JP6598177B1 - Surface modification method and surface modification apparatus - Google Patents

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Abstract

【課題】 放電域の特定のポイントの置換ガス濃度を正確に特定でき、目的の改質効果を確実に実現できるようにすることである。【解決手段】放電電極7を備え、この放電電極7と対向する対向電極1との間に生成されるガス置換放電で生成されるプラズマのエネルギーによって、上記放電電極と上記対向電極1との間の処理対象Fの表面を改質する表面改質装置において、上記放電電極には上記ガス置換放電の放電域E2に開口して上記放電域内のガスを取り込むガス取込用小孔9が備えられ、ガス取込用小孔9は、置換ガス濃度を測定するガス測定手段11に接続されている。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately specify a replacement gas concentration at a specific point in a discharge region and to surely realize a target reforming effect. A discharge electrode is provided between the discharge electrode and the counter electrode by energy of plasma generated by a gas displacement discharge generated between the discharge electrode and the counter electrode facing the discharge electrode. In the surface modification apparatus for modifying the surface of the processing object F, the discharge electrode is provided with a gas intake small hole 9 that opens into the discharge region E2 of the gas replacement discharge and takes in the gas in the discharge region. The small holes 9 for gas intake are connected to gas measuring means 11 for measuring the replacement gas concentration. [Selection] Figure 1

Description

この発明は、チャンバ内に置換ガスを供給してガス置換放電によって生成されたプラズマのエネルギーで処理対象の表面を改質する表面改質方法及び表面改質装置に関する。   The present invention relates to a surface modification method and a surface modification apparatus for supplying a replacement gas into a chamber and modifying a surface to be processed with plasma energy generated by gas replacement discharge.

図7に示す従来の表面改質装置は、窒素ガスなどの置換ガスが供給されるチャンバ2内に放電電極3を設けている。そして、放電電極3と対向する接地された処理ローラ1が設けられ、この処理ローラ1は対向電極として機能するとともに、処理対象であるフィルムFを搬送する機能を有する。   The conventional surface modification apparatus shown in FIG. 7 has a discharge electrode 3 in a chamber 2 to which a replacement gas such as nitrogen gas is supplied. A grounded processing roller 1 facing the discharge electrode 3 is provided. The processing roller 1 functions as a counter electrode and has a function of conveying the film F to be processed.

また、上記チャンバ2のほぼ中央には、図示しないガス分析装置に接続されたパイプ先端のガス取込口4を位置させている。このガス取込口4で吸引されたガスを分析してチャンバ2内の置換ガス濃度を測定する。
なお、符号5はチャンバ2内に置換ガスを供給するための置換ガス供給管である。
Further, a gas intake port 4 at the tip of a pipe connected to a gas analyzer (not shown) is located in the approximate center of the chamber 2. The gas sucked at the gas intake 4 is analyzed to measure the concentration of the replacement gas in the chamber 2.
Reference numeral 5 denotes a replacement gas supply pipe for supplying a replacement gas into the chamber 2.

上記のようにしたチャンバ2内に置換ガスを供給して放電電極3に高電圧を印加すれば、放電電極3と処理ローラ1との間でガス置換放電が起こり、生成されたプラズマのエネルギーによってフィルムFの表面が改質される。
このような表面改質装置では、放電域E1における置換ガス濃度がフィルムFに対する改質処理の効果に影響する。もし、置換ガス濃度が所定の濃度に達していない場合には、放電が不安定になってプラズマのエネルギーが不足してしまうことがある。また、置換ガス濃度が低い分酸素濃度が高くなれば、放電域でのオゾンの発生や窒素酸化物の生成が多くなり、それがフィルム表面に悪影響を与えてしまうこともある。
When a replacement gas is supplied into the chamber 2 as described above and a high voltage is applied to the discharge electrode 3, a gas replacement discharge occurs between the discharge electrode 3 and the processing roller 1, and the generated plasma energy The surface of the film F is modified.
In such a surface reforming apparatus, the concentration of the replacement gas in the discharge region E1 affects the effect of the reforming process on the film F. If the replacement gas concentration does not reach the predetermined concentration, the discharge may become unstable and the plasma energy may be insufficient. In addition, if the oxygen concentration is increased due to the lower substitution gas concentration, the generation of ozone and the generation of nitrogen oxides in the discharge region increases, which may adversely affect the film surface.

また、置換ガスとして窒素ガスを供給してフィルム表面に窒素由来の官能基を付けたい場合に、窒素が不足すれば目的の官能基を付けることができなくなってしまう。
さらに、置換ガス濃度が高すぎることで不都合が生じるような処理もある。
このように、厳密な改質処理を目的とする場合には、放電域E1における置換ガス濃度を厳密に管理しなければならない。
In addition, when nitrogen gas is supplied as a replacement gas to add a nitrogen-derived functional group to the film surface, the target functional group cannot be attached if the nitrogen is insufficient.
Furthermore, there is a process in which inconvenience arises because the replacement gas concentration is too high.
As described above, when the purpose of the strict reforming process is to be performed, the replacement gas concentration in the discharge region E1 must be strictly controlled.

そのため、図7の従来装置では、チャンバ2内のガス取込口4から取り込まれたガスの分析結果に基づいて放電域E1の置換ガス濃度を類推していた。そして、類推した置換ガス濃度に応じて置換ガスの供給量などを制御していた。   Therefore, in the conventional apparatus of FIG. 7, the replacement gas concentration in the discharge region E <b> 1 is estimated based on the analysis result of the gas taken in from the gas inlet 4 in the chamber 2. Then, the supply amount of the replacement gas is controlled in accordance with the estimated replacement gas concentration.

特開2001−246242号公報JP 2001-246242 A 特開2005−076063号公報JP 2005-076063 A 実開昭59−440号公報Japanese Utility Model Publication No.59-440

上記のようにした従来の表面改質装置では、放電域E1から離れた位置にあるガス取込口4から取り込まれたガスの分析結果から放電域E1の置換ガス濃度を類推していたので、その類推値は、局所的な放電域E1の置換ガス濃度と一致するとは限らなかった。
例えば、移動するフィルムFの表面には外気が同伴流aとしてチャンバ2内に流入してしまうため、上記放電域E1内の置換ガス濃度は、チャンバ2の他の部分と比べて低くなる傾向にある。
もし、放電域E1における置換ガス濃度が低くなれば、目的の処理効果が得られないという問題がある。
In the conventional surface reforming apparatus as described above, the replacement gas concentration in the discharge area E1 is estimated from the analysis result of the gas taken in from the gas intake port 4 located away from the discharge area E1, The analogy value does not always coincide with the replacement gas concentration in the local discharge region E1.
For example, since the outside air flows into the chamber 2 as the entrained flow a on the surface of the moving film F, the concentration of the replacement gas in the discharge area E1 tends to be lower than the other portions of the chamber 2. is there.
If the concentration of the replacement gas in the discharge region E1 is low, there is a problem that the intended treatment effect cannot be obtained.

なお、特許文献3には、放電域に流れ込む同伴流を処理対象面から引きはがすために、棒状電極の長さ方向に連続する長いスリットからガスを吸引する装置が記載されている。このような放電電極のスリットを、置換ガスの取込口に応用することも考えられる。しかし、このように棒状電極の全長に亘るスリットからガスを吸い込んで測定した置換ガス濃度は、スリットの長さ全体の平均的なガス濃度であって、特定のポイントのガス濃度を正確に検出することはできない。
置換ガスの供給構造によっては、ガス濃度の平均値が必要な濃度になっていても、必要な置換ガス濃度に達していない場所や、置換ガス濃度が異常に高くなってしまう部分ができてしまうこともある。しかし、平均値しか測定できなければ、放電域E1内の場所によって置換ガス濃度に差がある場合にもそのことを把握することができず、部分的に処理不良になってしまう可能性がある。
Patent Document 3 describes an apparatus that sucks gas from a long slit continuous in the length direction of a rod-like electrode in order to peel the entrained flow flowing into the discharge region from the surface to be processed. It is also conceivable to apply such a slit of the discharge electrode to a replacement gas intake port. However, the substitution gas concentration measured by sucking gas from the slit over the entire length of the rod-like electrode in this way is an average gas concentration over the entire length of the slit, and accurately detects the gas concentration at a specific point. It is not possible.
Depending on the supply structure of the replacement gas, even if the average value of the gas concentration is a required concentration, a place where the required replacement gas concentration is not reached or a portion where the replacement gas concentration becomes abnormally high may be formed. Sometimes. However, if only the average value can be measured, even if there is a difference in the concentration of the replacement gas depending on the location in the discharge region E1, this cannot be grasped, and there is a possibility that the processing will be partially defective. .

この発明の目的は、放電域の特定のポイントの置換ガス濃度を正確に特定でき、目的の改質効果を確実に実現できる表面改質方法及び表面改質装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a surface reforming method and a surface reforming apparatus that can accurately specify the replacement gas concentration at a specific point in the discharge region and can reliably achieve the target reforming effect.

第1の発明は、放電電極と対向電極間に供給された置換ガスを上記放電電極と対向電極との間の放電域でプラズマ化し、このプラズマのエネルギーで処理対象の表面を改質する表面改質方法において、上記放電域内で置換ガス濃度の測定ポイントを特定するプロセスと、上記特定した測定ポイントに対応させてガス取込用小孔の位置を設定するプロセスと、上記ガス取込用小孔から取り込んだ置換ガス濃度を測定するプロセスと、上記置換ガス濃度の測定値に応じて置換ガスの供給量を制御するプロセスとを実行する。 A first aspect of the present invention is surface modification of the discharge electrode and the counter electrode supplied replacement gas between plasma at a discharge zone between the discharge electrode and the counter electrode, to modify the surface to be processed with an energy of the plasma In the quality method, a process for specifying the measurement point of the replacement gas concentration in the discharge region, a process for setting the position of the gas intake small hole corresponding to the specified measurement point, and the gas intake small hole A process for measuring the concentration of the replacement gas taken in from the above and a process for controlling the supply amount of the replacement gas in accordance with the measured value of the replacement gas are executed.

第2の発明は、上記測定ポイントを複数設定するプロセスと、上記各測定ポイントに別々のガス取込用小孔を対応させるプロセスと、上記複数の各測定ポイントの置換ガス濃度を測定するプロセスと、複数の測定ポイントのうち、最低の置換ガス濃度を検出した最低測定ポイントもしくは最高の置換ガス濃度を検出した最高測定ポイントを特定するプロセスと、上記最低測定ポイントもしくは最高測定ポイントの置換ガス濃度を、基準値に導くためにガス供給量を制御するプロセスとを実行する。   The second invention includes a process of setting a plurality of the measurement points, a process of associating a separate gas intake small hole with each of the measurement points, and a process of measuring a replacement gas concentration at each of the plurality of measurement points. The process of identifying the lowest measurement point that has detected the lowest replacement gas concentration or the highest measurement point that has detected the highest replacement gas concentration, and the replacement gas concentration at the lowest measurement point or highest measurement point. And a process for controlling the gas supply to lead to a reference value.

第3の発明は、放電電極を備え、この放電電極と対向する対向電極間に生成されるガス置換放電で生成されるプラズマのエネルギーによって、上記放電電極と上記対向電極との間の処理対象の表面を改質する表面改質装置において、上記放電電極には上記ガス置換放電の放電域に開口して上記放電域内のガスを取り込むとともに、取り込まれたガスの置換ガス濃度を測定するガス測定手段に接続されたガス取込用小孔が備えられている。
なお、この発明において、ガス取込用小孔が放電域に開口しているとは、放電域内に開口があるというだけでなく、放電域近傍で放電域に対向し、放電域のガスを取り込める位置に開口している場合も含んでいる。
The third invention example Bei discharge electrodes, by the energy of plasma generated by gas replacement discharge which is generated between the counter electrode facing the discharge electrode, the treatment target between the discharge electrode and the counter electrode In the surface modification apparatus for modifying the surface of the gas, the discharge electrode opens into the discharge region of the gas replacement discharge and takes in the gas in the discharge region, and measures the concentration of the substituted gas in the taken-in gas A small hole for gas intake connected to the means is provided.
In the present invention, the fact that the small holes for gas intake are open in the discharge area not only means that there is an opening in the discharge area, but also faces the discharge area in the vicinity of the discharge area and can take in gas in the discharge area. The case where it opens to the position is also included.

第4の発明は、上記放電電極は、対向する処理対象に応じた大きさを備え、この放電電極には上記ガス取込用小孔を複数備えるとともに、これらガス取込用小孔は放電電極の大きさの範囲で所定の間隔を保って形成されている。
なお、上記放電電極の大きさとは、放電電極であって放電域と対向する部分の長さや面積のことである。
また、上記所定の間隔とは、特定のガス取込用小孔から取り込まれるガスと、隣接するガス取込用小孔から取り込まれるガスとが干渉することがなく、区別できる間隔である。
According to a fourth aspect of the present invention, the discharge electrode has a size corresponding to an object to be treated, and the discharge electrode includes a plurality of the small holes for gas intake, and the small holes for gas intake are the discharge electrodes. Are formed at a predetermined interval in a range of the size of.
Note that the size of the discharge electrodes is the length and area of a portion facing the discharge area a discharge electrode.
The predetermined interval is an interval at which a gas taken in from a specific gas intake small hole can be distinguished from a gas taken in from an adjacent gas intake small hole without interference.

第5の発明は、上記ガス取込用小孔から取り込まれたガスの置換ガス濃度に基づいて、置換ガスの供給量を制御するための置換ガス供給量制御手段が設けられている。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a replacement gas supply amount control means for controlling the supply amount of the replacement gas based on the replacement gas concentration of the gas taken in from the gas intake small hole.

第1の発明によれば、放電域の特定のポイントの置換ガス濃度を測定することができるとともに、その測定ポイントの測定値に応じて置換ガスの供給量を制御できる。
特に、測定ポイントを置換ガス濃度が最低値となる最低測定ポイントもしくは置換ガス濃度が最高となる最高測定ポイントを測定ポイントに設定し、この最低測定ポイントもしくは最高測定ポイントのガス濃度を基に置換ガス供給量を制御すれば、放電域の置換ガス濃度の最低値あるいは最高値を制御して処理に適した置換ガス濃度を保つことができる。
According to the first invention, the replacement gas concentration at a specific point in the discharge region can be measured, and the supply amount of the replacement gas can be controlled according to the measurement value at the measurement point.
In particular, the measurement point is set to the lowest measurement point with the lowest replacement gas concentration or the highest measurement point with the highest replacement gas concentration as the measurement point, and the replacement gas is based on the gas concentration at this lowest or highest measurement point. By controlling the supply amount, it is possible to maintain the replacement gas concentration suitable for processing by controlling the minimum value or the maximum value of the replacement gas concentration in the discharge region.

また、実測した最低測定ポイントの置換ガス濃度に応じて、必要最小限の置換ガスを供給すれば、置換ガスを必要以上に供給して無駄に消費することもない。
一方、最高測定ポイントを測定ポイントとして、この最高測定ポイントが基準値になるように制御すれば、放電域全体の置換ガス濃度が高くなり過ぎることがなく、置換ガス濃度が高すぎると不具合が生じるような処理も安定的に実現できる。
Further, if the necessary minimum replacement gas is supplied according to the actually measured replacement gas concentration at the lowest measurement point, the replacement gas is supplied more than necessary and is not wasted.
On the other hand, if the highest measurement point is taken as a measurement point and controlled so that this highest measurement point becomes the reference value, the replacement gas concentration in the entire discharge area will not be too high, and if the replacement gas concentration is too high, problems will occur. Such processing can also be realized stably.

第2の発明によれば、放電域の複数のポイントにおける置換ガス濃度をそれぞれピンポイントで測定し、最低測定ポイントもしくは最高測定ポイントの位置を正確に特定することができる。
また、特定した最低測定ポイントもしくは最高測定ポイントの測定値に応じてガス供給量を制御し、安定した改質処理を実現できる。
According to the second aspect of the present invention, the replacement gas concentration at a plurality of points in the discharge area can be measured by pinpoints, and the position of the lowest measurement point or the highest measurement point can be accurately specified.
In addition, a stable reforming process can be realized by controlling the gas supply amount according to the specified minimum measurement point or the measured value of the maximum measurement point.

第3の表面改質装置によれば、ガス取込用小孔に対応した放電域の特定のポイントの置換ガス濃度をピンポイントで測定することができる。したがって、測定された置換ガス濃度に応じて置換ガスの供給量などを制御すれば、放電域の置換ガス濃度を適正に保つこともできる。その結果、目的の改質処理を実現できる。   According to the third surface reforming apparatus, the replacement gas concentration at a specific point in the discharge region corresponding to the gas intake small hole can be measured in a pinpoint manner. Therefore, if the supply amount of the replacement gas is controlled according to the measured replacement gas concentration, the replacement gas concentration in the discharge region can be kept appropriate. As a result, the target reforming process can be realized.

第4の発明によれば、複数のガス取込用小孔の位置に対応する置換ガス濃度を測定することで、放電域内の置換ガス濃度分布を検出することができる。
また、検出した置換ガス濃度分布に応じて置換ガスの供給量を制御して目的の改質処理を実現できる。さらに、放電電極の位置や、置換ガスの供給手段などの調整を行なって置換ガス濃度分布を改善したりすることもできる。置換ガス濃度の分布が小さくなれば、置換ガスの消費量を抑えながら、処理対象面全体をより均一に改質処理することができる。
According to the fourth aspect of the invention, the replacement gas concentration distribution in the discharge region can be detected by measuring the replacement gas concentration corresponding to the positions of the plurality of gas intake small holes.
Further, the target reforming process can be realized by controlling the supply amount of the replacement gas according to the detected replacement gas concentration distribution. Further, the distribution of the replacement gas concentration can be improved by adjusting the position of the discharge electrode , the supply means of the replacement gas, and the like. If the distribution of the replacement gas concentration is reduced, the entire surface to be processed can be more uniformly reformed while suppressing the consumption of the replacement gas.

第5の発明によれば、置換ガス濃度の測定値に応じて置換ガスの供給量が制御でき、改質不良を防止できる。   According to the fifth aspect, the supply amount of the replacement gas can be controlled in accordance with the measured value of the replacement gas concentration, and defective reforming can be prevented.

この発明の第1実施形態の概略図である。1 is a schematic view of a first embodiment of the present invention. 第1実施形態の放電電極の斜視図である。It is a perspective view of the discharge electrode of 1st Embodiment. 第2実施形態の概略図である。It is the schematic of 2nd Embodiment. 第3実施形態の放電電極の斜視図である。It is a perspective view of the discharge electrode of 3rd Embodiment. 第4実施形態の概略図である。It is the schematic of 4th Embodiment. 第5実施形態の概略図である。It is the schematic of 5th Embodiment. 従来の表面改質装置の概略図である。It is the schematic of the conventional surface modification apparatus.

以下に第1〜5実施形態を説明する。なお、第4,5実施形態は、この発明の参考例である。
図1,2に示す第1実施形態は、接地されるとともに回転する処理ローラ1で搬送されるフィルムFをガス置換放電で生成されたプラズマのエネルギーで改質するための表面改質装置である。この第1実施形態において、従来例と同じ構成要素には図7と同じ符号を用いている。
図1に示すように、チャンバ2内では、上記フィルムFの幅方向に長さを有する棒状の放電電極7が保持部材6に保持されている。
First to fifth embodiments will be described below. The fourth and fifth embodiments are reference examples of the present invention.
The first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is a surface reforming apparatus for modifying a film F conveyed by a processing roller 1 that is grounded and rotated by the energy of plasma generated by gas displacement discharge. . In the first embodiment, the same reference numerals as those in FIG.
As shown in FIG. 1, a rod-shaped discharge electrode 7 having a length in the width direction of the film F is held by a holding member 6 in the chamber 2.

そして、チャンバ2には置換ガス供給管5を介して、図示していないガス供給源から置換ガスが供給される。なお、上記ガス供給源と上記チャンバ2との間のガス供給経路には、供給量を制御する図示していない置換ガス供給量制御手段が設けられている。
この第1実施形態では、上記保持部材6及び放電電極7が電極構造体を構成している。この電極構造体は、上記保持部材6を介してチャンバ2の天井面に取り付けられているが、保持部材6と天井面との間には連結部材などを介在させても、させなくてもよい。
A replacement gas is supplied to the chamber 2 from a gas supply source (not shown) via a replacement gas supply pipe 5. The gas supply path between the gas supply source and the chamber 2 is provided with a replacement gas supply amount control means (not shown) for controlling the supply amount.
In the first embodiment, the holding member 6 and the discharge electrode 7 constitute the electrodes structure. The electrode structure is attached to the ceiling surface of the chamber 2 via the holding member 6, but a connecting member or the like may or may not be interposed between the holding member 6 and the ceiling surface. .

また、上記放電電極7には図示しない高電圧源が接続され、放電電極7の先端と対向電極となる接地された処理ローラ1との間の放電域E2で放電が発生するようにしている。
上記放電電極7の先端には、図1,2に示すようにフィルムFに向かって突出した一対の凸部7a,7aを当該放電電極7の長さ方向に連続させるとともに、凸部7a,7aのうち処理ローラ1との間隔が最短となる点を放電部7b,7bとし、これら放電部7b,7bが上記長さ方向に連続している。
Further, a high voltage source (not shown) is connected to the discharge electrode 7 so that a discharge is generated in a discharge region E2 between the tip of the discharge electrode 7 and the grounded processing roller 1 serving as a counter electrode.
As shown in FIGS. 1 and 2, a pair of convex portions 7a and 7a projecting toward the film F are continued at the distal end of the discharge electrode 7 in the length direction of the discharge electrode 7, and the convex portions 7a and 7a. Among these, the points where the distance to the processing roller 1 is the shortest are the discharge portions 7b and 7b, and these discharge portions 7b and 7b are continuous in the length direction.

上記放電部7b,7bと処理ローラ1との間隔を最短にしているので、高電圧が印加されたときには、放電部7b,7bと処理ローラ1との間の電界強度が最も高くなる。この強い電界によって放電域E2が形成される。なお、上記放電部7b,7bの両者は、処理ローラ1との対向間隔を等しくしている。このように両者の対向間隔を等しくすることによって放電域E2を広げることができる。   Since the distance between the discharge portions 7b and 7b and the processing roller 1 is minimized, the electric field strength between the discharge portions 7b and 7b and the processing roller 1 is the highest when a high voltage is applied. A discharge region E2 is formed by this strong electric field. In addition, both the said discharge parts 7b and 7b equalize the opposing space | interval with the processing roller 1. FIG. In this way, the discharge area E2 can be widened by equalizing the facing distance between the two.

また、上記凸部7a,7aの間には上記長さ方向に連続する凹部7cが形成され、この凹部7c内を非放電部としている。
この第1実施形態では、上記凹部7cの底面にガス取込用小孔9を開口させるとともに、放電電極7内には一端側開口をこのガス取込用小孔9とするガス通路8が形成されている。このガス通路8の他端側の開口10を放電電極7の側面7dに設けている。このように、上記ガス取込用小孔9を非放電部に開口させているので、この開口が放電部7bの放電に影響を及ぼすことはない。
Further, a concave portion 7c continuous in the length direction is formed between the convex portions 7a and 7a, and the inside of the concave portion 7c is used as a non-discharge portion.
In the first embodiment, a gas intake hole 9 is formed in the bottom surface of the recess 7c, and a gas passage 8 is formed in the discharge electrode 7 with the one end side opening being the gas intake hole 9. Has been. An opening 10 on the other end side of the gas passage 8 is provided on the side surface 7 d of the discharge electrode 7. Thus, since the small hole 9 for gas intake is opened in the non-discharge portion, this opening does not affect the discharge of the discharge portion 7b.

なお、上記放電部7b,7bの間に形成された凹部7cは、放電部7b,7bと処理ローラ1との間に生成される放電域E2の近傍で放電域E2に対向している。したがって、この凹部7cに開口させたガス取込用小孔9も放電域E2に対向する。
また、上記放電電極7の開口10には、チャンバ2の外に設置されたガス測定手段11と連通する配管12が連結されている。ガス測定手段11は、ガス取込用小孔9からガスを取り込むための吸引機能と、取り込んだガスの成分や濃度を特定するガス分析機能とを備え、取り込んだガス中の置換ガス濃度を検出する機能を備えている。
The concave portion 7c formed between the discharge portions 7b and 7b is opposed to the discharge region E2 in the vicinity of the discharge region E2 generated between the discharge portions 7b and 7b and the processing roller 1. Therefore, the gas intake small hole 9 opened in the recess 7c also faces the discharge region E2.
A pipe 12 communicating with a gas measuring means 11 installed outside the chamber 2 is connected to the opening 10 of the discharge electrode 7. The gas measuring means 11 has a suction function for taking in the gas from the gas taking-in small holes 9 and a gas analysis function for specifying the component and concentration of the taken-in gas, and detects the substitution gas concentration in the taken-in gas. It has a function to do.

したがって、この第1実施形態では、上記凹部7cに開口したガス取込用小孔9から放電域E2のガスを直接取り込んで、ガス測定手段11で分析できる。
なお、上記ガス取込用小孔9の開口位置はこの発明の測定ポイントに対応する。
この第1実施形態の装置でも、従来と同様にチャンバ2の外から同伴流aが流入し、この同伴流aと置換ガスとが混合して放電部7b,7bと処理ローラ1との間の放電域E2に流れ込む。そのため、放電域E2では置換ガス濃度がチャンバ2内の他の部分よりも低くなる可能性がある。
Therefore, in the first embodiment, the gas in the discharge region E2 can be directly taken in from the gas taking-in small hole 9 opened in the concave portion 7c and analyzed by the gas measuring means 11.
The opening position of the small hole 9 for gas intake corresponds to the measurement point of the present invention.
Also in the apparatus of the first embodiment, the entrained flow a flows in from the outside of the chamber 2 as in the prior art, and the entrained flow a and the replacement gas are mixed to form a space between the discharge portions 7b and 7b and the processing roller 1. It flows into the discharge area E2. Therefore, in the discharge region E2, the replacement gas concentration may be lower than other portions in the chamber 2.

しかし、この第1実施形態では、測定ポイントであるガス取込用小孔9から放電域E2のガスを取り込むので、放電域E2におけるピンポイントの置換ガス濃度を正確に測定することができる。
特に、この第1実施形態では、放電部7b,7bとの間に形成された凹部7c内にガス取込用小孔9を形成しているので、ガス取込用小孔9の開口が放電部7b,7bで囲まれることになり、放電域E2内のガスを確実に取り込んでより正確な置換ガス濃度測定ができる。
However, in the first embodiment, since the gas in the discharge area E2 is taken from the gas intake small hole 9 which is a measurement point, the pinpoint replacement gas concentration in the discharge area E2 can be accurately measured.
In particular, in the first embodiment, since the gas intake small hole 9 is formed in the concave portion 7c formed between the discharge portions 7b and 7b, the opening of the gas intake small hole 9 is discharged. It is surrounded by the parts 7b and 7b, so that the gas in the discharge region E2 can be reliably taken in and the replacement gas concentration can be measured more accurately.

また、測定された置換ガス濃度に基づき、上記置換ガス供給量制御手段で置換ガスの供給量を制御し、目的の処理を実現することができる。
なお、上記放電部7b,7bが放電電極7の長さ方向に連続しているので放電域E2が放電電極7の長さ方向に長く形成されるが、同伴流aの流れ込み量が違ったり、置換ガスの流れが違ったりし、放電域E2の長さ方向の位置によって置換ガス濃度に分布ができることがある。そのため、置換ガス濃度の測定値に基づいて置換ガスの供給量を制御する場合、どの位置で置換ガス濃度を測定するのかが重要になる。
Further, based on the measured replacement gas concentration, the replacement gas supply amount control means controls the supply amount of the replacement gas, thereby realizing the target processing.
In addition, since the discharge portions 7b and 7b are continuous in the length direction of the discharge electrode 7, the discharge region E2 is formed long in the length direction of the discharge electrode 7, but the flow amount of the entrained flow a is different, The flow of the replacement gas may be different, and the distribution of the replacement gas concentration may occur depending on the position in the length direction of the discharge region E2. Therefore, when controlling the supply amount of the replacement gas based on the measured value of the replacement gas concentration, it is important at which position the replacement gas concentration is measured.

そして、上記のようにガス取込用小孔9の開口位置は測定ポイントに対応するので、この開口の位置によって測定ポイントが変わる。ガス濃度を測定するのに最も適した位置をあらかじめ特定し、そこにガス取込用小孔9を開口させれば、処理目的にあった置換ガス濃度を測定でき、置換ガス供給量の制御ができる。
なお、上記最適な測定ポイントの位置は、実測した置換ガス濃度の分布に応じて特定することができる。
また、置換ガス濃度の分布は、チャンバの構造や、置換ガスの供給口の位置などによって推測することもできる。このように推測できる場合には、あえて実測しなくてもよい。
And since the opening position of the small hole 9 for gas intake respond | corresponds to a measurement point as mentioned above, a measurement point changes with the position of this opening. If the position most suitable for measuring the gas concentration is specified in advance and the small hole 9 for gas intake is opened there, the replacement gas concentration suitable for the processing purpose can be measured, and the control of the supply amount of the replacement gas can be performed. it can.
The position of the optimum measurement point can be specified according to the distribution of the actually measured replacement gas concentration.
Further, the distribution of the replacement gas concentration can be estimated from the structure of the chamber, the position of the supply port of the replacement gas, and the like. In such a case, it is not necessary to actually measure.

例えば、置換ガス濃度が最も低くなる位置である最低測定ポイントにガス取込用小孔9を開口させれば、測定基準が最低ガス濃度になる。反対に、置換ガス濃度が最も高くなる位置である最高測定ポイントにガス取込用小孔9を開口させれば、測定基準が最高ガス濃度になる。また、最低測定ポイントと最高測定ポイントの間でガス取込用小孔を開口させる測定ポイントを設定することができる。
いずれにしても、測定ポイントの位置は処理目的に応じて自由に選択できる。
For example, if the gas intake small hole 9 is opened at the lowest measurement point where the replacement gas concentration is lowest, the measurement standard becomes the lowest gas concentration. On the other hand, if the gas intake small hole 9 is opened at the highest measurement point where the replacement gas concentration is the highest, the measurement standard becomes the highest gas concentration. Moreover, the measurement point which opens the small hole for gas intake between the lowest measurement point and the highest measurement point can be set.
In any case, the position of the measurement point can be freely selected according to the processing purpose.

例えば、放電域全体の置換ガス濃度を基準値以上に保ちたい場合には、ガス濃度が最低となる最低測定ポイントにガス取込用小孔9を開口させることになる。このように、最低測定ポイントの測定値に応じて置換ガス供給量を制御すれば、常に必要最小限の置換ガスで目的の処理を実現できるので、置換ガスを無駄に消費することもない。
一方、置換ガス濃度が基準値を超えると目的の処理ができないような種類の処理がある。このような処理を行う場合には、置換ガス濃度の上限を設定するために、置換ガス濃度が最高となる最高測定ポイントを特定し、そこにガス取込用小孔9を開口させることになる。
For example, when it is desired to maintain the replacement gas concentration in the entire discharge region at a reference value or higher, the gas intake small hole 9 is opened at the lowest measurement point where the gas concentration is the lowest. As described above, if the supply amount of the replacement gas is controlled in accordance with the measured value of the lowest measurement point, the target processing can always be realized with the minimum necessary replacement gas, so that the replacement gas is not wasted.
On the other hand, there is a type of processing in which the target processing cannot be performed when the replacement gas concentration exceeds the reference value. When performing such processing, in order to set the upper limit of the replacement gas concentration, the highest measurement point at which the replacement gas concentration is highest is specified, and the gas intake small hole 9 is opened there. .

上記のようにした第1実施形態では、放電域に開口したガス取込用小孔9から放電域E2内の置換ガス濃度を直接取り込めるので、放電域E2における正確な置換ガス濃度を測定できる。
また、ガス取込用小孔9を非放電部に開口させたので、この開口が放電形成に影響することなく、均一な放電状態を維持できる。
さらに、ガス取込用小孔9の開口が放電部7b,7bで囲まれることになり、放電域E2内のガスを確実に取り込んでより正確な置換ガス濃度測定ができる。
In the first embodiment as described above, since the replacement gas concentration in the discharge area E2 can be directly taken in from the gas intake small hole 9 opened in the discharge area, the accurate replacement gas concentration in the discharge area E2 can be measured.
Further, since the gas intake small hole 9 is opened in the non-discharge portion, the opening can maintain a uniform discharge state without affecting the discharge formation.
Furthermore, the opening of the gas intake small hole 9 is surrounded by the discharge portions 7b and 7b, so that the gas in the discharge region E2 can be reliably taken in and the replacement gas concentration can be measured more accurately.

なお、この第1実施形態では、上記ガス取込用小孔9とは反対側のガス通路8の開口10は電極構造体であればどこに設けてもよい。例えば、上記開口10を放電電極7の長さ方向端面に設けてもよいし、放電電極7と保持部材6との間や保持部材6に上記開口10を設けてもよい。   In the first embodiment, the opening 10 of the gas passage 8 on the side opposite to the gas intake small hole 9 may be provided anywhere as long as it is an electrode structure. For example, the opening 10 may be provided on the end face in the length direction of the discharge electrode 7, or the opening 10 may be provided between the discharge electrode 7 and the holding member 6 or in the holding member 6.

また、上記放電電極7と同様の放電電極をフィルムFの搬送方向に沿って複数配置してもよい。それらのうちのいずれかにガス通路8及びガス取込用小孔9を設けてもよいし、全ての放電電極7にガス通路8及びガス取込用小孔9を設けてもかまわない。複数のガス取込用小孔9を設けた場合には、それぞれに個別のガス測定手段11を接続し、各ガス取込用小孔9の開口位置ごとに置換ガス濃度をピンポイントで測定することができる。   Further, a plurality of discharge electrodes similar to the discharge electrode 7 may be arranged along the transport direction of the film F. The gas passage 8 and the gas intake small hole 9 may be provided in any of them, or the gas passage 8 and the gas intake small hole 9 may be provided in all the discharge electrodes 7. In the case where a plurality of gas intake small holes 9 are provided, individual gas measuring means 11 are connected to each of them, and the replacement gas concentration is measured pinpoint for each opening position of each gas intake small hole 9. be able to.

図3に示す第2実施形態は、チャンバ2内に、棒状の支持部材13で支持された一対の棒状の放電電極15,16が間隔を保って設けられた表面改質装置である。この第2実施形態では、放電電極15,16と、これらに挟持された上記支持部材13と、保持部材6とが電極構造体を構成している。
上記支持部材13には図示しないガス供給源及び置換ガス供給量制御手段に接続された置換ガス通路14が形成され、このガス通路14から放電電極15,16の対向隙間を通過して放電電極15,16と処理ローラ1との間に置換ガスが供給されるようにしている。そのため、置換ガスが後で説明する放電域E3,E4に直接供給され、無駄を少なくできる。
なお、この第2実施形態において、第1実施形態と同様の構成要素には、図1と同じ符号を用いている。
The second embodiment shown in FIG. 3 is a surface reforming apparatus in which a pair of rod-shaped discharge electrodes 15 and 16 supported by a rod-shaped support member 13 are provided in the chamber 2 with a space therebetween. In this second embodiment, the discharge electrodes 15 and 16, and the support member 13 interposed therebetween, and the holding member 6 constitutes the collector electrode structure.
The support member 13 is formed with a replacement gas passage 14 connected to a gas supply source (not shown) and a replacement gas supply amount control means. The discharge electrode 15 passes through the opposing gap between the discharge electrodes 15 and 16 from the gas passage 14. , 16 and the processing roller 1 are supplied with replacement gas. Therefore, the replacement gas is directly supplied to discharge areas E3 and E4 described later, and waste can be reduced.
In the second embodiment, the same reference numerals as those in FIG. 1 are used for the same components as those in the first embodiment.

また、各放電電極15,16の先端は、対向電極である処理ローラ1に向かって突出した断面円弧状でフィルムFの幅方向に長さを有する一対の凸部15a,15a、16a,16aが形成されている。これらの凸部15a,15a、16a,16aの先端で処理ローラ1との対向間隔が最短となる点が放電部15b,15b、16b,16bである。これら放電部15bと処理ローラ1との間、上記放電部16bと処理ローラ1との間は電界強度が高くなり、それぞれ放電域E3,E4が形成される。   Moreover, the tip of each discharge electrode 15 and 16 has a pair of convex parts 15a, 15a, 16a, and 16a which have a length in the width direction of the film F in a circular arc shape protruding toward the processing roller 1 which is a counter electrode. Is formed. Discharge portions 15b, 15b, 16b, and 16b are the points at which the distance between the convex portions 15a, 15a, 16a, and 16a and the processing roller 1 is the shortest. The electric field strength is increased between the discharge unit 15b and the processing roller 1, and between the discharge unit 16b and the processing roller 1, and discharge regions E3 and E4 are formed, respectively.

また、一対の凸部15a,15aの境目に形成される凹部や、凸部16a,16aの境目に形成される凹部内は非放電部である。この非放電部である凹部内にそれぞれガス取込用小孔9を開口させている。
また、各放電電極15,16には、上記ガス取込用小孔9を一端とするガス通路8,8が形成されている。このガス通路8,8は、ガス取込用小孔9,9と反対側の開口10,10が放電電極15,16の側面15c,16cに設けられている。そして、各開口10,10に配管12,12を介してガス測定装置11,11を接続している。
なお、この第2実施形態における放電部15b,16b及び非放電部も、放電電極15,16の長さ方向に連続する。
Moreover, the recessed part formed in the boundary of a pair of convex part 15a, 15a and the recessed part formed in the boundary of convex part 16a, 16a are non-discharge parts. The small holes 9 for gas intake are opened in the recesses that are non-discharge portions.
The discharge electrodes 15 and 16 are provided with gas passages 8 and 8 each having the gas intake small hole 9 as one end. In the gas passages 8, 8, openings 10, 10 opposite to the gas intake small holes 9, 9 are provided on the side surfaces 15 c, 16 c of the discharge electrodes 15, 16. The gas measuring devices 11 and 11 are connected to the openings 10 and 10 via the pipes 12 and 12, respectively.
In addition, the discharge parts 15b and 16b and the non-discharge part in this 2nd Embodiment are also continued in the length direction of the discharge electrodes 15 and 16.

このような第2実施形態の表面改質装置においても、処理ローラ1で搬送されるフィルムFの同伴流aが置換ガスとともに放電域E3,E4に流入するが、この同伴流が混合されたガスを上記ガス取込用小孔9から取り込んで置換ガス濃度を測定することができる。
上記ガス取込用小孔9は放電電極15,16の先端の一対の放電部15b,15b、16b,16b間に開口しているため、放電域E3,E4のガスを直接取り込むことができ、放電域E3,E4中のピンポイントの置換ガス濃度を正確に測定することができる。
Also in the surface reforming apparatus of the second embodiment, the entrained flow a of the film F conveyed by the processing roller 1 flows into the discharge areas E3 and E4 together with the replacement gas. Can be taken in from the small holes 9 for gas intake and the concentration of the replacement gas can be measured.
Since the gas intake small hole 9 is opened between the pair of discharge portions 15b, 15b, 16b, 16b at the tips of the discharge electrodes 15, 16, the gas in the discharge areas E3, E4 can be directly taken in, It is possible to accurately measure the pinpoint replacement gas concentration in the discharge regions E3 and E4.

また、上記放電電極15,16はフィルムFの搬送方向に沿って置換ガス通路14の上流側と下流側に位置しているので、一対のガス取込用小孔9,9の位置の置換ガス濃度からフィルムFの移動による置換ガス濃度への影響を把握することもできる。
さらに、この第2実施形態においても、上記ガス取込用小孔9,9の測定結果に基づいて、置換ガスの供給量を制御すれば、目的の改質処理を安定して実現することができる。
この第2実施形態では、支持部材13に形成された置換ガス通路14から放電域E3,E4に直接、置換ガスが供給されるため、置換ガスが放電域E3,E4外へ流れて無駄になることを防止できる。
Further, since the discharge electrodes 15 and 16 are located on the upstream side and the downstream side of the replacement gas passage 14 along the transport direction of the film F, the replacement gas at the position of the pair of gas intake small holes 9 and 9 is provided. It is also possible to grasp the influence on the replacement gas concentration due to the movement of the film F from the concentration.
Furthermore, also in the second embodiment, if the supply amount of the replacement gas is controlled based on the measurement result of the gas intake small holes 9, the target reforming process can be realized stably. it can.
In the second embodiment, since the replacement gas is directly supplied from the replacement gas passage 14 formed in the support member 13 to the discharge areas E3 and E4, the replacement gas flows out of the discharge areas E3 and E4 and is wasted. Can be prevented.

なお、上記ガス通路8においてガス取込用小孔9と反対側となる開口10は、ガス取込用小孔9を測定装置11に接続できればどこに設けてもよい。
また、ガス取込用小孔9は放電電極15,16のいずれか一方のみに形成されていてもよい。
さらに、放電電極の数も一対に限らないし、複数の放電電極のうちガス取込用小孔9が形成される放電電極の数も特に限定されない。
The opening 10 on the opposite side of the gas intake hole 9 in the gas passage 8 may be provided anywhere as long as the gas intake hole 9 can be connected to the measuring device 11.
Further, the gas intake small hole 9 may be formed only in one of the discharge electrodes 15 and 16.
Further, the number of discharge electrodes is not limited to a pair, and the number of discharge electrodes in which the gas intake small holes 9 are formed is not particularly limited among the plurality of discharge electrodes.

図4に示す第3実施形態は、放電電極7の非放電部7cに、その長さ方向に所定の間隔を保って複数のガス取込用小孔9を設け、それぞれをガス通路8及び開口10を介してガス測定手段11に接続した装置で、その他の構成は図1に示す第1実施形態と同じである。
なお、上記ガス取込用小孔9,9間は、特定のガス取込用小孔9から取り込まれるガスと、隣接するガス取込用小孔9から取り込まれるガスとが干渉することがなく、区別できる間隔を保って配置されている。そのため、各ガス取込用小孔9からは、当該ガス取込用小孔9と対向する領域内のガスのみが取り込まれてピンポイントの置換ガス濃度を正確に測定できる。
In the third embodiment shown in FIG. 4, a plurality of gas intake small holes 9 are provided in the non-discharge portion 7 c of the discharge electrode 7 at predetermined intervals in the length direction, and the gas passage 8 and the opening are respectively provided. The other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
In addition, the gas taken in from the specific gas intake small hole 9 and the gas taken in from the adjacent gas intake small hole 9 do not interfere between the gas intake small holes 9 and 9. It is arranged with a distinguishable interval. Therefore, from each gas intake small hole 9, only the gas in the area | region facing the said gas intake small hole 9 is taken in, and pinpoint substitution gas concentration can be measured correctly.

このように、第3実施形態では、棒状の放電電極7の長さに沿った複数のガス取込用小孔9に対応するピンポイントの置換ガス濃度を測定できるため、これらの測定値から放電電極7の長さ方向に広がる放電域内の置換ガス濃度分布を把握することができる。
したがって、全測定ポイントの置換ガス濃度を監視しながら置換ガスの供給量を制御して、目的の改質処理を実現することができる。
In this way, in the third embodiment, the pinpoint replacement gas concentration corresponding to the plurality of gas intake small holes 9 along the length of the rod-like discharge electrode 7 can be measured. The replacement gas concentration distribution in the discharge region extending in the length direction of the electrode 7 can be grasped.
Therefore, the target reforming process can be realized by controlling the supply amount of the replacement gas while monitoring the replacement gas concentration at all measurement points.

また、複数の測定ポイントから、置換ガス濃度が最も低くなる最低測定ポイントや、置換ガス濃度が最も高くなる最高測定ポイントを特定し、そこの置換ガス濃度が基準値になるように置換ガス供給量を制御することもできる。
なお、ガス濃度分布は装置の運転中にも変化することがあり、最低測定ポイントや最高測定ポイントも移動することがある。特に、フィルムFの幅などの処理幅が大きくなればなるほど、置換ガス濃度分布が変動しやすくなる。しかし、この第3実施形態のように複数のガス取込用小孔9を設ければ、ガス濃度分布を監視できるので、それに基づいて置換ガス供給量を制御すれば、より厳密な置換ガス濃度の制御ができる。
Also, from the multiple measurement points, specify the lowest measurement point with the lowest replacement gas concentration and the highest measurement point with the highest replacement gas concentration, and supply the replacement gas so that the replacement gas concentration becomes the reference value. Can also be controlled.
Note that the gas concentration distribution may change during the operation of the apparatus, and the lowest measurement point and the highest measurement point may move. In particular, the larger the processing width such as the width of the film F, the more easily the substitution gas concentration distribution fluctuates. However, if a plurality of gas intake small holes 9 are provided as in the third embodiment, the gas concentration distribution can be monitored. Therefore, if the replacement gas supply amount is controlled based on the gas concentration distribution, a stricter replacement gas concentration can be obtained. Can be controlled.

そして、図4では複数のガス取込用小孔9を放電電極7の長さ方向に沿って一列に配置しているが、放電電極の形状によってガス取込用小孔9の配置を変えることもできる。例えば、放電電極において放電域に対向する部分が面状の場合には、その面に複数のガス取込用小孔9を配置してもよい。ガス取込用小孔9を面内に配置すれば、放電域の所定面積内の置換ガス濃度分布を測定することもできる。   In FIG. 4, the plurality of gas intake small holes 9 are arranged in a line along the length direction of the discharge electrode 7, but the arrangement of the gas intake small holes 9 is changed depending on the shape of the discharge electrode. You can also. For example, when the portion of the discharge electrode that faces the discharge region is planar, a plurality of gas intake small holes 9 may be disposed on the surface. If the gas intake small holes 9 are arranged in the plane, the replacement gas concentration distribution within a predetermined area of the discharge region can also be measured.

なお、上記第1〜3実施形態では、ガス取込用小孔9を非放電部に開口させて、開口が均一な放電形成の妨げにならないようにしている。ただし、放電の乱れが許容できればガス取込用小孔9は放電部に形成してもよい。要するに、ガス取込用小孔9は、放電域に対向して放電域内のガスを取り込める位置であれば、放電電極のどこに設けても構わない。
また、ガス取込用小孔9が開口する非放電部は、放電部以外であって、放電域に対向して放電域内のガスを取り込める位置であればよく、上記のように放電部間に形成される凹部内に限らない。
In the first to third embodiments, the gas intake small holes 9 are opened in the non-discharge portion so that the openings do not hinder uniform discharge formation. However, the small holes 9 for gas intake may be formed in the discharge part if the disturbance of the discharge can be allowed. In short, the gas intake small hole 9 may be provided anywhere on the discharge electrode as long as the gas intake small hole 9 faces the discharge area and can take in the gas in the discharge area.
Further, the non-discharge portion where the gas intake small hole 9 is opened may be a position other than the discharge portion and facing the discharge region so that the gas in the discharge region can be taken in, and between the discharge portions as described above. It does not restrict to the recessed part formed.

図5に示す第4実施形態は、チャンバ2の天井面に取り付けられた保持部材6に、放電電極17とその両側のカバー部材18,19とを保持させたものである。なお、放電電極17とカバー部材18,19との間には支持部材20を介在させ、カバー部材18,19と放電電極17との間に一定の隙間を保っている。
上記放電電極17は、上記他の実施形態と同様にフィルムFの幅方向に長さを有する棒状の電極である。この放電電極17も先端に一対の凸部が形成され、その先端で処理ローラ1との距離が最短となる一対の放電部を備えている。したがって、高電圧が印加されると、これら放電部と処理ローラ1との対向間隔内に上記フィルムFの幅方向に伸びる放電域E5が形成される。
In the fourth embodiment shown in FIG. 5, the discharge electrode 17 and the cover members 18 and 19 on both sides thereof are held by the holding member 6 attached to the ceiling surface of the chamber 2. A support member 20 is interposed between the discharge electrode 17 and the cover members 18 and 19, and a certain gap is maintained between the cover members 18 and 19 and the discharge electrode 17.
The discharge electrode 17 is a rod-like electrode having a length in the width direction of the film F as in the other embodiments. The discharge electrode 17 is also provided with a pair of discharge portions that are formed with a pair of convex portions at the tip and the distance from the processing roller 1 is the shortest at the tip. Therefore, when a high voltage is applied, a discharge region E5 extending in the width direction of the film F is formed in the facing distance between the discharge part and the processing roller 1.

また、上記カバー部材18,19は樹脂やセラミックなどの絶縁性材料で形成され、上記放電電極17を覆う長さと幅とを備えた部材である。
この第4実施形態では、上記支持部材20と、放電電極17、カバー部材18,19及び保持部材6が電極構造体を構成している。
なお、この第4実施形態において、図1に示す第1実施形態と同じ符号を付した構成要素は、第1実施形態と同じものである。
The cover members 18 and 19 are formed of an insulating material such as resin or ceramic, and are members having a length and a width that cover the discharge electrode 17.
In the fourth embodiment, and the support member 20, discharge electrodes 17, the cover members 18 and 19 and the holding member 6 constitutes the collector electrode structure.
In the fourth embodiment, the constituent elements denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are the same as those in the first embodiment.

さらに、上記放電電極17に対してフィルムFの移動方向上流側に位置するカバー部材18内にはガス通路8が形成されている。ガス通路8は、図2に示す第1実施形態と同様に、その一端をフィルムFに向かって開口するガス取込用小孔9とし、他端を開口10として配管12を介してガス測定手段11に接続されている。そして、上記ガス取込用小孔9は、放電電極17の先端と処理ローラ1との間に形成される放電域E5に対向する位置に開口する。
これにより、フィルムFの表面に沿った同伴流aと置換ガスとが混合した放電域E5内のガスがガス取込用小孔9から取り込まれ、それを上記ガス測定手段11に導くことができる。取り込まれたガスをガス測定手段11で分析することで、放電域E5内のピンポイントの置換ガス濃度を測定できる。
Further, a gas passage 8 is formed in the cover member 18 located on the upstream side in the moving direction of the film F with respect to the discharge electrode 17. As in the first embodiment shown in FIG. 2, the gas passage 8 has a gas intake small hole 9 opened at one end toward the film F and the other end opened as a gas measuring means via a pipe 12. 11 is connected. The gas intake small hole 9 opens at a position facing the discharge region E5 formed between the tip of the discharge electrode 17 and the processing roller 1.
Thereby, the gas in the discharge region E5 in which the entrained flow a along the surface of the film F and the replacement gas are mixed is taken in from the gas taking-in small holes 9, and can be guided to the gas measuring means 11. . By analyzing the taken-in gas with the gas measuring means 11, the pinpoint replacement gas concentration in the discharge region E5 can be measured.

そのため、測定された置換ガス濃度に基づいて、図示していない置換ガス供給手段で置換ガスの供給量を制御すれば、放電域E5の置換ガス濃度を適正に保って目的の改質処理を実現することができる。
この第4実施形態では、放電電極17の上流側に設けたカバー部材18にガス取込用小孔9を設けているが、ガス取込用小孔9は下流側のカバー部材19に設けてもよいし、両カバー部材18,19に設けて、放電電極17の上流側と下流側の置換ガス濃度を測定するようにしてもよい。
Therefore, if the supply amount of the replacement gas is controlled by a replacement gas supply means (not shown) based on the measured replacement gas concentration, the target reforming process is realized while maintaining the replacement gas concentration in the discharge region E5 appropriately. can do.
In the fourth embodiment, the gas intake small hole 9 is provided in the cover member 18 provided on the upstream side of the discharge electrode 17. However, the gas intake small hole 9 is provided in the downstream cover member 19. Alternatively, it may be provided on both cover members 18 and 19 to measure the replacement gas concentration on the upstream side and downstream side of the discharge electrode 17.

また、カバー部材18,19のうちいずれかを省略してもよい。
ただし、放電電極17の上流側に設けられたカバー部材18は、チャンバ2外から流入する同伴流aが置換ガスを巻き込んで放電域E5に流れ込むガス流を整えて、放電域E5のガスの状態を安定させる機能を発揮する。
さらに、下流側のカバー部材19は、放電域E5から流出するガス流を整えることによって、放電域E5内のガスの状態を安定させる機能を発揮する。
Further, any one of the cover members 18 and 19 may be omitted.
However, the cover member 18 provided on the upstream side of the discharge electrode 17 adjusts the gas flow in which the entrained flow a flowing in from the outside of the chamber 2 entrains the replacement gas and flows into the discharge region E5, and the gas state in the discharge region E5 Demonstrate the function to stabilize.
Further, the downstream cover member 19 exhibits a function of stabilizing the state of the gas in the discharge region E5 by adjusting the gas flow flowing out from the discharge region E5.

したがって、カバー部材18,19のいずれかもしくは両方を設けることで、放電域E5内のガスの状態を安定させるメリットがある。
そのため、この第4実施形態のようにカバー部材18,19を備えた装置では、ガス取込用小孔9から取り込んで測定される置換ガス濃度は安定し、それに基づいて放電域E5の置換ガス濃度を適正に保つ制御が容易になる。したがって、目的の改質処理をより確実に実現することができる。
Therefore, providing either one or both of the cover members 18 and 19 has an advantage of stabilizing the state of the gas in the discharge region E5.
Therefore, in the apparatus provided with the cover members 18 and 19 as in the fourth embodiment, the replacement gas concentration measured by taking in from the gas intake small holes 9 is stable, and based on this, the replacement gas in the discharge region E5 is stabilized. Control to keep the concentration at an appropriate level becomes easy. Therefore, the target reforming process can be realized more reliably.

なお、上記カバー部材18,19に形成されるガス通路8の位置や形状は、この実施形態に限らない。例えば、配管12に接続される開口10を、カバー部材18,19と保持部材6との間や、保持部材6に設けてもよい。
さらに、この第4実施形態では、一対のカバー部材18,19間に1本の棒状の放電電極17を設けているが、フィルムFの移動方向に沿って複数の放電電極を設けても良い。
さらにまた、上記第1〜3実施形態の放電電極の上流側もしくは下流側、または両側に第4実施形態のカバー部材18,19を設けても構わない。
また、カバー部材18,19にその長さ方向に沿って複数のガス取込用小孔9を設けて長さ方向の置換ガス分布を測定するようにしてもよい。
The position and shape of the gas passage 8 formed in the cover members 18 and 19 are not limited to this embodiment. For example, the opening 10 connected to the pipe 12 may be provided between the cover members 18 and 19 and the holding member 6 or in the holding member 6.
Furthermore, in the fourth embodiment, one rod-like discharge electrode 17 is provided between the pair of cover members 18 and 19, but a plurality of discharge electrodes may be provided along the moving direction of the film F.
Furthermore, you may provide the cover members 18 and 19 of 4th Embodiment in the upstream or downstream of the discharge electrode of the said 1st-3rd Embodiment, or both sides.
In addition, a plurality of gas intake small holes 9 may be provided along the length direction of the cover members 18 and 19 to measure the displacement gas distribution in the length direction.

図6に示す第5実施形態は、その電極構造体を次のように構成している。
すなわち、この電極構造体22は、電極ホルダ21と、この電極ホルダ21に保持されたセラミックパイプからなる誘電体24と、この誘電体24内に設けた金属で形成された棒状の電極部材23とからなる。
上記電極ホルダ21は図示していない連結部材を介して直接または間接的に図示していないチャンバの天井面に固定されている。そして、このチャンバには上記第1実施形態と同様に、図示していないガス供給源及び置換ガス供給量制御手段が接続され、置換ガスが供給される。
なお、図6において第1実施形態と同じ符号を付した構成要素は、第1実施形態と同じ構成である。
In the fifth embodiment shown in FIG. 6, the electrode structure is configured as follows.
That is, the electrode structure 22 includes an electrode holder 21, a dielectric 24 made of a ceramic pipe held by the electrode holder 21, and a rod-shaped electrode member 23 made of metal provided in the dielectric 24. Consists of.
The electrode holder 21 is fixed to a ceiling surface of a chamber (not shown) directly or indirectly through a connecting member (not shown). Then, similarly to the first embodiment, a gas supply source and a replacement gas supply amount control means (not shown) are connected to this chamber, and a replacement gas is supplied.
In addition, the component which attached | subjected the same code | symbol as 1st Embodiment in FIG. 6 is the same structure as 1st Embodiment.

また、上記電極ホルダ21内にはガス通路8を形成し、その一端をガス取込用小孔9として放電域E6に向けて開口させている。また、ガス通路8の他端を開口10として、配管12を介してガス測定手段11に接続している。
この第5実施形態でも、ガス取込用小孔9からガスを取り込むことで、放電域E6のピンポイントの置換ガス濃度を測定することができる。
そして、置換ガス濃度の測定値に応じて置換ガスの供給量を制御し、目的の改質処理を安定的に実現できる点は他の実施形態と同じである。
Further, a gas passage 8 is formed in the electrode holder 21 and one end thereof is opened as a gas intake small hole 9 toward the discharge region E6. Further, the other end of the gas passage 8 is connected to the gas measuring means 11 through the pipe 12 with the opening 10.
Also in the fifth embodiment, by taking in gas from the small holes 9 for taking in gas, the pinpoint replacement gas concentration in the discharge region E6 can be measured.
And the point which can control the supply amount of substitution gas according to the measured value of substitution gas concentration, and can realize the target modification processing stably is the same as other embodiments.

なお、上記第1〜5実施形態では、接地された上記処理ローラ1がこの発明の対向電極を構成しているが、対向電極は放電電極との間でガス置換放電によるプラズマ生成ができれば、ローラでなくてもよい。
また、対向電極は接地電位に限らない。対向電極は、放電電極との間で放電可能な電位差が実現できればよく、例えば、放電電極に印加される電圧と逆極性の電圧を対向電極に印加するようにしてもよい。
In the first to fifth embodiments, the grounded processing roller 1 constitutes the counter electrode of the present invention. If the counter electrode can generate plasma by gas displacement discharge with the discharge electrode, the roller can be used. It does not have to be.
Further, the counter electrode is not limited to the ground potential. The counter electrode only needs to realize a potential difference that can be discharged with respect to the discharge electrode. For example, a voltage having a reverse polarity to the voltage applied to the discharge electrode may be applied to the counter electrode.

さらに、放電電極において対向電極と対向する部分の形状も、放電部が形成されればどのような形状でも構わない。上記第1〜4実施形態のように、複数の放電部を備えて放電域を広げることができる。
また、この発明の表面改質装置における処理対象は、上記のような連続フィルムFに限らない。枚葉のシートや板部材など、放電域内を移動する様々な処理対象に、この発明の表面改質装置を適用できる。
Furthermore, the shape of the portion of the discharge electrode facing the counter electrode may be any shape as long as the discharge portion is formed. As in the first to fourth embodiments, the discharge region can be expanded by including a plurality of discharge units.
Further, the processing target in the surface modification apparatus of the present invention is not limited to the continuous film F as described above. The surface modification apparatus of the present invention can be applied to various treatment objects that move in the discharge region, such as single sheets and plate members.

特に、置換ガス濃度によって処理効果が影響を受けやすい表面改質に適している。   In particular, it is suitable for surface modification in which the treatment effect is easily affected by the substitution gas concentration.

1 (対向電極)処理ローラ
2 チャン
,15,16 放電電極
9 ガス取込用小孔
11 ガス測定手
(処理対象)フィルム
E2〜E4 放電域
1 (counter electrode) processing roller 2 Chang Bas
7, 15 and 16 discharge DENDEN electrode 9 gas take-small hole 11 gas measurement hand stage
F (Process target) Films E2 to E4 discharge area

Claims (5)

放電電極と対向電極間に供給された置換ガスを上記放電電極と対向電極との間の放電域でプラズマ化し、このプラズマのエネルギーで処理対象の表面を改質する表面改質方法において、
上記放電電極に置換ガス濃度の測定ポイントを特定するプロセスと、
上記特定した測定ポイントに対応させてガス取込用小孔の位置を設定するプロセスと、
上記ガス取込用小孔から取り込んだ置換ガス濃度を測定するプロセスと、
上記置換ガス濃度の測定値に応じて置換ガスの供給量を制御するプロセスと
を実行する表面改質方法。
In the surface modification method in which the replacement gas supplied between the discharge electrode and the counter electrode is turned into plasma in the discharge region between the discharge electrode and the counter electrode, and the surface of the object to be processed is modified by the energy of the plasma.
A process for identifying the measurement point of the replacement gas concentration in the discharge electrode ;
A process of setting the position of the small hole for gas intake corresponding to the specified measurement point;
A process for measuring the concentration of the replacement gas taken from the small holes for gas intake;
And a process for controlling the supply amount of the replacement gas in accordance with the measured value of the replacement gas concentration.
上記測定ポイントを複数設定するプロセスと、
上記各測定ポイントに別々のガス取込用小孔を対応させるプロセスと、
上記複数の各測定ポイントの置換ガス濃度を測定するプロセスと、
複数の測定ポイントのうち、最低の置換ガス濃度を検出した最低測定ポイントもしくは最高の置換ガス濃度を検出した最高測定ポイントを特定するプロセスと、
上記最低測定ポイントもしくは最高測定ポイントの置換ガス濃度を、基準値に導くためにガス供給量を制御するプロセスと
を実行する請求項1に記載の表面改質方法。
A process of setting a plurality of the above measurement points;
A process of making a separate gas intake small hole corresponding to each measurement point,
A process for measuring the replacement gas concentration at each of the plurality of measurement points;
A process of identifying the lowest measurement point at which the lowest replacement gas concentration is detected or the highest measurement point at which the highest replacement gas concentration is detected among a plurality of measurement points;
2. The surface modification method according to claim 1, wherein a process of controlling a gas supply amount is performed in order to derive the lowest measurement point or the replacement gas concentration at the highest measurement point to a reference value.
放電電極備え、
この放電電極と対向する対向電極間のガス置換放電で生成されるプラズマのエネルギーによって、上記放電電極と上記対向電極との間の処理対象の表面を改質する表面改質装置において、
上記放電電極に設けられ、上記ガス置換放電の放電域に開口して上記放電域内のガスを取り込むガス取込用小孔と、
このガス取込用小孔に接続されるとともに、取り込まれたガスの置換ガス濃度を測定するガス測定手段とが備えられた
表面改質装置。
Comprising a discharge electrode,
The plasma energy generated by the gas replacement discharge between opposing electrodes to the discharge electrode and the counter, in the surface modification apparatus for modifying the surface of processed between the discharge electrode and the counter electrode,
A small hole for gas intake provided in the discharge electrode and opening in the discharge region of the gas displacement discharge to take in the gas in the discharge region;
A surface reformer that is connected to the gas intake small hole and includes a gas measuring means for measuring a replacement gas concentration of the taken-in gas.
上記放電電極は、対向する処理対象の処理幅に対応した大きさを備え、この放電電極には上記ガス取込用小孔を複数備えるとともに、これらガス取込用小孔は放電電極の大きさの範囲で所定の間隔を保って形成された請求項3に記載の表面改質装置。 The discharge electrode is provided with a size corresponding to the processing width of the opposing processed is, together comprising a plurality of small holes for the gas intake to the discharge electrodes, the size of the gas take-in stoma discharge electrode The surface modification device according to claim 3, wherein the surface modification device is formed at a predetermined interval within a range of 5 mm. 上記ガス取込用小孔から取り込まれたガスの置換ガス濃度に基づいて、置換ガスの供給量を制御するための置換ガス供給量制御手段が設けられた
請求項3または4に記載の表面改質装置。
The surface modification according to claim 3 or 4, further comprising a replacement gas supply amount control means for controlling a supply amount of the replacement gas based on a replacement gas concentration of the gas taken in from the gas intake small hole. Quality equipment.
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