode 21 and the blowing portion 30 is generally the same thickness. Similarly, the upper end surface of the blowing part 40 is slanted along the peripheral surface of the second electrode 21, and the gap 94 between the second electrode 21 and the blowing part 40 has substantially the same thickness as a whole. It has become. The inclination angle of the upper end surface of the blowing unit 40 is larger than the inclination angle of the upper end surface of the blowing unit 30. According to this modification, the flow resistance of the gaps 94 and 93 can be increased, and the atmospheric gas such as external air can be more reliably suppressed or prevented from flowing into the processing space 90 through the gaps 94 and 93.

本発明は、上記実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採用できる。
例えば、固体誘電体層は電極11,21の少なくとも一方に設けられていればよい。固体誘電体層12又は22の何れか一方を省略してもよい。固体誘電体層12を省略する場合、遮蔽部材50は、放電面11aよりも第2電極21に向けて第1方向に突出していればよい。
遮蔽部材50が、第1電極11に対して被処理物9の搬送方向の上流側に配置されていてもよい。吹出し部30が、第1電極11に対して被処理物9の搬送方向の下流側に配置されていてもよい。
被処理物9の搬送速度は、20m/min〜40m/minに限られず、20m/minより小さくてもよく、40m/minより大きくてもよい。
本発明は、濡れ性向上処理に限られず、撥水化等のその他の表面改質処理、洗浄、成膜等の種々の表面処理に適用できる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various aspects can be employed without departing from the spirit of the present invention.
For example, the solid dielectric layer may be provided on at least one of the electrodes 11 and 21. Either one of the solid dielectric layers 12 or 22 may be omitted. When the solid dielectric layer 12 is omitted, the shielding member 50 only needs to protrude in the first direction toward the second electrode 21 from the discharge surface 11a.
The shielding member 50 may be disposed on the upstream side in the transport direction of the workpiece 9 with respect to the first electrode 11. The blowing unit 30 may be disposed on the downstream side in the transport direction of the workpiece 9 with respect to the first electrode 11.
The conveyance speed of the workpiece 9 is not limited to 20 m / min to 40 m / min, and may be less than 20 m / min or greater than 40 m / min.
The present invention is not limited to wettability improving treatment, and can be applied to various surface treatments such as other surface modification treatment such as water repellency, cleaning, and film formation.

実施例を説明する。本発明が以下の実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。
実施例1では、第1実施形態(図1〜図3)と実質的に同じ構造の装置を用いて、遮蔽部材50の突出量hに対する処理空間90内への混入酸素量を調べた。
第2電極21の下端の処理空間90の最狭部90aの厚さは、1mm程度であった。
遮蔽部材50の突出量hを、h=0〜6mmの範囲で調節した。
被処理物9の搬送速度は、20m/minと40m/minの2通りとした。
処理ガスとして窒素(N)100%を用いた。
処理幅方向の単位長さあたり(1m)の処理ガスの供給流量は、7slmであった。
Examples will be described. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.
In Example 1, the amount of mixed oxygen into the processing space 90 with respect to the protrusion amount h of the shielding member 50 was examined using an apparatus having substantially the same structure as that of the first embodiment (FIGS. 1 to 3).
The thickness of the narrowest portion 90a of the processing space 90 at the lower end of the second electrode 21 was about 1 mm.
The protrusion amount h of the shielding member 50 was adjusted in the range of h = 0 to 6 mm.
The conveyance speed of the to-be-processed object 9 was made into 2 types, 20 m / min and 40 m / min.
Nitrogen (N 2 ) 100% was used as a processing gas.
The supply flow rate of the processing gas per unit length (1 m) in the processing width direction was 7 slm.

結果を図7に示す。突出部51の突出量hを放電ギャップgより大きくすることで(h>g)、処理空間90内への空気流入を抑制でき、処理空間90内の酸素濃度を大きく低減できることが確認された。突出量h=2mmで酸素濃度の低減効果を発現できた。突出量hを3mm以上とすると(h≧3mm)、酸素濃度を確実に低減できることが確認された。また、搬送速度が高速であるほど、酸素濃度の低減効果が大きかった。 The results are shown in FIG. It has been confirmed that by making the protruding amount h of the protruding portion 51 larger than the discharge gap g 0 (h> g 0 ), the inflow of air into the processing space 90 can be suppressed and the oxygen concentration in the processing space 90 can be greatly reduced. It was. With the protrusion amount h = 2 mm, the effect of reducing the oxygen concentration could be expressed. It was confirmed that when the protrusion amount h is 3 mm or more (h ≧ 3 mm), the oxygen concentration can be reliably reduced. Moreover, the higher the conveyance speed, the greater the effect of reducing the oxygen concentration.

実施例2では、第1実施形態(図1〜図3)と実質的に同じ構造の装置を用いて、カーテンガスの効果を調べた。
吹出し部40からのカーテンガスの吹出し流量を0〜80L/minの範囲で調節した。
プラズマヘッド10及び第2電極21の処理幅方向の長さは2m程度であった。
被処理物9の搬送速度は、20m/minと、30m/minと、40m/minの3通りとした。
遮蔽部材50の突出量hは、h=6mmであった。
その他の装置構成及び処理条件は実施例1と同じであった。
In Example 2, the effect of curtain gas was investigated using an apparatus having substantially the same structure as that of the first embodiment (FIGS. 1 to 3).
The blowing flow rate of curtain gas from the blowing unit 40 was adjusted in the range of 0 to 80 L / min.
The length of the plasma head 10 and the second electrode 21 in the processing width direction was about 2 m.
The conveyance speed of the workpiece 9 was set to three types of 20 m / min, 30 m / min, and 40 m / min.
The protrusion amount h of the shielding member 50 was h = 6 mm.
Other apparatus configurations and processing conditions were the same as those in Example 1.

結果を図8に示す。搬送速度が30m/min以上の高速の場合、カーテンガスの流量を大きくするにしたがって、処理空間90内への空気流入をより抑制でき、処理空間90内の酸素濃度をより低減できることが確認された。   The results are shown in FIG. It has been confirmed that when the conveyance speed is 30 m / min or higher, the inflow of air into the processing space 90 can be further suppressed and the oxygen concentration in the processing space 90 can be further reduced as the curtain gas flow rate is increased. .

この発明は、例えば光学フィルムの接着性改善処理やフレキシブル配線材の表面処理に適用可能である。   The present invention is applicable to, for example, an optical film adhesion improving process and a flexible wiring material surface process.

1 プラズマ処理装置
2 電源
2e 接地線
3 処理ガス源
4 カーテンガス源
9 被処理物
10 プラズマヘッド
11 第1電極
11a 放電面
11c 温調路
12 固体誘電体層
13 ホルダ
13a 凹部
14 ベース
21 第2電極
22 固体誘電体層
30 処理ガス吹出し部(吹出し部材)
31 突出部
32 処理ガス導入路
33 処理ガス吹出し口
40 カーテンガス吹出し部
42 カーテンガス導入路
43 カーテンガス吹出し口
50 遮蔽部材
51 突出部
90 処理空間
90a 最狭部
91 プラズマ放電部
93 隙間(30と21の間)
94 隙間(40と21の間)
95 隙間(50と21の間)
処理空間の最狭ギャップ
h 突出量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma processing apparatus 2 Power supply 2e Ground line 3 Processing gas source 4 Curtain gas source 9 To-be-processed object 10 Plasma head 11 1st electrode 11a Discharge surface 11c Temperature control path 12 Solid dielectric layer 13 Holder 13a Recessed part 14 Base 21 2nd electrode 22 Solid Dielectric Layer 30 Process Gas Blowout Unit (Blowout Member)
31 Protruding portion 32 Processing gas introduction path 33 Processing gas outlet 40 Curtain gas outlet 42 Curtain gas inlet 43 Curtain gas outlet 50 Shielding member 51 Protruding portion 90 Processing space 90a Narrowest portion 91 Plasma discharge portion 93 21)
94 Clearance (between 40 and 21)
95 Clearance (between 50 and 21)
g 0 Narrowest gap in processing space h

Claims (5)

大気圧近傍の処理空間内で電界印加によって処理ガスをプラズマ化するとともに、前記処理空間内を通る被処理物に前記処理ガスを接触させることにより、前記被処理物の表面をプラズマ処理するプラズマ処理装置において、
第1方向と直交する平面状の放電面を有する前記電界印加のための第1電極と、
軸線を前記第1方向と直交する処理幅方向に向けた円筒形状をなして前記第1電極との間に前記処理空間を形成し、かつ前記軸線のまわりに回転することで前記被処理物を搬送する第2電極と、
前記第1電極の前記第1方向及び前記処理幅方向の何れとも直交する第2方向の一側部に配置され、前記処理空間に前記処理ガスを導入する吹出し部と、
前記第1電極の前記第2方向の他側部に配置され、前記放電面又は前記放電面を覆う固体誘電体層の前記処理空間を画成する面よりも前記第2電極に向けて前記第1方向に突出する遮蔽部材と、
を備え、前記遮蔽部材の突出量が、前記処理空間の最も狭い部分の厚さより大きいことを特徴とするプラズマ処理装置。
Plasma processing that converts the processing gas into plasma by applying an electric field in a processing space near atmospheric pressure, and plasma-treats the surface of the processing object by bringing the processing gas into contact with the processing object that passes through the processing space In the device
A first electrode for applying the electric field having a planar discharge surface perpendicular to the first direction;
The processing space is formed between the first electrode and a cylindrical shape with an axis lined in a processing width direction orthogonal to the first direction, and the workpiece is rotated by rotating around the axis line. A second electrode to be conveyed;
A blow-out portion that is disposed on one side of a second direction perpendicular to both the first direction and the processing width direction of the first electrode, and introduces the processing gas into the processing space;
The first electrode is disposed on the other side portion in the second direction, and the discharge surface or the surface of the solid dielectric layer that covers the discharge surface defines the processing space toward the second electrode. A shielding member protruding in one direction;
The plasma processing apparatus is characterized in that the protruding amount of the shielding member is larger than the thickness of the narrowest portion of the processing space.
前記遮蔽部材の突出量が、3mm以上であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a protruding amount of the shielding member is 3 mm or more. 前記被処理物の搬送速度が、20m/min〜40m/min程度であ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。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a conveyance speed of the object to be processed is about 20 m / min to 40 m / min. 前記遮蔽部材が、前記第1電極よりも前記被処理物の搬送方向の下流側に配置されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the shielding member is disposed downstream of the first electrode in the conveyance direction of the object to be processed. 前記吹出し部が、前記放電面又は前記固体誘電体層の前記処理空間を画成する面よりも前記第2電極に向けて前記第1方向に突出する突出部を有し、前記突出部の前記処理空間を向く側面に、前記処理ガスを吹き出す吹出し口が開口していることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のプラズマ処理装置。   The blowing portion has a protruding portion that protrudes in the first direction toward the second electrode from a surface that defines the processing space of the discharge surface or the solid dielectric layer, and the protrusion of the protruding portion The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a blow-out port for blowing out the processing gas is opened on a side surface facing the processing space.
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